数独C++代码实现

本文介绍了如何使用C++编写回溯算法解决数独问题,通过二维vector存储数据,利用递归和isValid函数检查行、列和宫格的数字重复性。

数独是源自18世纪瑞士的一种数学游戏。中文中“数独”一次,实际上是源自于日语对于数独的音译。是一种运用纸、笔进行演算的逻辑游戏。玩家需要根据9×9盘面上的已知数字,推理出所有剩余空格的数字,并满足每一行、每一列、每一个粗线宫(3*3)内的数字均含1-9,不重复。
一个标准的9x9数独如下所示(当然还可以有更复杂的变体)

你需要根据上述规则将其填满

对于人类来说最容易的方法是排除法,但如果让我用程序去解决的话最容易想到使用回溯法。

问题定义:我们使用9x9的二维vector装载数据,原始数据中有数字的填数字,没有的填'.'(或者其他)。我们使用char类型存储,因为我们其实只需要十个值。我们的目标就是将'.'全部变成数字,并且符合数独的游戏规则。

bool backtracking(vector<vector<char>>& board) {
    for (int i = 0; i < board.size(); i++) {         // 遍历行
        for (int j = 0; j < board[0].size(); j++) { // 遍历列
            if (board[i][j] != '.') continue;           // 如果该位置已经被填写,则过这一次填写
            for (char k = '1'; k <= '9'; k++) {     // (i, j) 这个位置放k是否合适
                if (isValid(i, j, k, board)) {             // 是否有某行或者某列或者小宫格中有重复数字
                    board[i][j] = k;                        // 如果有效则放置k
                    if (backtracking(board)) return true; // 递归填下个数字,只有当最后一个数字都合适的时候才会返回true,否则返回false。
                    board[i][j] = '.';                       // 不合适则撤销k
                }
            }
            return false;                                   // 9个数都试完了,都不行,那么就返回false
        }
    }
    return true; // 遍历完没有返回false,说明找到了合适棋盘位置了
}
bool isValid(int row, int col, char val, vector<vector<char>>& board) {
    for (int i = 0; i < 9; i++) {    // 判断行里是否重复
        if (board[row][i] == val) {
            return false;
        }
    }
    for (int j = 0; j < 9; j++) {    // 判断列里是否重复
        if (board[j][col] == val) {
            return false;
        }
    }
    int startRow = (row / 3) * 3;
    int startCol = (col / 3) * 3;
    for (int i = startRow; i < startRow + 3; i++) {    // 判断9方格里是否重复
        for (int j = startCol; j < startCol + 3; j++) {
            if (board[i][j] == val ) {
                return false;
            }
        }
    }
    return true;
}

转载请标明出处,原文地址:鄙人张钊_有何贵干_物联网,C/C++,深度学习-优快云博客

一个简单的解数独的小程序 //***求数独的解,参数mod为0或1,time0为搜索开始时的时间,mod=0时仅检查Data1中数独是否有解,有解则抛出1,mod=1时求出所有解并输出*** { int i,j,im=-1,jm,min=10; int mark[10]; for(i=0;i<9;i++) { for(j=0;j<9;j++) { if(Data1[i][j]) //如果该位置有数据则跳过 { continue; } int c=Uncertainty(i,j,mark); //如果该位置为空则先求不确定度 if(c==0) //如果不确定度为0则表示该数独无解 { return; } if(c<min) //得到不确定度最小的位置(第im行 第jm列 不确定度为min) { im=i; jm=j; min=c; } } } if(im==-1) //所有位置都已经确定,数独已经解出,按要求输出解 { if(mod==1) //显示所有解 { if(IsSolved()==true) { if(Solutions++<MAXANSNUM) { cout<<"第 "<<Solutions<<" 个 解:"<<endl; Display(1); } if((time(NULL)-time0)>TIMEOUT) { throw(Solutions); } } return; } else //只给出一个解 { throw(1); //跳出所有递归调用,返回1 } } Uncertainty(im,jm,mark); //从不确定度最小的位置开始解 for(i=1;i<=9;i++) { if(mark[i]==0) { Data1[im][jm]=i; //对不确定度最小的位置尝试可能的赋值 Search(mod,time0); //递归调用 } } Data1[im][jm]=0; } void Csudoku::Set(int n) //***随机生成数独,参数n表示数独中待填元素个数*** { srand((unsigned)time(NULL)); int i,j,k; do { for(i=0;i<9;i++) //随机给每行的某一个位置赋值 { for(j=0;j<9;j++) { Data1[i][j]=0; } j=rand()%9; Data1[i][j]=i+1; } } while(!Solve(0)); //按照随机赋的值给出一个解 for(k=0;k<n;) //从中随机去掉n个数据 { i=rand()%81; j=i%9; i=i/9; if(Data1[i][j]>0) { Data1[i][j]=0; k++; } } for(i=0;i<9;i++) //将生成的数独存入Data0数组 { for(j=0;j<9;j++) { Data0[i][j]=Data1[i][j]; } } }
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