[2017BUAA软工]个人项目
软工个人项目
一、Github项目地址
https://github.com/Lydia-yang/2017BUAA-SoftwareEngineering
二、解题思路
在刚开始拿到题目的时候,关于生成数独终局,我的思路是可以随机生成数然后选择适合的数填满即可得到,后来通过上网查找一些数独生成算法,发现可以通过一定的顺序来减少工作量,比如将1到9个数字依次随机填入3*3的宫格里,或者记录每次每次尝试的数避免重复,还有初始化对角线的3个3*3的宫格,或者依次填入1到9等。最后选定了将1到9个数值依次填入3*3的宫格里这种算法,也就是这篇博客的算法。
将数独分为9小块,将1-9按照一定序列填写1-9小块,比如先将1填入1号小块,再填入2号小块,知道填完9号小块,再填2与1一样,遍历所有数即可得到一个生成数独。
至于解数独,思路与生成数独差不多,也是回溯,但是是对于每一个没有填的位置试所有可能的数字。
## 三、设计实现过程 实现我的算法,首先,要有一个存储九宫格的二位数组,出于考虑,我创建了一个数独类,这个类里有相应的行列及3*3小块的重复检查,以及插入和删除,由于我解决数独和生产数独用的是不同的方法来插入数字的(一个是确定数字选位置,一个确定位置选数字),所以有两种插入的方法,然后就是打印数独的方法。 在处理命令行中,有判断-c后面接的是否是正整数的函数,同样,生成数独和解数独都有各自的函数,解数独是通过文件读入的,因此也设定了一个处理文件读入函数,在后面优化的过程中,又新增了输出到文件的函数,单元测试主要是将produce和solve这两个函数测试了一遍。下图是函数类之间的关系:
## 四、性能改进 一开始生成数独时,几分钟都没出结果,后来经过性能分析,如下图: ![](http://images2017.cnblogs.com/blog/1225050/201709/1225050-20170926180615309-980838318.png)
发现是输出占了大多数时间,后来做了优化,将输出结果先输出到一个字符数组里,再全部一起输出,最后的性能分析如下:
## 五、代码说明
下面这段代码是用来解数独的,其中输入代表的含义为:
- sudoku sudo, 存储待解的数独
- int x[], 所有为空位置的x值
- int y[], 所有为空位置的y值
- int total, 空位子的总数
- int & count, 用来记录目前已经填了多少空位子
- char *str, 字符数组用来储存需要打印的数独
- int &count_s, 用来标记字符数组的元素个数
对于每一次执行,将这个空位子插入数字,并标记已经试过的数字,最后完成时输出,每次回溯时都清空当前位置。
void solve(sudoku sudo, int x[], int y[],int total, int & count, char *str, int &count_s) {
int marked[9] = { 0 };//用来标记数字是否已经选过
int new_count = count;
while (true) {
int now = sudo.insert(1, x[new_count], y[new_count], marked);//在空位子插入数字
if (now < 0) return;
else marked[now-1] = 1;
if (new_count == total - 1) {//最后一个
sudo.printsudoku(str, count_s);//打印数独
return;
}
count = new_count + 1;
solve(sudo, x, y, total, count, str, count_s);//下一个
if (count == total - 1) return;
sudo.del(1, x[new_count], y[new_count]);
}
}
下面这段代码是用来生成数独的,其中输入代表的含义为: - int total, 最终需要生成数独的总个数 - int nums[], 1-9的序列用来规定遍历数的顺序 - int block_num, 标记当前的3\*3的块号 - int & count_total, 用来标记当前已经生成的数独个数 - int count_nums, 用来标记当前对于nums的元素位置 - sudoku s, 当前已经填好一些空的数独 - char *str, 字符数组用来储存需要打印的数独 - int &count_s, 用来标记字符数组的元素个数
对于每一次执行,将这个数字插入当前3*3小块空的位置,并标记已经试过的位置,最后完成时输出,每次回溯时都清空当前位置。
void produce(int total, int nums[], int block_num, int & count_total, int count_nums, sudoku s, char *str, int &count_s) {
int marked[9] = { 0 };//标记已经试过的位置
int new_block_num, new_count_nums;
while (true) {
new_block_num = block_num + 1;
new_count_nums = count_nums;
int now = s.insert(nums[new_count_nums], new_block_num, marked);
if (now <0) return;
else marked[now] = 1;
if (new_block_num == 9) {
if (new_count_nums < 8) {
new_count_nums=count_nums+1;
new_block_num = 0;
}
else {//填写至最后一个
count_total++;
s.printsudoku(str, count_s);//打印数独
s.del(0, new_block_num, now);
return;
}
}
produce(total, nums, new_block_num, count_total, new_count_nums, s, str, count_s);
if (count_total == total) return;
s.del(0, new_block_num, now);
}
}
## 六、PSP
Psp | personal software progress stages | 预估耗时 | 实际耗时 |
---|---|---|---|
planning | 计划 | 20 | 30 |
estimate | 估计这个任务需要多少时间 | 10 | 10 |
development | 开发 | 480 | 600 |
analysis | 需求分析 | 10 | 10 |
design spec | 生成设计文档 | 30 | 35 |
design review | 设计复审 | 0 | 0 |
coding standard | 代码规范 | 10 | 15 |
design | 具体设计 | 60 | 70 |
coding | 具体编码 | 240 | 300 |
code review | 代码复审 | 120 | 130 |
test | 测试 | 240 | 300 |
reporting | 报告 | 20 | 18 |
test report | 测试报告 | 20 | 10 |
size measuring | 计算工作量 | 5 | 3 |
postmortem & process improvement plan | 事后总结,提出过程改进计划 | 20 | 20 |
合计 | 1285 | 1551 |