软件工程实践_Task2_sudoku

软工实践_Task2

标签（空格分隔）： 软工实践

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相关要求：第二次作业——个人项目实战

github：传送门

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解题思路

• 先是一点杂谈。

• 首先，看完作业要求之后，心里先有个大概的框架。

  • 语言：C++
  • IDE：本机已安装Visual Studio 2015
  • 效能分析工具：Visual Studio Profiling Tools？善用搜索引擎，下一个。
  • 项目需求：很直观的想法是，一共\(9*9\)个位置，每个位置都随意的填上一个可满足的数，最后形成九宫格。
  • 注意：命令行输入，文件输出，输出格式，\(0<N<=1000000\)，左上角的第一个数有特殊要求
  • github：文件组织框架
  • PSP：小说.push(《构建之法》)
  • 暂不考虑附加题

• 再次细看博客之后，发现一些注意点：

  • 生成的棋盘不重复
    • 一种想法是每生成一个棋盘之后都check一下这个棋盘是否生成过，但是考虑到输入的N的范围，显然这么做过于耗费时间。
    • 换一个路子，既然不能每次都\(check\)，那么就得让每次填数的随机性要足够的高。
  • 测试数据中有可能出现错误
    • 注意特殊处理。
  • 使用单元测试对项目进行测试，并使用插件查看测试分支覆盖率等指标。
  • 代码有进展即签入Github
  • 性能分析图，VS 2015的性能分析工具可自动生成。

• 这样，大概就有个思路，要去怎么实现。结合上述的注意点，考虑到时间、随机性问题，一开始的直观的想法显然需要改进。

• 考虑第一行，他肯定是一个1到9的排列。

• 考虑到每个位置只有9种选择，所以每次都rand是不需要的，只要每次从1到9一个个试，check能否填。

• 考虑到这样子随机性可能不是太好，所以可以再改进一下，每次不必按1到9的顺序去试数，而是将这个试数的序列也随机化，这样子能改善随机性。

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设计实现

• class：
  • Sudoku类：
    • 构造、析构函数
    • void SudokuGenerate(); 【publish，生成一个数独】
    • void SudokuPrint(); 【publish，输出一个数独】
    • void getNext(int &i, int &j); 【private，得到下一个位置】
    • bool judge(int row, int col, int curnum); 【private，判断(row, col)这个位置放curnum是否合理】
    • bool dfs(int i, int j); 【private，递归填数】
    • void Generate(); 【private，生成数独】
    • void print(); 【private，输出数独】
• bool digitCheck(char *s) 【判断当前是否是一个整数】
• int main(int argc, char *argv[])
  • 从命令行获取输入，调用digitCheck函数判断该输入是否合法。
  • 若输入不合法，输出提示信息。
  • 否则，实例化Sudoku类，调用SudokuGenerate生成一个数独，调用SudokuPrint输出这个数独

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代码说明

• bool Sudoku::judge(int row, int col, int curnum);
  • 判断(row, col)这个位置放curnum是否合理，判断方法为，当前行/当前列/当前块是否已经填过curnum这个数

bool Sudoku::judge(int row, int col, int curnum)
{
	// check the col
	rep(i, 0, row)
		if (sudoku[i][col] == curnum)  return false;
	// check the row
	rep(j, 0, col)
		if (sudoku[row][j] == curnum)  return false;
	// check the area
	int belongRow = row / 3 * 3;
	int belongCol = col / 3 * 3;   // get the upleft of the area
	int index = (row % 3) * 3 + (col % 3);
	while (--index >= 0)
	{
		if (sudoku[belongRow + index / 3][belongCol + index % 3] == curnum)  return false;
	}
	return true;
}

• bool Sudoku::dfs(int i, int j)
  • 递归填数，当(i, j)位置可以填某个数，且填该数可以得到解时，填这个数。

bool Sudoku::dfs(int i, int j)
{
	if (i == 9)  return true;
	for (auto &curnum : trynum)
	{
		if (judge(i, j, curnum))
		{
			sudoku[i][j] = curnum;
			int _i = i;
			int _j = j;
			getNext(_i, _j);
			if (dfs(_i, _j))  return true;
			sudoku[i][j] = 0;
		}
	}
	return false;
}

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测试运行

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性能测试

上图的运行参数为【sudoku.exe -c 100000】，可以看到，总执行时间为57.4s，其中SudokuGenerate和SudokuPrint占了较大的比重。

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题外话

• 很绝望啊喂，一回到学校，笔记本就进水GG，项目也还没传github，最后还是在实验室配了半天的VS外加借舍友电脑，匆匆忙忙的写完了基本的作业需求。

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