四阶幻方就是用16个数字组成的一个四行四列的矩阵,其每一行、每一列和两条对角线的数字的和(称为幻和值)都相等。

暴力解法如下:

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

var order = 4        // 矩阵行列数
var sum = 34         // 总和
var Arr1 = [17]int{} // 存放全排列结果
var c = 0            // 执行次数
var total = 0        // 种数
var Arr2 = [17]int{} // 数组,用作判断1-16个数是否有被访问到

func main() {
	start := time.Now() // 开始时间
	test(0)
	fmt.Println("执行次数:", c)
	end := time.Now().Sub(start) // 结束时间
	fmt.Println("总耗时:", end)
}

func test(x int) {
	c++
	if x == 15 {
		t1 := sum - (Arr1[12] + Arr1[13] + Arr1[14]) // 行
		t2 := sum - (Arr1[3] + Arr1[7] + Arr1[11])   // 列
		t3 := sum - (Arr1[0] + Arr1[5] + Arr1[10])   // 另一个对角线
		// 满足横竖斜加起来都等于34
		if t1 == t2 && t2 == t3 && Arr2[t1] == 0 { // 最后来个总的判断,如果满足条件,则打印
			Arr1[x] = t1
			total++
			fmt.Printf("第%v种:\n", total)
			lastArr := Arr1[:16]
			for k, v := range lastArr {
				if k == 4 || k == 8 || k == 12 || k == 16 {
					fmt.Println()
				}
				fmt.Print(" ", v)
			}
			fmt.Println()
		}
		Arr2[Arr1[x-1]] = 0
		return
	}

	// 做判断
	if x > 0 && x%4 == 0 && Arr1[(x/order-1)*order]+Arr1[(x/order-1)*order+1]+Arr1[(x/order-1)*order+2]+Arr1[(x/order-1)*order+3] != sum {
		Arr2[Arr1[x-1]] = 0
		return
	}
	// 中心剪枝
	if x == 11 && Arr1[5]+Arr1[6]+Arr1[9]+Arr1[10] != sum {
		Arr2[Arr1[x-1]] = 0
		return
	}

	// 对角线剪枝和边行剪枝,加快速度
	if x == 13 && (Arr1[3]+Arr1[6]+Arr1[9]+Arr1[12] != sum || Arr1[4]+Arr1[8]+Arr1[7]+Arr1[11] != sum) {
		Arr2[Arr1[x-1]] = 0
		return
	}
	// 列剪枝
	if (x == 13 || x == 14) && Arr1[x-13]+Arr1[x-13+4]+Arr1[x-13+8]+Arr1[x-13+12] != sum {
		Arr2[Arr1[x-1]] = 0
		return
	}

	for i := 1; i <= 16; i++ { // 生成全排列
		if Arr2[i] == 0 { // 访问当前没有用到的数字
			Arr1[x] = i
			Arr2[i] = 1
			// 递归
			test(x + 1)
			Arr2[i] = 0 //回溯时复原Arr2数组
		}
	}
}

结果