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Java版数独算法兑现

发布时间: 2012-09-17 12:06:51 作者: rapoo

Java版数独算法实现
数独的历史:
  数独前身为“九宫格”,最早起源于中国。数千年前,我们的祖先就发明了洛书,其特点较之现在的数独更为复杂,要求纵向、横向、斜向上的三个数字之和等于15,而非简单的九个数字不能重复。儒家典籍《易经》中的“九宫图”也源于此,故称“洛书九宫图”。而“九宫”之名也因《易经》在中华文化发展史上的重要地位而保存、沿用至今。


  1783年,瑞士数学家莱昂哈德欧拉发明了一种当时称作“拉丁方块”(Latin Square)的游戏,这个游戏是一个n×n的数字方阵,每一行和每一列都是由不重复的n个数字或者字母组成的。


  19世纪70年代,美国的一家数学逻辑游戏杂志《戴尔铅笔字谜和词语游戏》—ell Puzzle Mαgαzines)开始刊登现在称为“数独”的这种游戏,当时人们称之为“数字拼图”(Number Place),在这个时候,9×9的81格数字游戏才开始成型。

  1984年4月,在日本游戏杂志《字谜通讯Nikoil》(《パズル通信ニコリ》)上出现了“数独”游戏,提出了“独立的数字”的概念,意思就是“这个数字只能出现一次”或者“这个数字必须是惟一的”,并将这个游戏命名为“数独”(sudoku)。


实现方法:

import java.util.Random;public class ShuDu {/** 存储数字的数组 */private static int[][] n = new int[9][9];/** 生成随机数字的源数组,随机数字从该数组中产生 */private static int[] num = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };public static int[][] generateShuDu(){// 生成数字for (int i = 0; i < 9; i++) {// 尝试填充的数字次数int time = 0;// 填充数字for (int j = 0; j < 9; j++) {// 产生数字n[i][j] = generateNum(time);// 如果返回值为0,则代表卡住,退回处理// 退回处理的原则是:如果不是第一列,则先倒退到前一列,否则倒退到前一行的最后一列if (n[i][j] == 0) {// 不是第一列,则倒退一列if (j > 0) {j -= 2;continue;} else {// 是第一列,则倒退到上一行的最后一列i--;j = 8;continue;}}// 填充成功if (isCorret(i, j)) {// 初始化time,为下一次填充做准备time = 0;} else { // 继续填充// 次数增加1time++;// 继续填充当前格j--;}}}return n;}/** * 是否满足行、列和3X3区域不重复的要求 *  * @param row *            行号 * @param col *            列号 * @return true代表符合要求 */private static boolean isCorret(int row, int col) {return (checkRow(row) & checkLine(col) & checkNine(row, col));}/** * 检查行是否符合要求 *  * @param row *            检查的行号 * @return true代表符合要求 */private static boolean checkRow(int row) {for (int j = 0; j < 8; j++) {if (n[row][j] == 0) {continue;}for (int k = j + 1; k < 9; k++) {if (n[row][j] == n[row][k]) {return false;}}}return true;}/** * 检查列是否符合要求 *  * @param col *            检查的列号 * @return true代表符合要求 */private static boolean checkLine(int col) {for (int j = 0; j < 8; j++) {if (n[j][col] == 0) {continue;}for (int k = j + 1; k < 9; k++) {if (n[j][col] == n[k][col]) {return false;}}}return true;}/** * 检查3X3区域是否符合要求 *  * @param row *            检查的行号 * @param col *            检查的列号 * @return true代表符合要求 */private static boolean checkNine(int row, int col) {// 获得左上角的坐标int j = row / 3 * 3;int k = col / 3 * 3;// 循环比较for (int i = 0; i < 8; i++) {if (n[j + i / 3][k + i % 3] == 0) {continue;}for (int m = i + 1; m < 9; m++) {if (n[j + i / 3][k + i % 3] == n[j + m / 3][k + m % 3]) {return false;}}}return true;}/** * 产生1-9之间的随机数字 规则:生成的随机数字放置在数组8-time下标的位置,随着time的增加,已经尝试过的数字将不会在取到 * 说明:即第一次次是从所有数字中随机,第二次时从前八个数字中随机,依次类推, 这样既保证随机,也不会再重复取已经不符合要求的数字,提高程序的效率 * 这个规则是本算法的核心 *  * @param time *            填充的次数,0代表第一次填充 * @return */private static Random r=new Random();private static int generateNum(int time) {// 第一次尝试时,初始化随机数字源数组if (time == 0) {for (int i = 0; i < 9; i++) {num[i] = i + 1;}}// 第10次填充,表明该位置已经卡住,则返回0,由主程序处理退回if (time == 9) {return 0;}// 不是第一次填充// 生成随机数字,该数字是数组的下标,取数组num中该下标对应的数字为随机数字//int ranNum = (int) (Math.random() * (9 - time));//j2seint ranNum=r.nextInt(9 - time);//j2me// 把数字放置在数组倒数第time个位置,int temp = num[8 - time];num[8 - time] = num[ranNum];num[ranNum] = temp;// 返回数字return num[8 - time];}public static void main(String[] args) {int[][] shuDu=generateShuDu();// 输出结果for (int i = 0; i < 9; i++) {for (int j = 0; j < 9; j++) {System.out.print(shuDu[i][j] + " ");}System.out.println();}}}

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