数独设计思路及全解

数独设计思路及全解,第1张

开始的话:这个程序现在还不稳定,有时出现运行时错误,跟踪是由于vector的size()方法引起的。调试发现中间的min_seq并没有完全按照作者的意图变化。

运行时,如果出现错误,就反复运行,运行成功即可出现一个正确的9*9数独矩阵。

如果要玩预先填充一些数的游戏,只需修改初始矩阵即可。

算法:为每个位置定义一个可选元素集合,每个更新是把它所在的行,列,所在的3×3方阵中已出现的元素从集合中去掉。填充时,从最小候选集合中选一个(可随即)填进去,更新候选集合,再填充,直到所有位置填充完毕,游戏结束。

/*******9×9数独游戏的计算机程序*******/

/*******作者:xiaocui******************/

/*******时间:2006.6.23****************/

/*******版本:v1.0*********************/

/*******算法思想***********************/

/******对每个位置的元素,考虑其可选取的数字

的集合,每次把候选元素个数最小的那个位置填充

从该最小候选集合中随机选取一个元素填充,重复

这个过程,直到所有元素填充完毕************/

/****适用填充全空的数独方格 和 填充已有一些数的数独方格*****/

/****对初始化的候选集的第一次更新正是为了解决第2类数独游戏***/

/****对于已填充一部分元素的,直接修改MATRIX矩阵即可*****/

/****数独游戏的结果不止一种********/

#include <iostream>

#include <ctime>

#include <vector>

using namespace std

/**********初始9×9的矩阵*************/

/******元素为0,说明该位置还未填充***/

int MATRIX[9][9]={ {0,0,0,0,0,0,0,0,0},

{0,0,0,0,0,0,0,0,0},

{0,0,0,0,0,0,0,0,0},

{0,0,0,0,0,0,0,0,0},

{0,0,0,0,0,0,0,0,0},

{0,0,0,0,0,0,0,0,0},

{0,0,0,0,0,0,0,0,0},

{0,0,0,0,0,0,0,0,0},

{0,0,0,0,0,0,0,0,0} }

/*******初始给出的元素个数***********/

int INITIAL_COUNT

/********已填充元素个数,作为填充结束标志**********/

int FINISH_COUNT=0

/********各个元素的初始候选集合*******/

vector<vector<int>>IVEC(81)

/**************函数原型******************/

/*********得到初始给出的元素个数*******/

int get_initialcount()

/*******初始化候选集合***************/

void initial_candidate()

/***********从vector中删除指定元素*******/

void delete_value(vector<int>&ivec,int value)

/********更新候选集合**************/

void refresh_candidate()

/*********返回9×9候选集合元素最少的候选集合序号*******/

int min_seq()

/********随机生成一个位置序号并取得该序号所对应的元素值******/

int choose_seq(int min_seq)

/*******填充该元素并判断是否填充完毕********/

int is_finish(int min_seq, int choose_value)

int main()

{

/******得到初始给出的元素个数*****/

INITIAL_COUNT=get_initialcount()

/******初始化候选集合*******/

initial_candidate()

/********先更新候选集合(为了应付已经填充一部分数的情况)******/

refresh_candidate()

int i

int MinSeq

int ChooseValue

MinSeq=min_seq()

ChooseValue=choose_seq(MinSeq)

while(is_finish(MinSeq,ChooseValue)!=1)

{

refresh_candidate()

MinSeq=min_seq()

ChooseValue=choose_seq(MinSeq)

}

/**********输出填好的数独游戏结果*********/

for( i=0i<9++i)

{

for(int j=0j<9++j)

{

cout<<MATRIX[i][j]<<'\t'

}

cout<<endl

}

return 0

}

/*******************函数定义***********************/

/*********得到初始给出的元素个数*******/

int get_initialcount()

{

int count=0

for(int i=0i<9++i)

{

for(int j=0j<9++j)

{

if(MATRIX[i][j]!=0)

{

count++

}

}

}

return count

}

/*******初始化候选集合***************/

void initial_candidate()

{

for(int i=0i<81++i)

{

for(int j=1j<10++j)

{

IVEC[i].push_back(j)

}

}

}

/***********从vector中删除指定元素*******/

void delete_value(vector<int>&ivec,int value)

{

/*******如果ivec已经为空,直接退出**********/

if (ivec.size()==0)

{

return

}

vector<int>::iterator iter=ivec.begin()

while( iter<ivec.end() &&(*iter)!=value )

{

iter++

}

if(iter<ivec.end())//在vector中找到已填充的元素,把它删除

{

ivec.erase(iter)

}

}

/********更新候选集合**************/

void refresh_candidate()

{

int i

int rownum,colnum

int row,col

/******更新81个vector*******/

for(i=0i<81++i)

{

row=i/9

col=i%9

if(MATRIX[row][col]!=0)//该位置已经填充

{

if(IVEC[i].size()!=0)//该vector不空

{

/********删除整个候选集***********/

IVEC[i].erase(IVEC[i].begin(),IVEC[i].end())

}

}

else

{

/*****删除同一行中的元素****/

for(colnum=0colnum<9++colnum)

{

delete_value(IVEC[i],MATRIX[row][colnum])

}

/*****删除同一列中的元素****/

for(rownum=0rownum<9++rownum)

{

delete_value(IVEC[i],MATRIX[rownum][col])

}

/*****删除在一个3×3方阵中的元素******/

/******在第1块中,删除3×3方阵元素*****/

if(row/3==0 &&col/3==0)

{

for(int r=0r<3++r)

{

for(int c=0c<3++c)

{

delete_value(IVEC[i],MATRIX[r][c])

}

}

}

/******在第2块中,删除3×3方阵元素*****/

if(row/3==0 &&col/3==1)

{

for(int r=0r<3++r)

{

for(int c=3c<6++c)

{

delete_value(IVEC[i],MATRIX[r][c])

}

}

}

/******在第3块中,删除3×3方阵元素*****/

if(row/3==0 &&col/3==2)

{

for(int r=0r<3++r)

{

for(int c=6c<9++c)

{

delete_value(IVEC[i],MATRIX[r][c])

}

}

}

/******在第4块中,删除3×3方阵元素*****/

if(row/3==1 &&col/3==0)

{

for(int r=3r<6++r)

{

for(int c=0c<3++c)

{

delete_value(IVEC[i],MATRIX[r][c])

}

}

}

/******在第5块中,删除3×3方阵元素*****/

if(row/3==1 &&col/3==1)

{

for(int r=3r<6++r)

{

for(int c=3c<6++c)

{

delete_value(IVEC[i],MATRIX[r][c])

}

}

}

/******在第6块中,删除3×3方阵元素*****/

if(row/3==1 &&col/3==2)

{

for(int r=3r<6++r)

{

for(int c=6c<9++c)

{

delete_value(IVEC[i],MATRIX[r][c])

}

}

}

/******在第7块中,删除3×3方阵元素*****/

if(row/3==2 &&col/3==0)

{

for(int r=6r<9++r)

{

for(int c=0c<3++c)

{

delete_value(IVEC[i],MATRIX[r][c])

}

}

}

/******在第8块中,删除3×3方阵元素*****/

if(row/3==2 &&col/3==1)

{

for(int r=6r<9++r)

{

for(int c=3c<6++c)

{

delete_value(IVEC[i],MATRIX[r][c])

}

}

}

/******在第9块中,删除3×3方阵元素*****/

if(row/3==2 &&col/3==2)

{

for(int r=6r<9++r)

{

for(int c=6c<9++c)

{

delete_value(IVEC[i],MATRIX[r][c])

}

}

}

}

}

}

/*********返回9×9候选集合元素最少的候选集合序号*******/

int min_seq()

{

int count[81]

int i

for(i=0i<81++i)

{

count[i]=IVEC[i].size()

}

int value=10

int min_seq

for(i=0i<81++i)

{

if(count[i]==0)

{

continue

}

if(count[i]<value)

{

value=count[i]

min_seq=i

}

}

return min_seq

}

/********随机生成一个位置序号并取得该序号所对应的元素值******/

int choose_seq(int min_seq)

{

/*****根据当前时间设置种子******/

srand((unsigned)time( NULL ))

int random_seq=rand()%(IVEC[min_seq].size())

return IVEC[min_seq][random_seq]

}

/*******填充该元素并判断是否填充完毕********/

int is_finish(int min_seq, int choose_value)

{

int row, column

row=min_seq/9

column=min_seq%9

MATRIX[row][column]=choose_value

FINISH_COUNT++/****已填充元素个数加1*****/

/*******填充完毕判断********/

if(FINISH_COUNT==81-INITIAL_COUNT)

{

return 1

}

else

{

return 0

}

}

http://den.idv.tw/den/java/sudo/makeprob.php

http://hi.baidu.com/cuifenghui/blog/item/f771396dd111bbfb421694ee.html

希望对你有帮助!!

数独游戏规则说明

每一行都用到1,2,3,4,5,6,7,8,9,位置不限,

每一列都用到1,2,3,4,5,6,7,8,9,位置不限,

每3×3的格子都用到1,2,3,4,5,6,7,8,9,位置不限,

游戏的的过程就是用1,2,3,4,5,6,7,8,9填充空白,并要求满足每行、每列、每个九宫格都用到1,2,3,4,5,6,7,8,9。

标准数独的游戏规则:每行的9个单元格中填入1-9且不重复;每列的9个单元格中填入1-9且不重复;每个3*3单元格组成的宫中填入1-9且不重复。

直观解法大体分为排除法和唯一解法两大类,这两类方法的思路有所区别,原理如下:

1、排除法的原理:由于数独规则要求每行、每列和每宫的数字不重复,所以已出现的数字可以排除掉同行、同列、同宫中其他单元格内再填入该数字的可能性。

2、唯一法的原理:由于数独规则要求每行、每列和每宫中填入1-9且不重复,所以当与一个单元格同行、同列、同宫中出现了8个不同的数字,则这个单元格中只能填入余下的第9个数字。

唯一解法的几种情况:

1、行唯一解,同样可以在列和宫中运用。说明:一行中出现了8个数字,蓝色单元格中填入未出现的第9个数字。

2、行列唯一解。说明:一行与一列交叉且出现了8个不同的数字,交叉点蓝色单元格填入未出现的第9个数字。

3、行列宫唯一解。说明:一行、一列与一宫交叉且出现了8个不同的数字,交叉点蓝色单元格填入未出现的第9个数字。

排除法的几种情况 

1、行列排除宫。说明:数字1排除掉7所在的宫中,与1同行列的单元格填入1的可能性,宫中只有蓝色单元格可以填入1。

2、宫排除行列、行列相互排除。说明:数字7排除掉同行中、同宫中其他单元格填入7的可能性,列中只有蓝色单元格可以填入7。

3、区块排除。说明:数字9排除掉中间宫中三个单元格填入9的可能性,则这个宫里只有剩下的两个单元格内可以填入9,这两个格子称作区块,区块中含有9,对下面宫进行排除,推出蓝色单元格填入9。

4、数对占位的排除。说明:数字3、7排除掉宫中与之同行的单元格填入3和7的可能性,该宫中只剩了两个空单元格,那么这两个空单元格中一定填入3和7,现在不能确定3、7的位置,故记做数对。数字9排除掉同宫中一些单元格填入9的可能性,列中又被数对占了位置,只有蓝色单元格可以填入9。


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