藍橋杯 數獨 回溯法 JAVA
題目:
你一定聽說過“數獨”遊戲。
如【圖1.png】,玩家需要根據9×9盤面上的已知數字,推理出所有剩餘空格的數字,並滿足每一行、每一列、每一個同色九宮內的數字均含1-9,不重複。
數獨的答案都是唯一的,所以,多個解也稱為無解。
本圖的數字據說是芬蘭數學家花了3個月的時間設計出來的較難的題目。但對會使用計算機程式設計的你來說,恐怕易如反掌了。
本題的要求就是輸入數獨題目,程式輸出數獨的唯一解。我們保證所有已知資料的格式都是合法的,並且題目有唯一的解。
格式要求,輸入9行,每行9個字元,0代表未知,其它數字為已知。
輸出9行,每行9個數字表示數獨的解。
例如:
輸入(即圖中題目):
005300000
800000020
070010500
400005300
010070006
003200080
060500009
004000030
000009700
程式應該輸出:
145327698
839654127
672918543
496185372
218473956
753296481
367542819
984761235
521839764
再例如,輸入:
800000000
003600000
070090200
050007000
000045700
000100030
001000068
008500010
090000400
程式應該輸出:
812753649
943682175
675491283
154237896
369845721
287169534
521974368
438526917
796318452
資源約定:
峰值記憶體消耗(含虛擬機器) < 256M
CPU消耗 < 2000ms
思路:
總體思路:從數字的第一個位置開始,按照從左到右、從上到下的順序逐個填入數字。
單個單元格思路:首先進行判斷,若已有數字則尋找下一單元格,若無數字則進行 行、列以及宮內是否重複的判斷,若重複則value++,若不重複則填入數字並進入下一單元格。 PS:當迴圈結束時仍沒有滿足操作的數字即(1~9)都不能填入該單元格即上一單元格填入的數字錯誤,則回溯到上一個單元格重新填入數字。
回溯法的要點:
1、回溯法是為了求解,這個解可能是一個也有 可能是很多個,所以其過程是有序的。
2、當前步驟無法求解時要能夠回到上一步驟。
3、在進行回溯時要將前一步驟的資料操作清空。
程式碼如下(詳細備註):
import java.util.Scanner;
public class sudoku {
static int qipan[][]=new int[9][9];
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner=new Scanner(System.in);
//棋盤輸入
for(int i=0;i<9;i++)
{
String line=scanner.nextLine();
for(int j=0;j<9;j++)
{
qipan[i][j]=line.charAt(j)-'0';
}
}
//起始--向棋盤中填入數字
play(0, 0);
}
//向第row行line列填入數字
public static void play(int row,int line)
{
if(row==9) //當數字填滿時列印輸出
{
print();
return; //列印後退出程式
}
if(qipan[row][line]==0) //當前單元格中沒有數字
{
for(int value=1;value<10;value++)
{
if(checkg(row, line, value)!=0&&checkrl(row, line, value)!=0) //分別進行行列檢測和宮內檢測
{
qipan[row][line]=value; //通過檢測,將數字i填入單元格
//輸入下一個空格數字
if(line<8) play(row, line+1);
else if(row<9&&line==8) play(row+1, 0);
//回溯 該點填入的數字錯誤 進行重置並嘗試下一個未重複數字
qipan[row][line]=0;
}
}
}else //當前單元格中有數字,尋找下一單元格
{
if(line<8) play(row, line+1);
else if(row<9&&line==8) play(row+1, 0);
}
}
//宮內檢測
public static int checkg(int row,int line,int value)
{
if(row>=0&&row<=2) row=0;
if(row>=3&&row<=5) row=3;
if(row>=6&&row<=8) row=6;
if(line>=0&&line<=2) line=0;
if(line>=3&&line<=5) line=3;
if(line>=6&&line<=8) line=6;
for(int i=row;i<row+3;i++)
{
for(int j=line;j<line+3;j++)
{
// System.out.println(i+" "+j);
if(qipan[i][j]==value) //有重複數字
{
return 0;
}
}
}
return 1; //無重複數字
}
//行列檢測
public static int checkrl(int row,int line,int value)
{
for(int i=0;i<9;i++)
{
if(qipan[row][i]==value||qipan[i][line]==value) //行或列中有重複的數字
return 0;
}
return 1;
}
//列印
public static void print()
{
for(int i=0;i<9;i++)
{
for(int j=0;j<9;j++)
{
System.out.print(qipan[i][j]);
}
System.out.println();
}
}
}