题目描述

编写一个程序,通过已填充的空格来解决数独问题。

一个数独的解法需遵循如下规则:

数字 1-9 在每一行只能出现一次。

数字 1-9 在每一列只能出现一次。

数字 1-9 在每一个以粗实线分隔的 3x3 宫内只能出现一次。

空白格用 '.' 表示。

一个数独。

答案被标成红色。

Note:

给定的数独序列只包含数字 1-9 和字符 '.' 。

你可以假设给定的数独只有唯一解。

给定数独永远是 9x9 形式的。

输入格式:

[["5","3",".",".","7",".",".",".","."],["6",".",".","1","9","5",".",".","."],[".","9","8",".",".",".",".","6","."],["8",".",".",".","6",".",".",".","3"],["4",".",".","8",".","3",".",".","1"],["7",".",".",".","2",".",".",".","6"],[".","6",".",".",".",".","2","8","."],[".",".",".","4","1","9",".",".","5"],[".",".",".",".","8",".",".","7","9"]]

输出格式:

[['5', '3', '4', '6', '7', '8', '9', '1', '2'], ['6', '7', '2', '1', '9', '5', '3', '4', '8'], ['1', '9', '8', '3', '4', '2', '5', '6', '7'], ['8', '5', '9', '7', '6', '1', '4', '2', '3'], ['4', '2', '6', '8', '5', '3', '7', '9', '1'], ['7', '1', '3', '9', '2', '4', '8', '5', '6'], ['9', '6', '1', '5', '3', '7', '2', '8', '4'], ['2', '8', '7', '4', '1', '9', '6', '3', '5'], ['3', '4', '5', '2', '8', '6', '1', '7', '9']]

难度分类

困难

算法分析

row

col

Box

这道题的的思考是在9x9的格子里面找到未填充的数字,比如当找到第n个未填充数字的格子,此时尝试在里面填写1可以保证当前行不冲突,列不冲突,小方块不冲突,那么就在第n个格子里面填写1,然后查看第n+1个格子,如果第n+1个格子发现填写1-9都冲突,说明第n个格子填写1的情况下无法找到解,此时我们需要回到第n个格子,填写另外一个不冲突的数字。一直到能填充到第81个格子为止。

将上述解题思路转换为代码设计:

  1. 定义col_used存储对应列的值,col_used = [[[] for i in range(9)]]
  2. 定义row_used存储对应行的值,row_used=[[] for i in range(9)]
  3. 定义box_used存储对应小方块的值,box_used = [[[], [], []] for i in range(3)]
  4. 先遍历九宫格将已填充的数字记录进对应的行,列和小方块
  5. 通过定义i,j,遍历遍历九宫格,i代表行的index,j代表列的index,遍历九宫格
  6. 读取当前九宫格的值,当当前九宫格的值为“”.“”的时候进行以下操作:

a)     从1-9九个数字中选择一个数字(满足与当前行的数字不冲突,列的数字不冲突,小方块的数字不冲突)填入当前格子

b)     将这个填入的数字记录进对应的行,对应的列,对应的小方块

c)     判断在当前格子填写当前数字的基础上接下来的格子填充能否填满九宫格

d)     如果当前格子填写数字的基础上接下来的格子填充不能填满九宫格,则需要取消当前数字的填充即①取消已填充的数字,②将已填充的数字从对应的行取出,③将已填充的数字从对应的列取出,④将已填充的数字从对应的小方块取出。然后尝试填入其他数字

e)     通过True和False判断能否填写九宫格,仅当第81个格子填写完成(填写的过程中已经进行了条件校验)才返回True,否则返回False

  1. 如果当前格子已有数字直接查看下一个格子

要点:如果下层返回False,证明基于当前数字的填充没有解,重置九宫格,行,列,小方块状态,选取新的数字填充

代码示例

def solveSudoku(board):
# 记录某一列已使用的数字
row_used = [[] for i in range(9)]
# 记录某一个小方块已使用的数字
col_used = [[] for i in range(9)]
# 记录某一行已使用的数字
box_used = [[[], [], []] for i in range(3)]
# 首先记录九宫格中每行,每列,每一个小方块中已使用的数字,以用于填充数字的时候检查填充数字是否已被使用
for i in range(len(board)):
for j in range(len(board[i])):
if board[i][j] in "":
row_used[i].append(board[i][j])
col_used[j].append(board[i][j])
box_used[i // 3][j // 3].append(board[i][j])
def dfs(board, i=0, j=0):
# 从左到右一个一个格子的遍历九宫格,当某一行遍历结束遍历下一行的第一个格子
if j == 9:
i,j = i+1,0
if i == 9:
return True
# 当遍历到某一行为".",即需要填充数字的时候,此时需要从1-9九个数字中选择一个不冲突的数字填入当前格子
if board[i][j] ==".":
for num in (""):
# 填充格子的前提条件是行不冲突(每一行每一个数字仅出现一次),列不冲突(每一列每一个数字仅出现一次),小方块不冲突(每一小方块每一个数字仅出现一次)
if num not in row_used[i] and num not in col_used[j] and num not in box_used[i // 3][j // 3]:
# 填充格子的同时需要将当前数字计入对应的行,列,小方块,用于当其他格子填充的时候检查是否行,列,小方块冲突
row_used[i].append(num)
col_used[j].append(num)
box_used[i // 3][j // 3].append(num)
# 填充当前格子
board[i][j] = num
# 填充完成格子后此时检查基于当前格子已经填充了数字的基础上,填充下一个格子
if dfs(board,i,j+1):
return True
# 如果下一个格子填充失败,1-9九个数字都有冲突,证明当前格子填充当前数字不能找到有效的解,此时需要找到另外一个数字来填充当前格子,因此需要将当前格子恢复原始状态
# 恢复当前格子为未填充状态
row_used[i].pop()
col_used[j].pop()
box_used[i // 3][j // 3].pop()
board[i][j] = "."
return False
# 当遍历到某一格子为数字,直接查看下一个格子
else:
return dfs(board, i,j+1)
dfs(board)
board = [["","",".",".","",".",".",".","."],["",".",".","","","",".",".","."],[".","","",".",".",".",".","","."],["",".",".",".","",".",".",".",""],["",".",".","",".","",".",".",""],["",".",".",".","",".",".",".",""],[".","",".",".",".",".","","","."],[".",".",".","","","",".",".",""],[".",".",".",".","",".",".","",""]]
solveSudoku(board)
print(board)

考点分析

  1. 矩阵的遍历
  2. 带返回值的回溯用法

20191030-带返回值的回溯算法Leetcode解数独的更多相关文章

  1. LeetCode37 使用回溯算法实现解数独,详解剪枝优化

    本文始发于个人公众号:TechFlow,原创不易,求个关注 数独是一个老少咸宜的益智游戏,一直有很多拥趸.但是有没有想过,数独游戏是怎么创造出来的呢?当然我们可以每一关都人工设置,但是显然这工作量非常 ...

  2. 慕课网-Java入门第一季-7-3 Java 中无参带返回值方法的使用

    来源:http://www.imooc.com/code/1579 如果方法不包含参数,但有返回值,我们称为无参带返回值的方法. 例如:下面的代码,定义了一个方法名为 calSum ,无参数,但返回值 ...

  3. Java 中带参带返回值方法的使用

    如果方法既包含参数,又带有返回值,我们称为带参带返回值的方法. 例如:下面的代码,定义了一个 show 方法,带有一个参数 name ,方法执行后返回一个 String 类型的结果 调用带参带返回值的 ...

  4. Java 中无参带返回值方法的使用

    如果方法不包含参数,但有返回值,我们称为无参带返回值的方法. 例如:下面的代码,定义了一个方法名为 calSum ,无参数,但返回值为 int 类型的方法,执行的操作为计算两数之和,并返回结果 在 c ...

  5. EF5中 执行 sql语句使用Database.ExecuteSqlCommand 返回影响的行数 ; EF5执行sql查询语句 Database.SqlQuery 带返回值

    一: 执行sql语句,返回受影响的行数 在mysql里面,如果没有影响,那么返回行数为  -1 ,sqlserver 里面  还没有测试过 using (var ctx = new MyDbConte ...

  6. 测试 多线程 实现 callable 带返回值

    package threadTest; import java.util.ArrayList; import java.util.Date; import java.util.concurrent.C ...

  7. Mysql带返回值与不带返回值的2种存储过程

    过程1:带返回值: 1 drop procedure if exists proc_addNum; 2 create procedure proc_addNum (in x int,in y int, ...

  8. c++中带返回值函数没写return能通过编译但运行时会出现奇怪问题

    c++中带返回值函数没写return能通过编译但运行时会出现奇怪问题 例如: string myFunc(){ theLogics(); } 发现调用: myFunc(); 崩溃. 但调用: cout ...

  9. 13 继续C#中的方法,带返回值的方法介绍

    在这一个练习中,我们要使用带返回值的方法.如果一个方法带返回值,那么它的形式是这样的. 定义一个带返回值的C#方法 static 返回类型 方法名字 (参数类型 参数1的名字,参数类型 参数2的名字) ...

随机推荐

  1. codeforces#1257 F. Make Them Similar ( 经典中间相遇问题 )

    题目链接: http://codeforces.com/contest/1257/problem/F 题意: 给出$n$个30位整数 找到一个数,让它与这$n$个数分别异或,得到的$n$个数二进制1的 ...

  2. nginx做反向代理时出现302错误

    现象:nginx在使用非80端口做反向代理时,浏览器访问发现返回302错误 详细现象如下: 浏览器请求登录页: 输入账号密码点击登录: 很明显登录后跳转的地址少了端口号. 原因:proxy.conf文 ...

  3. C#读写西门子PLC数据

    C#读写西门子PLC数据,包含S7协议和Fetch/Write协议,s7支持200smart,300PLC,1200PLC,1500PLC 本文将使用一个gitHub开源的组件技术来读写西门子plc数 ...

  4. IdentityServer4入门四:应用Implicit模式保护网站(上)

    我们先新增一个网站,名为“ClientMvc",也是asp.net core Web应用程序(模型视图控制器) 使用nuget安装以下引用 Microsoft.AspNetCore.Auth ...

  5. javaSE集合---进度2

    一.集合框架 1.特点 对象封装数据,对象多了也需要存储,集合用于存储对象. 对象的个数确定可以使用数组,但是不确定的话,可以用集合,因为集合是可变长度的. 2.集合和数组的区别 数组是固定长度的,集 ...

  6. C#图片灰度处理(位深度24→位深度8)、C#图片二值化处理(位深度8→位深度1)

    C#图片灰度处理(位深度24→位深度8) #region 灰度处理 /// <summary> /// 将源图像灰度化,并转化为8位灰度图像. /// </summary> / ...

  7. Qt之模型/视图(自定义风格)

    Qt之模型/视图(自定义风格) 关于自定义风格是针对视图与委托而言的,使用事件与QSS都可以进行处理,今天关于美化的细节讲解一下. 先看下图: 先撇开界面的美观性(萝卜青菜,各有所爱),就现有的这些风 ...

  8. kill 一个名字 程序的所有进程

    ps aux | grep chrome | awk '{print $2}' | xargs kill -9

  9. 深度学习框架PyTorch一书的学习-第七章-生成对抗网络(GAN)

    参考:https://github.com/chenyuntc/pytorch-book/tree/v1.0/chapter7-GAN生成动漫头像 GAN解决了非监督学习中的著名问题:给定一批样本,训 ...

  10. sql日期比较

    sql 中 datetime日期类型字段比较 mysql 可以直接用大于号,也可以用  between  and SELECT * FROM staff WHERE UPDATE_DATE >= ...