C#簡單實現九宮數獨算法:窮舉+回溯

一、遊戲介紹

   「數獨sudoku」來自日文,但概念源自「拉丁方塊」,是十八世紀瑞士數學家歐拉發明的。遊戲規則很簡單:在九個九宮格里,填入19的數字,讓每個數字在每個行、列及九宮格里都只出現一次。

 

二、數獨算法主要步驟

1、 出題

1)靜態數組,數值固定,或採用由用戶輸入方式

2)電腦出題算法

將一行或者一列隨機填上1-9,生成一個數獨題目

根據第一步生成的數獨題目調用解題函數求解

從解出來的題目中隨機挖空若干個數字(在一定的範圍內,挖空的數字越多,難度越大)

通過以上幾步,就可以生成一個數獨題目了,但有一點需要注意一下,由於題目需要一定隨機性,除了第一步的填充數字外,數獨求解算法也要求具有一定的隨機性。即對於有多個解的數獨程序,不同的時候運行得出來的解也不同。

 

2、 驗證

驗證每行、每列、每個九宮格里的數字是否唯一

 

3、 解題:簡單的算法一般採用窮舉+回溯算法

針對爲0的位置嘗試填入1-9數字,同時調用驗證函數

成功則繼續填下一個空位

否則,還原爲0,回溯調用解題函數

當所有空格填完,返回

算法改進:可以採用預先判斷可填值範圍,縮小填值範圍

 

4、 顯示

就是輸出一個二維數組

 

三、代碼

C#控制檯代碼

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using System.Text;

 

namespace solve

{

    class Program

    {

        //出題,採用靜態數組

        static 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} };

 

        static  void Main(string[] args)

        {

            Show();

            GetAnswer(0);

            Console.ReadLine();

        }

        /// <summary>

        /// 驗證函數

        /// </summary>

        /// <param name="i"></param>

        /// <param name="j"></param>

        /// <returns></returns>

        static  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;

            //每一行每一列是否重複

            for (t = 0; t < 9; t++)

            {

                if ((t != i && pu[t, j] == n) || (t != j && pu[i, t] == n))

                    return false;

            }

            //每個九宮格是否重複

            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;

 

        }

        /// <summary>

        /// 顯示函數

        /// </summary>

        static void Show()

        {

            for (var i = 0; i < 9; i++)

            {

                for (var j = 0; j < 9; j++)

                {

                    Console.Write(pu[i, j] + " ");

 

                }

                Console.WriteLine();

            }

            Console.WriteLine("----------------------------------------------");

 

        }

 

        /// <summary>

        /// 使用回溯算法求解

        /// </summary>

        /// <param name="n"></param>

        static  void GetAnswer(int n)

        {

            if (n == 81)

            {//是否已經是最後一個格子

                Show();

                return;

            }

 

            int i = n / 9, j = n % 9;

 

            if (pu[i, j] != 0)

            {//如果當前格子不需要填數字,就跳到下一個格子

                GetAnswer(n + 1);

                return;

            }

 

            for (int k = 0; k < 9; k++)

            {

                pu[i, j]++;//當前格子進行嘗試所有解

                if (IsValid(i, j))

                    GetAnswer(n + 1);//驗證通過,就繼續下一個

            }

 

            pu[i, j] = 0;  //如果上面的單元無解,還原,就回溯

            return ;

        }

 

    }

}

 

大家可以參考由飛多網絡技術中心提供的更詳細的C#WINFORM源程序

http://www.feidol.com/software/application/200905/08-1193.html

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