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九宫格数独问题

时间:2022-08-09 05:36:07

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九宫格数独问题

数独顾名思义——每个数字只能出现一次。数独是一种源自18世纪末的瑞士,后在美国发展、并在日本得以发扬光大的数字谜题。数独盘面是个九宫,每一宫又分为九个小格。在这八十一格中给出一定的已知数字和解题条件,利用逻辑和推理,在其他的空格上填入1-9的数字。使1-9每个数字在每一行、每一列和每一宫中都只出现一次。 这种游戏全面考验做题者观察能力和推理能力,虽然玩法简单,但数字排列方式却千变万化,所以不少教育者认为数独是训练头脑的绝佳方式。

九宫格的游戏在很多地方都经常出现,比如手机,电脑等等,下面就以简单的一个例子来说明如何使用回溯算法来解决该类问题。下面数组代表最初给出的九宫格,

0为空格需要填的数字。

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} };

下面使用回溯算法来解决该类问题:

1.验证函数如下:

private 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;for (t = 0; t < 9; t++){if ((t != i && pu[t, j] == n) || (t != j && pu[i, t] == n))return false;}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;}

2.显示函数:

private void Show(){int n=0;for (var i = 0; i < 9; i++){for (var j = 0; j < 9; j++){Console.Write(pu[i, j] + " ");}Console.WriteLine();}Console.WriteLine("----------------------------------------------");}

3.使用回溯算法求解:

private void Try(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Try(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))Try(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,就回溯}

4.调用如下:

public void Test(){Show();Try(0); }

实际在游戏中会有不同的游戏级别如:

低级:要求至少有一行或一列出题时已填上5个数据,其他可以随机安排,但是每行或每列必须有数据

中级:要求至少有一行或一列出题时已填上4个数据,其他可以随机安排,但是每行或每列必须有数据

高级:要求至少有一行或一列出题时已填上3个数据,其他可以随机安排,但是每行或每列必须有数据

所以实际中我们使用回溯不是很方便,我说下我的方法:

1.只要一个九宫格的任意两行,两列所在列有相同的数字,那么这两行,两列交叉后该九宫格就只剩下一格,这个格子就是前面的相同数字。

2.使用1的思想,如果一个九宫格任意两行一列,或两列一行所在行列都有相同数字,那么该九宫两行一列交叉后只剩两个格子,如果一个格子游戏已经给出

数字,剩下的格子就是该数字了。

3.一次类推,一行一列,0行1列等等。

本文转自生鱼片博客园博客,原文链接:/carysun/archive//10/07/jiugong.html,如需转载请自行联系原作者

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