软件工程实践第二次作业

github地址: https://github.com/Kaloneme/sudoku.git

解题思路分析

刚刚接触到这个题目的时候，就想到了二维数组跟回溯法（虽然不是很熟练），但是从一开始我对数独有个误区，就是宫中不能重复这个问题，我的认知中9x9的数独表中不只有九个宫（之前没了解清楚），而是每9个在一起的格子就是一个宫，这无疑给我添加了巨大的麻烦。后来在跟同学探讨的过程中，他告诉我就只有9个宫，让我的心情一下子放松下来（虽然后面才知道原来代码不是最难过的）。
然后我的思路是先分开宫，然后一行一行填，一个一个填过去，每填一个就检查一次该行、该列、该宫是否有这个数字，要是遇到死胡同，就利用回溯法退回重新。

设计过程

语言：c、c++

1.标记函数与初始数独表

int table[11][11];        //数独表 
	int palace[11][11];      //宫标记 
	int line[11][11];       //行标记 
	int list[11][11];      //列标记
	int  seat[11][11];   //该位置所属的宫 

• table是初始表，而palace、line、list都是标记位，seat是点（i，j）位置所属的宫。设计的过程中很容易把数组的值到底表示的是什么搞混了，写着写着就突然混了一下概念，所以我认为之前在纸上的准备很重要，随时可以让你回归最初的概念，比较好分清楚这些东西。

2.初始化函数（给每个位置标记上该位置所属的宫）

shudu::shudu()
{
	memset(table, 0, sizeof(table));
	memset(line, 0, sizeof(line));
	memset(list, 0, sizeof(list));
	memset(palace, 0, sizeof(palace));
	
	flag = false;
	sum = 0;
	for (int i = 1; i <= 9; i++)
	{
		for (int j = 1; j <= 9; j++)
		{
			int row = (i - 1) / 3;
			int cow = (j - 1) / 3;
			seat[i][j] = row + cow * 3 + 1;     //标记宫 
		}
	}
	
}

• 最初的想法是把宫分类，然而怎么把分好类的宫与每个位置对应上呢？要是对应上了，这样对于宫是否重复的判断就提供了极大的便利，最后就有了seat二维数组，并且有了这个推算每个位置所属的宫的算式，方便了之后的宫判断，极大的简化了代码的复杂度，顺便把初始表table与其他标记数组初始化。

3.生成数组表（fillNumber（）函数）

/*
 利用fillNumber算法，从第二个填起，生成1-9的随机数，每填一个都检查一次是否与
 所填的位置的宫、行、列有重复，没有重复就继续，若有重复则将此数加1继续尝试，
 填到最后一位时若不符合则逐一退回，直到完成数独表。 
*/ 
void shudu::fillNumber(int x, int y)
{
	if (flag)return;
	if (x < 9 || y < 9){
		int a = x;
		int b = y + 1;
		if (b>9)
		{
			b = 1;
			a++;
		}
		int p = seat[a][b];        //p来表示现在所属的宫
		int them = rand() % 9 + 1;   //产生随机数 
		int k = them;
		while (1){
			if (!line[a][k] && !list[b][k] && !palace[p][k]){        //若没出现过则都为0 
				table[a][b] = k, line[a][k] = 1, list[b][k] = 1, palace[p][k] = 1;
				fillNumber(a, b);
				table[a][b] = 0, line[a][k] = 0, list[b][k] = 0, palace[p][k] = 0;
			}
			k++;
			if (k == 10)k = 1;
			if (them == k)break;	           //退回 
		}	
	}
	else{
		sum++;
		int i, j;
		for (i = 1; i <= 9; i++){
			for (j = 1; j <= 9; j++){
				cout << table[i][j];
				if (j < 9)cout << " ";
			}
			cout << endl;
		}
		if (sum != n)cout << endl;
		if (sum == n)flag = true;              //输出n个数独表后结束 
	}
}

• 这里利用fillNumber函数生成整个数独表，在这里，这些用于标记的数组派上了很大的用场。刚开始对于回溯法其实还不是很顺手，在同学的帮助下，才能是顺利的写出了这个算法。不过最后还是遇到一些问题，通过不断插入输出的办法，终于找到问题所在（个人感觉这办法还是很好用的）。不过在这个过程中我了解到自己的薄弱点的所在，虽然知道用这种方法，但是却用不熟悉，还是同学的帮助让我完成了，所以今后，一定要加大码量，加强练习。

性能测试分析

如下图：

• 这是用cout输出的结果，数组table使用int型，却用了快要两分钟，cpu测试达到了100000。
  

• 这是用putchar输出的结果（听同学说用这个会比较快），数组table使用char类型，只用了29秒，cpu测试达到14000+，这也差太多了，有点搞不懂。
  

PSP2.1	Personal Software Process Stages	预估耗时（分钟）	实际耗时（分钟）
Planning	计划	50	45
· Estimate	· 估计这个任务需要多少时间	120	130
Development	开发	300	360
· Analysis	· 需求分析 (包括学习新技术)	60	180
· Design Spec	· 生成设计文档	0	0
· Design Review	· 设计复审 (和同事审核设计文档)	0	0
· Coding Standard	· 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范)	10	10
· Design	· 具体设计	45	50
· Coding	· 具体编码	60	60
· Code Review	· 代码复审	60	70
· Test	· 测试（自我测试，修改代码，提交修改）	45	60
Reporting	报告	45	30
· Test Report	· 测试报告	0	0
· Size Measurement	· 计算工作量	5	5
· Postmortem & Process Improvement Plan	· 事后总结, 并提出过程改进计划	30	45
合计		830	985

总结

• 这次的作业真是突如其来，让我的暑假如此收尾，跟期末一般。说到这次的作业，代码倒不是很难，但是后续的一些工作简直让人发疯，都没有接触过，要下好多插件，最气的是下完后还是没成功。
  总的来说还是对这些工具不熟悉，有些是见过没用过，有些是没见过没用过，总之就是很生疏。有点哀伤。