数独问题的介绍及POJ 2676-Sudoku(dfs+剪枝)
知道是数独问题后犹豫了一下要不要做(好像很难的样纸==。),用dfs并剪枝,是一道挺规范的搜索题。
先介绍以下数独吧~
数独(Sudoku)是一种运用纸、笔进行演算的逻辑游戏。玩家需要根据9×9盘面上的已知数字,推理出所有剩余空格 的数字,并满足每一行、每一列、每一个粗线宫内的数字均含1-9,不重复。 每一道合格的数独谜题都有且仅有唯一答案,推理方法也以此为基础,任何无解或多解的题目都是不合格的。
有一种求解数独问题的方案是“候选数字法”,就是在待填充的格子中填写不会造成行重复、列重复、块重复的数字,有的时候存在多个这样的数字,那么我们可以随机选取一个,如果待填充的格子中填写任何一个数字都会造成某种重复的发生,则说明这个问题没有解,也就是这不是一个数独问题。
想要更加深入了解的同学可以点此链接:http://www.cnblogs.com/grenet/archive/2013/06/19/3138654.html
下面来说说POJ的这道题吧!
题目大意:
给你一个数独,让你填数:
1.每行的九个数字互不相同;
2.每列的九个数字各不相同;
3.被分成的3*3的小矩阵中的九个数字互不相同;
输出完成后的数表,若不能满足上述条件,则输出原图。
解题思路:
DFS。。失败了回溯~
从小优女神那里看到的存储方式(觉得很是方便呀!)
用三个数组进行标记每行、每列、每个子网格已用的数字,用于剪枝
bool row[10][10]; //row[i][x] 标记在第i行中数字x是否出现了
bool col[10][10]; //col[j][y] 标记在第j列中数字y是否出现了
bool small[10][10]; //small[k][x] 标记在第k个3*3子格中数字z是否出现了
row 和 col的标记比较好处理,关键是找出small子网格的序号与 行i列j的关系
即要知道第i行j列的数字是属于哪个子网格的
首先我们假设子网格的序号如下编排:
由于1<=i、j<=9,我们有: (其中“/”是C++中对整数的除法)
令a= i/3 , b= j/3 ,根据九宫格的 行列 与 子网格 的 关系,我们有:
不难发现 3a+b=k
即 3*(i/3)+j/3=k
又我在程序中使用的数组下标为 1~9,grid编号也为1~9
因此上面的关系式可变形为 3*((i-1)/3)+(j-1)/3+1=k
这样我们就能记录k个3*3子格中数字z是否出现了:
下面是我的代码:
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<ctime>
#include<cstring>
#include<cmath>
#include<algorithm>
#include<cstdlib>
#include<vector>
#define inf 1<<25
#define LL long long
using namespace std;
int row[][];
int col[][];
int map[][];
int small[][];
int f(int x,int y)
{
return *((x-)/)+(y-)/+;
}
void init()
{
int i,j;
char ch;
memset(row,,sizeof(row));
memset(col,,sizeof(col));
memset(small,,sizeof(small));
for(i=; i<=; i++)
{
for(j=; j<=; j++)
{
scanf("%c",&ch);
map[i][j]=ch-'';
if(map[i][j])
{
int k;
k=f(i,j);
row[i][map[i][j]]=;
col[j][map[i][j]]=;
small[k][map[i][j]]=;
}
}
getchar();
}
}
int dfs(int x,int y)
{
if(x==)
return ;
int flag=;
if(map[x][y])
{
if(y==)
flag=dfs(x+,);
else
flag=dfs(x,y+);
if(flag)
return ;
else
return ;
}
else
{
int k=f(x,y);
for(int i=; i<=; i++)
if(!row[x][i] && !col[y][i] && !small[k][i])
{
map[x][y]=i;
row[x][i]=;
col[y][i]=;
small[k][i]=;
if(y==)
flag=dfs(x+,);
else
flag=dfs(x,y+);
if(!flag)
{
map[x][y]=;
row[x][i]=;
col[y][i]=;
small[k][i]=;
}
else
return ;
}
}
return ;
}
int main()
{
int t;
scanf("%d",&t);
getchar();
while(t--)
{
init();
dfs(,);
for(int i=; i<=; i++)
{
for(int j=; j<=; j++)
printf("%d",map[i][j]);
printf("\n");
}
}
return ;
}
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