9*9数独

尝试把csdn当一个写题的云端笔记,用来书写写题时候的思路。

数独

首先考虑思路,是一个暴搜问题,9*9方格,数据范围较小

计算时间复杂度,如果所有点都需要搜一遍每个点有9种,那么裸搜需要9^81的时间复杂度,显然超时,这个时候需要一个最容易看出来的1.顺序优化,2.正确性剪枝,3.最优性剪枝,4.冗余性剪枝。

然后需要进行一定的“常数级”优化,比如最常用的二进制优化。二进制怎么进行优化,我们需要把我们的st存成我们的二进制,然后对所有的二进制1代表可以使用,对于0代表不可以使用。get函数对于这些取一个 & 这样只有全为1才可以填入,大大减少了需要写的代码量而且一个&缩短了时间复杂程度,相当巧妙。

然后根据我们的二进制优化,怎么完成我们的顺序优化呢,我们需要使用一个ones【】数组来完成我们的找到有多少个1,然后根据这些一来规划我们的顺序优化,优先进行选择最少的dfs搜索。

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <algorithm>
using namespace std;
const int N=9,M=1<<N;
char str[100];
int row[N],col[N],cell[3][3];
int map[M],ones[M];
int lowbit(int x)
{
    return x&(-x);
}
void init()
{
    for(int i=0;i<N;i++) col[i]=row[i]=(1<<N)-1;
    for(int i=0;i<3;i++)
    {
        for(int j=0;j<3;j++)
        {
            cell[i][j]=(1<<N)-1;
        }
    }
}
int get(int x,int y)
{
    return row[y]&col[x]&cell[x/3][y/3];
}
bool dfs(int u)
{
    if(u==0) return true;
    
    int minv=10,x,y;
    for(int i=0;i<N;i++)
    {
        for(int j=0;j<N;j++)
        {
            if(str[i*9+j]=='.')
            {
                int t=ones[get(i,j)];
                if(t<minv)
                {
                    minv=t;
                    x=i;
                    y=j;
                }
            }
        }
    }
    
    for(int i=get(x,y);i;i-=lowbit(i))
    {
        int t=map[lowbit(i)];
        
        //修改状态
        row[y]-=1<<t;
        col[x]-=1<<t;
        cell[x/3][y/3]-=1<<t;
        str[x*9+y]='1'+t;
        
        if(dfs(u-1)) return true; //最优性剪枝
        
        //恢复现场
        row[y]+=1<<t;
        col[x]+=1<<t;
        cell[x/3][y/3]+=1<<t;
        str[x*9+y]='.';
    }
    return false;
}
int main()
{
    for(int i=0;i<N;i++) map[1<<i]=i;
    for(int i=0;i<1<<N;i++)
    {
        int s=0;
        for(int j=i;j;j-=lowbit(j)) s++;
        ones[i]=s;
    }
    
    
    while(cin >> str,str[0]!='e')
    {
        init();
        int cnt=0;
        for(int i=0,k=0;i<N;i++)
        {
            for(int j=0;j<N;j++,k++)
            {
                int t=str[k]-'1';
                if(str[k]!='.')
                {
                    row[j]-=1<<t;
                    col[i]-=1<<t;
                    cell[i/3][j/3]-=1<<t;
                }
                else cnt++;
            }
        }
        dfs(cnt);
        cout << str << endl;
    }
    return 0;
}

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