软件工程实践2017第二次作业【数独】

在初看到题目时我是又惊又喜，喜是应该我从小就很喜欢玩数独，惊是因为题目看起来难度不小，但是如果太简单又能学到什么呢？在做作业的过程中我遇到了很多困难，也学到了很多。

遇到的困难及解决方法

困难描述

我这次使用的是C#语言，由于以前写算法多是使用C和C++，C#用来写界面，用C写算法对我来说难度不小，有很多函数不懂，很多情况不知道怎么处理，性能也很差。
做过哪些尝试

首先我是想到用回溯法生成数独，网络上也有很多人用这种方法，看了一些C++写的，然后想着自己也写写看。
是否解决
在写的过程中，我发现自己写的性能很差，但是修改了很久没有改变，我只好暴力求解。
有所收获
感觉经过这几天自己特别努力地在学习，学习了各种知识，自己的综合学习能力也有所提升。

PSP表格

PSP2.1	Personal Software Process Stages	预估耗时（分钟）	实际耗时（分钟）
Planning	计划	60	80
· Estimate	· 估计这个任务需要多少时间	1000	1250
Development	开发	800	1000
· Analysis	· 需求分析 (包括学习新技术)	100	250
· Design Spec	· 生成设计文档	60	50
· Design Review	· 设计复审 (和同事审核设计文档)	40	50
· Coding Standard	· 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范)	50	50
· Design	· 具体设计	50	50
· Coding	· 具体编码	100	300
· Code Review	· 代码复审	100	100
· Test	· 测试（自我测试，修改代码，提交修改）	100	100
Reporting	报告	200	250
· Test Report	· 测试报告	100	100
· Size Measurement	· 计算工作量	50	50
· Postmortem & Process Improvement Plan	· 事后总结, 并提出过程改进计划	50	100
合计		1060	1330

解题思路

刚拿到题目的时候，我想到可以用回溯法做，一行一行的填过去，但是想了一下一行一行地填效率是否太低了，又想到要判断没有九宫格都有数字有些麻烦，就想到不如我一个一个九宫格填过去，每次填一个数字，填九次就填完了，同时还不用验证一个九宫格里是否有重复的数字，只要比较行和列就可以了。

设计实现

程序里有两个类，一个是Map，是数独有关的类，里面有三个函数，另一个是Program类，执行程序的类，里面有五个函数。
流程图：

关键代码


static bool Fill(int s, int d, ref Map a,ref int count)//将数字随机填入九宫格(fill the Nine Patch with each number)
{

          int i, j, m, n;

          Random ran = new Random(Guid.NewGuid().GetHashCode());

          for (j = 0; j < 6; j++)

          {

                i = ran.Next(0, 9);//随机生成一个九宫格中的位置(randomly generate the position to fill in Nine Patch)

                m = Yp[s] + yp[i];

                n = Xp[s] + xp[i];

                if (a.sdk[m, n] == 0 && a.x[n] == 0 && a.y[m] == 0)//判断是否可以填入数字(determine if the number can be filled in)

                {

                    count++;//每次填入时count+1(count + 1 every time you fill in)

                    a.sdk[m, n] = d;

                    a.y[m] = 1;

                    a.x[n] = 1;

                    a.m[s] = 1;

                    return true;

                }

          }

          return false;

}

我把数独分成九个九宫格，利用随机数生成九宫格的位置，填入数字，利用一个count，如果反复填入过多，那就跳出循环。


 while (a.m[s] == 0)

 {

      if (!Fill(s, d, ref a,ref count))

       {

              if (count > 500) return;//count大于500时跳出循环(drop the loop when count>500)

              s=Back(s, d, ref a);

              continue;

         }
}

static int Back(int s, int d, ref Map a)//当一个九宫格填不下去时，回到上一个九宫格(when you can't put the number in this Nine Patch,go back to the previous one)
{

          int i, m, n;

          if (s == 0) return s;

          else s--;

          a.m[s] = 0;

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

          {

                m = Yp[s] + yp[i];

                n = Xp[s] + xp[i];

                if (a.sdk[m, n] == d)

                {

                    a.sdk[m, n] = 0;

                    a.y[m] = 0;

                    a.x[n] = 0;

                    return s;

                  }

            }

            return s;
}

当一个九宫格无处可填的时候，回到上一个九宫格再随机填。