GitHub地址

https://github.com/Aurora-gloam/031702411

题目

百度百科简介:
数独盘面是个九宫,每一宫又分为九个小格。在这八十一格中给出一定的已知数字和解题条件,利用逻辑和推理,在其他的空格上填入1-9的数字。使1-9每个数字在每一行、每一列和每一宫中都只出现一次,所以又称“九宫格”。
实现一个命令行程序,不妨称之为Sudoku。

PSP表格

PSP2.1Personal Software Process Stages预计耗时(分钟)实际耗时(分钟)
Planning计划(估计这个任务需要多少时间)6060
Development开发905785
Analysis需求分析(包括学习新技术)12090
Design Spec生成设计文档6030
Design Review设计复审3010
Coding Standard代码规范(为目前的开发制定合适的规范)55
Designt具体设计6040
Coding具体编码480360
Code Review代码复审3010
Test测试(自我测试、修改代码,提交修改)120240
Reporting报告290230
Test Repor测试报告3030
Size Measurement计算工作量2020
Postmortem&Process Improvement Plan事后总结并提出过程改进计划240180
合计12551075
###解题思路   一开始看到作业要求是**解数独**,我首先想了想我自己会怎么去解一个数独。我应该会在需要填入数值的空格所在的那一行、那一列、那一宫看出现了哪些数字,这些数字被排除在可填入的可能性中。接下来在剩下可以填入的数字中选一个先填入,然后考虑下一个需要填数的空格,考虑的过程与上一个相同。一直如此,直到填完所有空格,或是出现无数字可填入的情况。如果那个空格所在的行、列、宫已经出现所有的数字,那么就回到上一个填入数字的空格处填入其他的可填入的数字。然后在接着往下一个个空格填写。如果填完了所有空格。那么就解出了这个数独。然后我就想我的程序能够依照相同的方式来解数独。 ###设计思路 - 首先,建了一个类**sudoku**表示数独盘面中需要我们填写的空格,包含该空格所在的行*row*、列*col*、可能填入的值*val*、可能数字的个数*sum*以及对应数据成员的设置与获取函数。 - 其次,设计一个查看空格所在行、列、宫所出现过的数字的函数**check**。用一个数组*a*存储结果,数组的下标表示出现的数字,数组的值表示该下标所代表的数字出现的次数。 - 再次,设计一个返回上一空格重新填数字的函数**back**。对类中的*sum*进行判断,如有多种可能则填入存储的*val*值;否则继续调用*back*函数。 - 最后,定义一个二维数组*su*存放一个数独盘面。将类对象*s*、存放盘面的二维数组*su*以及存放出现数字的数组*a*设为全局变量。

代码说明

1.类sudoku

class sudoku
{
private:
	int row;
	int col;
	int sum;// 为val数组可达到的最大下标 
	int val[9];
public:
	void setrow_col(int r, int c);
	void setsum();
	void setval_sum(int num);
	int getval(int t);
	int getsum();
	int getrow();
	int getcol();
};
void sudoku::setrow_col(int r, int c)//对数据成员行、列进行赋值 
{
	col = c;
	row = r;
}
void sudoku::setsum()//每回到一次此空格重新填入,数值减1 
{
	sum = sum - 1;
}
void sudoku::setval_sum(int num)//将该空格可能的数值填入val数组中 ;num为数独阶数  
{
	int i, j = 0;
	for (i = 1; i <= num; i++)
	{
		if (a[i] == 0)
		{
			val[j] = i;
			j++;
		}
	}
	sum = j - 1;
}
//获取数据成员
int sudoku::getval(int t)
{
	return val[t];
}
int sudoku::getsum()
{
	return sum;
}
int sudoku::getcol()
{
	return col;
}
int sudoku::getrow()
{
	return row;
}

2.查看出现数字的函数check

//遍历该空格所在行、列、宫中出现的数
//su是全局变量,一个二维数组,用来存放数独盘面。
void cheak(int r,int c,int num)//r是所在行号,c是所在列号,num是数独盘面的阶数
{
	int i,j,x,y;
	for(i=0;i<10;i++)//a数组中存放下标所示数字在行、列、宫中出现的次数;每对一个空格查看出现过的数,需要对数组重置为0
	{
		a[i]=0;
	}
	for(i=0;i<num;i++)//查看所在行出现的数 
	{
		if(su[r][i]!=0)
		a[su[r][i]]=a[su[r][i]]+1;
	} 
	for(i=0;i<num;i++)//查看所在列出现的数 
	{
		if(su[i][c]!=0)
		a[su[i][c]]=a[su[i][c]]+1;
	} 
//查看所在宫出现的数
//x,y是用来标识空格所在宫的位置
	if(num==4) 
	{
		x=r/2;
		y=c/2;	
		for(i=x*2;i<=(x*2+1);i++)
		{
			for(j=y*2;j<=(y*2+1);j++)
			{
				if(su[i][j]!=0)
				a[su[i][j]]=a[su[i][j]]+1;
			}
		}
	} 
	else if(num==6)
	{
		x=r/2;
		y=c/3;	
		for(i=x*2;i<=(x*2+1);i++)
		{
			for(j=y*3;j<=(y*3+2);j++)
			{
				if(su[i][j]!=0)
				a[su[i][j]]=a[su[i][j]]+1;
			}
		}		
	}
	else if(num==8)
	{
		x=r/4;
		y=c/2;	
		for(i=x*4;i<=(x*4+3);i++)
		{
			for(j=y*2;j<=(y*2+1);j++)
			{
				if(su[i][j]!=0)
				a[su[i][j]]=a[su[i][j]]+1;
			}
		}		
	}
	else if(num==9)
	{
		x=r/3;
		y=c/3;	
		for(i=x*3;i<=(x*3+2);i++)
		{
			for(j=y*3;j<=(y*3+2);j++)
			{
				if(su[i][j]!=0)
				a[su[i][j]]=a[su[i][j]]+1;
			}
		}		
	}
 } 

其中对宫的查询已出现数字思路是先确定空格所在的宫的位置,再从宫的首格开始查看并记录出现的数字。宫的首格通过将空格所在的位置除以宫格的规格,将商再乘上宫格规模来得到,如六宫格是x=r/2,y=c/3;空格所在宫的第一格位置为2*x,3*y,其他阶数的宫类似操作。如下图, ![](https://img2018.cnblogs.com/blog/1794657/201909/1794657-20190924180532793-1303789468.png)

**3.重新填入下一可能值的函数back **

int back(int t)//重置该空格的值 
{
	if(s[t].getsum()>=0)//判断该空格是否还有其他未填入可能数字。若有,填入该值且该空格可能数字个数减1;若无,将本格中数字置0,继续调用back函数回到上一个空格。
	{
		su[s[t].getrow()][s[t].getcol()]=s[t].getval(s[t].getsum());
		s[t].setsum(); 
	} 
	else
	{
		su[s[t].getrow()][s[t].getcol()]=0;
		t=back(t-1);
	}
	return t;
}

4.主函数

int main(int argc, char** argv)
{
	int i, j, p = 0, n, m;
	ifstream ifp;
	ofstream ofp;
	m = atoi(argv[2]);//宫阶数 
	n = atoi(argv[4]);//盘面数 
	ifp.open(argv[6]);
	if (!ifp.is_open())//判断文件是否成功打开
		cout << "文件打开失败" << endl;
	ofp.open(argv[8]);
	if (!ofp.is_open())
		cout << "文件打开失败" << endl;
	while (n > 0)
	{
		for (i = 0; i < m; i++)//输入数独盘面 
		{
			for (j = 0; j < m; j++)
			{
				ifp >> su[i][j];
			}
		}
		p = 0;
		for (i = 0; i < m; i++)//解数独 
		{
			for (j = 0; j < m; j++)
			{
				if (su[i][j] == 0)//判断是否为需要填数的空格 
				{
					s[p].setrow_col(i, j);
					cheak(i, j, m);
					s[p].setval_sum(m);
					if (s[p].getsum() >= 0)//如该空格存在可能填入的数字,则填入空格 
					{
						su[i][j] = s[p].getval(s[p].getsum());
						s[p].setsum();
						p++;
					}
					else//如不存在可能,则回到上一个空格处 
					{
						p = p - 1;
						p = back(p);
						j = s[p].getcol();
						i = s[p].getrow();
						p++;
					}
				}
			}
		}
		for (i = 0; i < m; i++)//输出解出的数独 
		{
			for (j = 0; j < m; j++)
			{
				if (j < (m - 1))
					ofp << su[i][j] << " ";
				else
					ofp << su[i][j];
			}
			ofp << endl;
		}
		ofp << endl;
		n--;
	}
	ifp.close();//关闭文件
	ofp.close();
	return 0;
}

运行结果

利用助教收集的数独盘面以及自己在网络上找的数独盘面,输入后结果如下:

性能分析

心路历程和收获

  经过这次的个人编程作业,我学习到了很多。学会了在命令行中对主函数传参数,学会了读取文件的操作,学会了在GitHub上上传文件......现在的自己还有很多的东西需要去学习,还要努力才可以。加油!

posted on 2019-09-24 20:30  ...。  阅读(250)  评论(0编辑  收藏  举报