数独的一个解法

本文介绍了一个简单的数独求解程序实现过程。该程序通过排除法和递归回溯算法来解决数独问题,能够处理包含部分已知数字的数独盘面,并找出所有可能的解决方案。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

     公司茶水间打扫卫生的人很喜欢研究数独问题,经常一个人拿着报纸解上面的数独问题,一次遇到了一个难度为四级的问题拿来问我,我研究了一会没做出来,真是没面子,因此想到写一个小程序来解决。程序只是简单的尝试每一个可能的数字。根据输入数据的情况,来排除一些无效的数字情况。
#include <stdio.h>

#define N   9
#define VALID   (1)
#define INVALID (-1)
struct item  
{
    
int x,y,value;
    
struct item * next;
};

class Item
{
public:
    Item()
    {
        
int i ;
        
for(i = 0 ; i < N ; i ++ ) {
            data[i] 
= VALID;
            m_nValid 
= N ;
        }
        
        m_origit 
= false;
        m_nIndicator 
= 0;
        m_nCurValue 
= 0;
    }
    
void SetNInvalid(int n) /* index value */
    {
        data[n] 
= INVALID;
        m_nValid 
--;
    }
    
int GetValid()
    {
        
return m_nValid;
    }
    
void SetOrigi(int nvalue) /* value in the map, it should be the index +1 */
    {
        m_origit 
= true ;
        m_nCurValue 
= nvalue;
        
for(int i = 0 ; i < N ; i ++)
        {
            
if(i + 1 != nvalue)
            {
                SetNInvalid(i);
            }
        }
    }
    
int GetCurrentValue()
    {
        
return m_nCurValue;
    }
    
void SetCurrentValue(int n)
    {
        m_nCurValue 
= n;
    }
    
bool IsOrigi()  /* 1 origit ; 0 not origit */
    {
        
return m_origit ;
    }
    
void ResetIndicator()
    {
        m_nIndicator 
= 0;
        m_nCurValue 
= 0 ;
    }

    
int GetNextPossibleValue()
    {
        
while(m_nIndicator < N && data[m_nIndicator ] == INVALID) {
            m_nIndicator
++;
        }
        m_nIndicator 
++ ;
        
if(m_nIndicator > N) {
            
return -1;
        }
        
return (m_nIndicator );
    }
    
    
void PrintPossibleValue()
    {
        
int i ;
        
for(i = 0 ; i < N ; i ++)
        {
            
if(data[i] == VALID)
            {
                printf(
" %d ", i + 1);
            }
        }
    }

    
int  data[N] ;
    
bool m_origit;
    
int m_nValid;
    
int m_nIndicator ;
    
int m_nCurValue;
};

class CGroupMap
{
public:
    CGroupMap()
    {
    }
    
    
void InitMap(struct item * first)
    {
        
while(first)
        {
            SetItem(first);
            first 
= first->next;
        }
    }
    
void SetItem(struct item * it)
    {
        
int i ;
        m_map[it
->x][it->y].SetOrigi(it->value);
        
        
for(i = 0 ; i < N ; i ++ )
        {
            
if( i != it->y) {
                m_map[it
->x][i].SetNInvalid(it->value  - 1);
            }
        }

        
for(i = 0 ; i < N ; i ++)
        {
            
if( i != it->x)
            {
                m_map[i][it
->y].SetNInvalid(it->value - 1);
            }
        }
    }
    
bool Checkvalue(int x, int y , int value)
    {
        
int i , j;
        
if(value < 0 || value > N) return false;
        
for( i = 0 ; i < N ; i ++)
        {
            
if(i != y) {
                
if(m_map[x][i].GetCurrentValue() == value)
                {
                    
return false;
                }
            }
        }

        
for( i = 0 ; i < N ; i ++)
        {
            
if( i != x)
            {
                
if(m_map[i][y].GetCurrentValue() == value)
                {
                    
return false;
                }
            }
        }

        
int fx , fy ,mx,my;
        
        fx 
= x /3 ;
        fx 
= fx * 3;
        mx 
= fx + 3;

        fy 
= y / 3;
        fy 
= fy * 3;
        my 
= fy + 3;

        
for(i = fx ; i < mx ; i ++)
            
for( j = fy ; j < my ; j ++)
            {
                
if(i == x && j == y) continue;
                
if(m_map[i][j].GetCurrentValue() == value)
                    
return false;
            }
        
return true;
    }

    
void StartCal()
    {
        
int x = 0 , y = 0 ;
        
int value ;

        
while(x < N)
        {
            
while( y < N)
            {
                
if(m_map[x][y].IsOrigi() == true) {
                    y 
++ ;
                    
continue;
                }

                
do{
                    value 
= m_map[x][y].GetNextPossibleValue() ;                    
                }
while(value > 0 &&  Checkvalue(x,y,value) == false);
                
                
                
if(value >  0 )
                {
                        m_map[x][y].SetCurrentValue(value);
                        y 
++ ;
                }
                
else
                {
                    m_map[x][y].SetCurrentValue(
0);
                    m_map[x][y].ResetIndicator();

                    
do
                    {
                        
if(y == 0 ) 
                        {
                            x 
-- ;
                            y 
= N - 1;
                        }
                        
else 
                        {
                            y 
--;
                        }
                    }
while(m_map[x][y].IsOrigi());
                }
                
            }
            x 
++;
            y 
= 0 ;
            
//Show();
        }
    }

    
void Show()
    {
        
int i , j ;
        printf(
" ");
        
for(i = 0 ; i < N ; i ++)
            
for(j = 0 ; j < N ; j ++)
            {
                
if(i && j % N == 0) printf(" ");
                printf(
" %d ", m_map[i][j].GetCurrentValue());
            }
      printf(
" ");
    }

    
void DumpPossible()
    {
        
int i ,j ;
        
for(i = 0 ; i < N ; i ++)
            
for(j = 0 ; j < N ; j ++)
            {
                printf(
"(%d,%d) : ",i ,j );
                m_map[i][j].PrintPossibleValue();
                printf(
" ");
            }
    }
    Item   m_map[N][N] ;
};


struct item  itArra[] =
    {
        {
0,0,5, NULL},
        {
0,3,1, NULL},
        {
0,4,8, NULL},
        {
0,5,2, NULL},
        {
0,7,4, NULL},
        {
1,3,6, NULL},
        {
1,5,7, NULL},
        {
1,7,2, NULL},
        {
2,5,5, NULL},
        {
2,6,8, NULL},
        {
3,0,8, NULL},
        {
3,4,7, NULL},
        {
3,7,9, NULL},
        {
4,0,7, NULL},
        {
4,1,2, NULL},
        {
4,7,1, NULL},
        {
4,8,5, NULL},
        {
5,1,4, NULL},
        {
5,4,1, NULL},
        {
5,8,7, NULL},
        {
6,2,7, NULL},
        {
6,3,8, NULL},
        {
6,6,9, NULL},
        {
7,1,9, NULL},
        {
7,3,3, NULL},
        {
7,5,1, NULL},
        {
8,1,8, NULL},
        {
8,3,7, NULL},
        {
8,4,5, NULL},
        {
8,5,9, NULL},
        {
8,8,4, NULL},
        {
0,0,0, (struct item *1}
    };

int main()
{
    CGroupMap  gm;
    
struct item * first = NULL;
    
struct item * tmp = itArra ;
    
struct item * cur = NULL ;
    
struct item * it ;
    
while(tmp->next == NULL)
    {
        it 
= (struct item * ) new item;
        
*it = * tmp;

        
if(first == NULL) {
            first 
= it ;
            cur 
= it;
        } 
else {
            cur
->next = it;
            cur 
= it;
        }
        tmp 
++;
    }

    gm.InitMap(first);
    
//gm.DumpPossible();
    gm.StartCal();
    gm.Show();
    
return 0;
}
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