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C#简单实现九宫数独算法:穷举+回溯

时间:2020-02-27 10:10:53

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C#简单实现九宫数独算法:穷举+回溯

一、游戏介绍

「数独sudoku」来自日文,但概念源自「拉丁方块」,是十八世纪瑞士数学家欧拉发明的。游戏规则很简单:在九个九宫格里,填入1到9的数字,让每个数字在每个行、列及九宫格里都只出现一次。

二、数独算法主要步骤

1、出题

(1)静态数组,数值固定,或采用由用户输入方式

(2)电脑出题算法

将一行或者一列随机填上1-9,生成一个数独题目

根据第一步生成的数独题目调用解题函数求解

从解出来的题目中随机挖空若干个数字(在一定的范围内,挖空的数字越多,难度越大)

通过以上几步,就可以生成一个数独题目了,但有一点需要注意一下,由于题目需要一定随机性,除了第一步的填充数字外,数独求解算法也要求具有一定的随机性。即对于有多个解的数独程序,不同的时候运行得出来的解也不同。

2、验证

验证每行、每列、每个九宫格里的数字是否唯一

3、解题:简单的算法一般采用穷举+回溯算法

针对为0的位置尝试填入1-9数字,同时调用验证函数

成功则继续填下一个空位

否则,还原为0,回溯调用解题函数

当所有空格填完,返回

算法改进:可以采用预先判断可填值范围,缩小填值范围

4、显示

就是输出一个二维数组

三、代码

C#控制台代码

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using System.Text;

namespace solve

{

class Program

{

//出题,采用静态数组

static int[,] pu = new int[9, 9]

{

{0,0,0,7,2,8,0,0,0},

{0,9,0,0,5,1,6,0,0},

{0,0,0,0,6,0,0,8,2},

{3,0,0,8,0,2,7,0,4},

{1,7,4,0,3,0,0,2,0},

{2,8,0,5,0,0,0,3,0},

{0,1,0,3,0,0,2,0,0},

{0,0,7,0,4,6,0,0,5},

{0,0,6,1,0,0,0,4,9} };

static void Main(string[] args)

{

Show();

GetAnswer(0);

Console.ReadLine();

}

/// <summary>

/// 验证函数

/// </summary>

/// <param name="i"></param>

/// <param name="j"></param>

/// <returns></returns>

static bool IsValid(int i, int j)

{

int n = pu[i, j];

int[] query = new int[9] { 0, 0, 0, 3, 3, 3, 6, 6, 6 };

int t, u;

//每一行每一列是否重复

for (t = 0; t < 9; t++)

{

if ((t != i && pu[t, j] == n) || (t != j && pu[i, t] == n))

return false;

}

//每个九宫格是否重复

for (t = query[i]; t < query[i] + 3; t++)

{

for (u = query[j]; u < query[j] + 3; u++)

{

if ((t != i || u != j) && pu[t, u] == n)

return false;

}

}

return true;

}

/// <summary>

/// 显示函数

/// </summary>

static void Show()

{

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

{

for (var j = 0; j < 9; j++)

{

Console.Write(pu[i, j] + " ");

}

Console.WriteLine();

}

Console.WriteLine("----------------------------------------------");

}

/// <summary>

/// 使用回溯算法求解

/// </summary>

/// <param name="n"></param>

static void GetAnswer(int n)

{

if (n == 81)

{//是否已经是最后一个格子

Show();

return;

}

int i = n / 9, j = n % 9;

if (pu[i, j] != 0)

{//如果当前格子不需要填数字,就跳到下一个格子

GetAnswer(n + 1);

return;

}

for (int k = 0; k < 9; k++)

{

pu[i, j]++;//当前格子进行尝试所有解

if (IsValid(i, j))

GetAnswer(n + 1);//验证通过,就继续下一个

}

pu[i, j] = 0; //如果上面的单元无解,还原,就回溯

return ;

}

}

}

大家可以参考由飞多网络技术中心提供的更详细的C#版WINFORM源程序

/software/application/05/08-1193.html

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