数独求解问题(DFS+位运算优化)
In the game of Sudoku, you are given a large 9 × 9 grid divided into smaller 3 × 3 subgrids. For example,
. | 2 | 7 | 3 | 8 | . | . | 1 | . |
. | 1 | . | . | . | 6 | 7 | 3 | 5 |
. | . | . | . | . | . | . | 2 | 9 |
3 | . | 5 | 6 | 9 | 2 | . | 8 | . |
. | . | . | . | . | . | . | . | . |
. | 6 | . | 1 | 7 | 4 | 5 | . | 3 |
6 | 4 | . | . | . | . | . | . | . |
9 | 5 | 1 | 8 | . | . | . | 7 | . |
. | 8 | . | . | 6 | 5 | 3 | 4 | . |
Given some of the numbers in the grid, your goal is to determine the remaining numbers such that the numbers 1 through 9 appear exactly once in (1) each of nine 3 × 3 subgrids, (2) each of the nine rows, and (3) each of the nine columns.
Input
The input test file will contain multiple cases. Each test case consists of a single line containing 81 characters, which represent the 81 squares of the Sudoku grid, given one row at a time. Each character is either a digit (from 1 to 9) or a period (used to indicate an unfilled square). You may assume that each puzzle in the input will have exactly one solution. The end-of-file is denoted by a single line containing the word “end”.
Output
For each test case, print a line representing the completed Sudoku puzzle.
Sample Input
.2738..1..1...6735.......293.5692.8...........6.1745.364.......9518...7..8..6534.
......52..8.4......3...9...5.1...6..2..7........3.....6...1..........7.4.......3.
end
Sample Output
527389416819426735436751829375692184194538267268174593643217958951843672782965341
416837529982465371735129468571298643293746185864351297647913852359682714128574936
思路:DFS解这道题有点极限,需要优化的东西比较复杂,参考了网上的位运算优化,终于以700ms的解决了,如果不位运算优化很难去不超时的去解这道问题
附上原超时代码,此代码修改一下应该可以过F题,单纯的求数独的题
代码:
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<queue>
#include<vector>
#include<cmath>
#include<set>
#include<stack>
#include<map>
#define MAX 10005
typedef long long ll;
using namespace std;
int cnt,flag;
int Map[10][10],vistrow[10][10],vistcol[10][10],vistkaui[10][10][10];
struct node
{
int x,y;
}a[100];
void DFS(int x)
{
if(x == cnt)
{
flag = 1;
return;
}
int I = a[x].x;
int J = a[x].y;
for(int i = 1; i < 10; i++)
{
if(!vistrow[I][i] && !vistcol[J][i] && !vistkaui[I/3][J/3][i])
{
Map[I][J] = i;
vistrow[I][i] = 1;
vistcol[J][i] = 1;
vistkaui[I/3][J/3][i] = 1;
DFS(x+1);
if(!flag)
{
Map[I][J] = '.';
vistrow[I][i] = 0;
vistcol[J][i] = 0;
vistkaui[I/3][J/3][i] = 0;
}
}
}
}
int main()
{
int T;
while(1)
{
memset(vistrow,0,sizeof(vistrow));
memset(vistcol,0,sizeof(vistcol));
memset(vistkaui,0,sizeof(vistkaui));
cnt = 0;
flag = 0;
for(int i = 0; i < 9; i++)
{
for(int j = 0; j < 9; j++)
{
scanf("%c",Map[i][j]);
if(Map[i][j] == '.')
{
a[cnt].x = i;
a[cnt++].y = j;
}
else
{
vistrow[i][Map[i][j]-'] = 1;
vistcol[j][Map[i][j]] = 1;
vistkaui[i/3][j/3][Map[i][j]] = 1;
}
}
}
DFS(0);
for(int i = 0; i < 9; i++)
for(int j = 0; j < 9; j++)
{
if(j == 8)
printf("%c\n",Map[i][j]);
else
printf("%c",Map[i][j]);
}
}
return 0;
}
AC代码:
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<queue>
#include<vector>
#include<cmath>
#include<set>
#include<stack>
#include<map>
#define MAX 10005
using namespace std;
char Map[10][10];
int vistrow[10],vistcol[10];
int grid[10],rec[512],num[512];
inline int g(int x,int y)
{
return (x/3)*3+y/3;
}
inline void flip(int x,int y,int to)
{
vistrow[x]^=1<<to;
vistcol[y]^=1<<to;
grid[g(x,y)]^=1<<to;
}
bool DFS(int x)
{
if(x==0) return 1;
int minn=10,xx,yy;
for(int i=0;i<9;i++) {
for(int j=0;j<9;j++)
{
if(Map[i][j]=='.')
{
int val=vistrow[i]&vistcol[j]&grid[g(i,j)];
if(!val) return 0;
if(rec[val]<minn) {
minn=rec[val],xx=i,yy=j;
}
}
}
}
int val=vistrow[xx]&vistcol[yy]&grid[g(xx,yy)];
for(;val;val-=val&-val) {
int to=num[val&-val];
Map[xx][yy]=to+'1';
flip(xx,yy,to);
if(DFS(x-1)) return 1;
flip(xx,yy,to);
Map[xx][yy]='.';
}
return 0;
}
int main() {
for(int i=0;i<1<<9;i++) {
for(int j=i;j;j-=j&-j)
rec[i]++;
}
for(int i=0;i<9;i++) {
num[1<<i]=i;
}
char s[100];
while(~scanf("%s",s)&&s[0]!='e') {
for(int i=0;i<9;i++)
vistrow[i]=vistcol[i]=grid[i]=(1<<9)-1;
int tot=0;
for(int i=0;i<9;i++) {
for(int j=0;j<9;j++) {
Map[i][j]=s[i*9+j];
if(Map[i][j]!='.') flip(i,j,Map[i][j]-'1');
else ++tot;
}
}
DFS(tot);
for(int i=0;i<9;i++)
for(int j=0;j<9;j++)
printf("%c",Map[i][j]);
printf("\n");
}
return 0;
}
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1 2 3 4 5 6 7 ############################# 1 # | # | # | | # #####---#####---#---#####---# 2 # # | ...
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