C语言实现的数独解题程序

来源：互联网发布：质谱软件编辑：程序博客网时间：2024/06/04 17:51

用最暴力的递归方式在所有可能的空间中寻找数独的解法。试了一下，不管多难的数独都能在1s内找到所有答案，所以也没有采取更智能的算法进行优化，如加入人的逻辑推理算法。

这里只是把一种最笨的方法分享出来,只是感叹现在的计算机运算能力太强大了。源码如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

/*数独二维数组*/
int g_s[9][9] = {
{0,4,0,7,0,0,0,0,0},
{9,2,0,0,0,0,6,0,7},
{8,3,0,0,0,5,4,0,0},
{0,1,0,0,0,3,0,0,0},
{0,0,0,2,0,1,0,0,0},
{0,0,0,5,0,0,0,4,0},
{0,0,4,9,0,0,0,7,1},
{3,0,5,0,0,0,0,9,4},
{0,0,0,0,0,8,0,6,0}
};

/*打印当前数独状态*/
int prt()
{
   int i = 0;
   int j = 0;
   for(i = 0;i < 9;i++)
   {
       for(j = 0;j < 9;j++)
       {
           printf("%d ",g_s[i][j]);
       }
       printf("\n");
   }

   getchar();
}

/*获取一个位置当前所有可能的解*/
int get_all_num(int i,int j,int a[9])
{
   int s[9] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
   int row,col,k;

   /*删除当前行中已出现的值*/
   for(col = 0;col < 9;col++)
   {
       k = g_s[i][col];
       if(k != 0)
       {
           s[k-1] = 0;
       }
   }

   /*删除当前列中已出现的值*/
   for(row = 0;row < 9;row++)
   {
       k = g_s[row][j];
       if(k != 0)
       {
           s[k-1] = 0;
       }
   }

   /*删除当前九宫格中已出现的值*/
   row = (i/3)*3;
   col = (j/3)*3;
   for(i = row;i < (row+3);i++)
   {
       for(j = col;j < (col+3);j++)
       {
           k = g_s[i][j];
           if(k != 0)
           {
               s[k-1] = 0;
           }
       }
   }

   i = 0;
   for(k = 0;k < 9;k++)
   {
       if(s[k] != 0)
       {
           a[i] = s[k];
           i++;
       }
   }

   return i;
}

/*判断当前行是否合法*/
int check_row(int i,int num)
{
   int j = 0;
   for(j = 0;j < 9;j++)
   {
       if(g_s[i][j] == num)
       {
           return 0;
       }
   }

   return 1;
}

/*判断当前列是否合法*/
int check_col(int j,int num)
{
   int i = 0;
   for(i = 0;i < 9;i++)
   {
       if(g_s[i][j] == num)
       {
           return 0;
       }
   }

   return 1;

}

/*判断当前九宫格是否合法*/
int check_block(int i,int j,int num)
{
   int row = (i/3)*3;
   int col = (j/3)*3;
   int k = 0;
   int l = 0;

   for(k = row;k < (row+3);k++)
   {
       for(l = col;l < (col+3);l++)
       {
           if(g_s[k][l] == num)
           {
               return 0;
           }
       }
   }


   return 1;
}

/*尝试一个解*/
int try_one(int i,int j,int num)
{
   if(check_row(i,num) && check_col(j,num) &&
       check_block(i,j,num))
   {
       g_s[i][j] = num;
       //prt();
       return 1;
   }

   return 0;
}

/*获取下一个要填空的位置*/
int get_next(int *pi,int *pj)
{
   int i = *pi;
   int j = *pj;
   int r = i;
   int c = 0;
   j++;

   for(;r < 9;r++)
   {
       for(c = j;c < 9;c++)
       {
           if(g_s[r][c] == 0)
           {
               *pi = r;
               *pj = c;
               return;
           }
       }
       j = 0;
   }

   if(r == 9)
   {
       return 0;
   }

   *pi = r;
   *pj = c;
   return 1;

}

/*找到一个解*/
void finish()
{
   printf("\n find a solution: \n");
   prt();
}

/*处理一个位置*/
int do_one(int i,int j)
{
   int row = i;
   int col = j;
   int n = 0;
   int k = 0;
   int a[9] = {0};

   /*当前位置有解,下一个位置*/
   if(g_s[row][col] != 0)
   {
       /*获取下一个无解的位置*/
       if(get_next(&row,&col))
       {
           /*对一下个位置递归操作*/
           do_one(row,col);
       }
       /*都有解了,成功*/
       else
       {
           finish();
       }

       /*当前位置有解，直接回溯*/
       return;
   }

   /*当前位置无解*/
   else
   {
       /*获取当前位置的所有可能解*/
       n = get_all_num(i,j,a);

       for(k = 0;k < n;k++)
       {
           /*尝试所有可能的解，这里是重复操作，就不改了*/
           if(try_one(i,j,a[k]))
           {
               row = i;
               col = j;
               /*此位置找到合适的了，下一个*/
               if(get_next(&row,&col))
               {
                   do_one(row,col);
               }
               /*当前位置已有解且没有下一个了,结束*/
               else
               {
                   finish();
               }
           }
       }

       /*要向前回溯,则这个位置找到的解无效,回溯前清0*/
       g_s[i][j] = 0;
       //prt();
       return;
   }


}

int main()
{
   do_one(0,0);

   return 0;

}

0 0