python實(shí)現(xiàn)解數(shù)獨(dú)程序代碼
偶然發(fā)現(xiàn)linux系統(tǒng)附帶的一個(gè)數(shù)獨(dú)游戲,打開玩了幾把。無奈是個(gè)數(shù)獨(dú)菜鳥,以前沒玩過,根本就走不出幾步就一團(tuán)漿糊了。
于是就打算借助計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大運(yùn)算力來暴力解數(shù)獨(dú),還是很有樂趣的。
下面就記錄一下我寫解數(shù)獨(dú)程序的一些思路和心得。
一.數(shù)獨(dú)游戲的基本解決方法
編程籠統(tǒng)的來說,就是個(gè)方法論。不論什么程序,都必須將問題的解決過程分解成計(jì)算機(jī)可以實(shí)現(xiàn)的若干個(gè)簡單方法。俗話說,大道至簡。對(duì)于只能明白0和1的計(jì)算機(jī)來說,就更需要細(xì)分步驟,一步一步的解決問題了。
首先來思考一下解數(shù)獨(dú)的基本概念。
數(shù)獨(dú)橫九豎九共八十一個(gè)格子,同時(shí)又分為9個(gè)九宮格。規(guī)則很簡單——需要每一個(gè)格中的數(shù)字,都保證與其所在橫排和豎排以及九宮格內(nèi)無相同數(shù)字。
所以我們的大概思路就是,從第一個(gè)空格開始試著填數(shù),從 1 開始填,如果 1 不滿足橫排豎排九宮格無重復(fù)的話,就再填入 2 ,以此類推,直到填入一個(gè)暫時(shí)滿足規(guī)則的數(shù),中斷此格,移動(dòng)到下一個(gè)空格重復(fù)這個(gè)過程。
如果到達(dá)某個(gè)空格發(fā)現(xiàn)已經(jīng)無數(shù)可選了,說明前面某一格填錯(cuò)了,那就返回上一格,從上一格的中斷處繼續(xù)往 9 嘗試,直到這樣回朔到填錯(cuò)的那一格。
這樣的話,我們就可以整理出重要的步驟了:
•尋找到下一個(gè)空格
•輪流填入格中數(shù)字 1 到 9
•遞歸判斷填入數(shù)是否符合規(guī)則
二.程序
首先測試數(shù)獨(dú)使用的是芬蘭數(shù)學(xué)家因卡拉花費(fèi)3個(gè)月時(shí)間設(shè)計(jì)出的世界上迄今難度最大的數(shù)獨(dú)。如下

將空格用 0 表示,同時(shí)將數(shù)獨(dú)表示成嵌套的列表,這樣每格的行數(shù)和列數(shù)就正好是列表中每個(gè)對(duì)應(yīng)數(shù)的索引。
程序如下:
#coding=utf-8
import datetime
class solution(object):
def __init__(self,board):
self.b = board
self.t = 0
def check(self,x,y,value):#檢查每行每列及每宮是否有相同項(xiàng)
for row_item in self.b[x]:
if row_item == value:
return False
for row_all in self.b:
if row_all[y] == value:
return False
row,col=x/3*3,y/3*3
row3col3=self.b[row][col:col+3]+self.b[row+1][col:col+3]+self.b[row+2][col:col+3]
for row3col3_item in row3col3:
if row3col3_item == value:
return False
return True
def get_next(self,x,y):#得到下一個(gè)未填項(xiàng)
for next_soulu in range(y+1,9):
if self.b[x][next_soulu] == 0:
return x,next_soulu
for row_n in range(x+1,9):
for col_n in range(0,9):
if self.b[row_n][col_n] == 0:
return row_n,col_n
return -1,-1 #若無下一個(gè)未填項(xiàng),返回-1
def try_it(self,x,y):#主循環(huán)
if self.b[x][y] == 0:
for i in range(1,10):#從1到9嘗試
self.t+=1
if self.check(x,y,i):#符合 行列宮均無條件 的
self.b[x][y]=i #將符合條件的填入0格
next_x,next_y=self.get_next(x,y)#得到下一個(gè)0格
if next_x == -1: #如果無下一個(gè)0格
return True #返回True
else: #如果有下一個(gè)0格,遞歸判斷下一個(gè)0格直到填滿數(shù)獨(dú)
end=self.try_it(next_x,next_y)
if not end: #在遞歸過程中存在不符合條件的,即 使try_it函數(shù)返回None的項(xiàng)
self.b[x][y] = 0 #回朔到上一層繼續(xù)
else:
return True
def start(self):
begin = datetime.datetime.now()
if self.b[0][0] == 0:
self.try_it(0,0)
else:
x,y=self.get_next(0,0)
self.try_it(x,y)
for i in self.b:
print i
end = datetime.datetime.now()
print '\ncost time:', end - begin
print 'times:',self.t
return
s=solution([[8,0,0,0,0,0,0,0,0],
[0,0,3,6,0,0,0,0,0],
[0,7,0,0,9,0,2,0,0],
[0,5,0,0,0,7,0,0,0],
[0,0,0,8,4,5,7,0,0],
[0,0,0,1,0,0,0,3,0],
[0,0,1,0,0,0,0,6,8],
[0,0,8,5,0,0,0,1,0],
[0,9,0,0,0,0,4,0,0]])
73 s.start()
值得注意的是使用的遞歸判斷能夠很巧妙的在走錯(cuò)分支時(shí)回朔到上一層。具體實(shí)現(xiàn)是通過 for 循環(huán)來從 1 到 9 不斷填入數(shù)字同時(shí)達(dá)到記錄中斷點(diǎn)的作用。通過下一層的返回值來確定是否回朔。
程序輸出如下:
[8, 1, 2, 7, 5, 3, 6, 4, 9] [9, 4, 3, 6, 8, 2, 1, 7, 5] [6, 7, 5, 4, 9, 1, 2, 8, 3] [1, 5, 4, 2, 3, 7, 8, 9, 6] [3, 6, 9, 8, 4, 5, 7, 2, 1] [2, 8, 7, 1, 6, 9, 5, 3, 4] [5, 2, 1, 9, 7, 4, 3, 6, 8] [4, 3, 8, 5, 2, 6, 9, 1, 7] [7, 9, 6, 3, 1, 8, 4, 5, 2] cost time: 0:00:00.060687 times: 45360
可以看到程序雖然運(yùn)算次數(shù)比較多,但是速度還是很快的。
相關(guān)文章
python項(xiàng)目中requirements.txt的用法實(shí)例教程
Python項(xiàng)目中必須包含一個(gè)requirements.txt文件,用于記錄所有依賴包及其精確的版本號(hào),以便新環(huán)境部署,下面這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于python項(xiàng)目中requirements.txt用法的相關(guān)資料,需要的朋友可以參考下2022-06-06
keras和tensorflow使用fit_generator 批次訓(xùn)練操作
這篇文章主要介紹了keras和tensorflow使用fit_generator 批次訓(xùn)練操作,具有很好的參考價(jià)值,希望對(duì)大家有所幫助。一起跟隨小編過來看看吧2020-07-07
Python3內(nèi)置函數(shù)chr和ord實(shí)現(xiàn)進(jìn)制轉(zhuǎn)換
這篇文章主要介紹了Python3內(nèi)置函數(shù)chr和ord實(shí)現(xiàn)進(jìn)制轉(zhuǎn)換,文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì),對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友可以參考下2020-06-06
Python中用psycopg2模塊操作PostgreSQL方法
python可以操作多種數(shù)據(jù)庫,本篇文章給大家介紹了用psycopg2模塊操作PostgreSQL方法,一起來學(xué)習(xí)下。2017-11-11
python中進(jìn)程間通信及設(shè)置狀態(tài)量控制另一個(gè)進(jìn)程
這篇文章主要介紹了python中進(jìn)程間通信及設(shè)置狀態(tài)量控制另一個(gè)進(jìn)程,文章圍繞主題展開詳細(xì)的內(nèi)容介紹,具有一定的參考價(jià)值,需要的小伙伴可以參考一下2022-05-05
PyQt5創(chuàng)建一個(gè)新窗口的實(shí)例
今天小編就為大家分享一篇PyQt5創(chuàng)建一個(gè)新窗口的實(shí)例,具有很好的參考價(jià)值,希望對(duì)大家有所幫助。一起跟隨小編過來看看吧2019-06-06
python實(shí)現(xiàn)進(jìn)度條和系統(tǒng)通知的示例詳解
這篇文章主要和大家分享兩個(gè)有意思的Python小工具,可以優(yōu)雅地實(shí)現(xiàn)進(jìn)度條和系統(tǒng)通知,文中的示例代碼簡潔易懂,有需要的小伙伴快也跟隨小編一起學(xué)習(xí)一下2023-11-11

