叶凡网络:基于Java:解荷兰数学家设计世界最难九宫格

2013-12-02 10:02:41 | 新闻来源:叶凡网络 | 点击量:534

今日,一则腾讯的新闻称中国老头三天破解世界最难九宫格,虽然最后老人是改了一个数字,但是引起本人一时兴趣,想通过计算机程序求解该问题,于是在宿舍呆了一下午,终于成功求解,程序源码如下。​

 

    package numberGame; 

 

 

    public class Point { 

        private int col;// 行号 

        private int row;// 列号 

        private boolean flag;// 真为未设置。 

        private int value; 

        // 构造点 

        public Point(int col, int row, boolean flag, int value) { 

            super(); 

            this.col = col; 

            this.row = row; 

            this.flag = flag; 

            this.value = value; 

        } 

 

        public void changeFlag() { 

            flag = !flag; 

        } 

 

 

        public boolean getFlag() { 

            return flag; 

        } 

 

        public int getValue() { 

            return value; 

        } 

 

        public void setValue(int value) { 

            this.value = value; 

        } 

 

        public boolean canHere(Point[][] pArr) { 

            boolean cb = canCol(pArr); 

            boolean cr = canRow(pArr); 

            boolean cminiArr = canMiniArr(pArr); 

            return cb && cr && cminiArr; 

        } 

        //判断在小3*3格子里是否有相同元素 

        private boolean canMiniArr(Point[][] pArr) { 

            int coltemp = this.col % 3; 

            int rowtemp = this.row % 3; 

 

            for (int i = this.col - coltemp; i < col + (3 - coltemp); i++) { 

                for (int j = this.row - rowtemp; j < row + (3 - rowtemp); j++) { 

                    if(i == this.col && j == this.row){ 

                        continue; 

                    }else{               

                        if(this.value == pArr[i][j].getValue()){ 

                            return false; 

                        }                

                    } 

                } 

            } 

            return true; 

        } 

 

        // 判断列上是否有相同元素 

        private boolean canRow(Point[][] pArr) { 

            for (int i = 0; i < 9; i++) { 

                if (i == this.col) { 

                    continue; 

                } else { 

                    if (this.value == pArr[i][this.row].value) {// 行变,列不变 

                        return false; 

                    } 

                } 

            } 

            return true; 

        } 

 

        // 判断行上是否有相同元素 

        private boolean canCol(Point[][] pArr) { 

            for (int i = 0; i < 9; i++) { 

                if (i == this.row) { 

                    continue; 

                } else { 

                    if (this.value == pArr[this.col][i].value) {// 列边,行不变 

                        return false; 

                    } 

                } 

            } 

            return true; 

        } 

    }

 

-----主程序

 

    package numberGame; 

 

    import java.io.BufferedReader; 

    import java.io.IOException; 

    import java.io.InputStreamReader; 

    import java.util.ArrayList; 

 

 

    public class Number99 { 

 

        public static void main(String[] args) throws IOException{ 

            Point[][] numMat = new Point[9][9]; 

            ArrayList<Point> al = new ArrayList<Point>(); 

 

            initNumMat(numMat,al); 

 

 

            setNum(numMat,al); 

            printMat(numMat); 

        } 

 

        private static void setNum(Point[][] numMat,ArrayList<Point> al) { 

            int i = 0; 

            int j = 0; 

            do{ 

                if (numMat[i][j].getFlag()) { 

                    for (int v = numMat[i][j].getValue()+1; v <= 9; v++) {//给回退到的位置的值加一。 

                        numMat[i][j].setValue(v); 

                        if (numMat[i][j].canHere(numMat)) {//满足条件,不冲突。 

                            numMat[i][j].changeFlag();//改变标记为假。表示已设置过。 

                            break; 

                        }else{//满足不条件,冲突。value值自加一次 

                        }    

 

                        while(v == 9){//如果1-9都不能满足要求,则先将本位重置为0,并回退一格,给回退到的位置的值加一(当回退位置的值不为9时,并且保证回退到的位置不是九宫格原本的点)。 

                            numMat[i][j].setValue(0); 

                            j--; 

                            if(j==-1){ 

                                i--;j=8; 

                            } 

                            while(al.contains(numMat[i][j])){//如果回退到的位置为九宫格本来的点时,继续回退,直到不是本身的点时跳出while。 

                                j--; 

                                if(j==-1){ 

                                    i--;j=8; 

                                } 

                            } 

                            numMat[i][j].changeFlag();//将标记 

                            v = numMat[i][j].getValue(); 

                        } 

                    }            

                } 

                j++; 

                if(j==9){ 

                    j=0;i++;//此处i++ 可能使i自加为9,故下面需要i!=9判断 

                } 

                if(i!=9){            

                    while(al.contains(numMat[i][j])){ 

                        j++; 

                        if(j==9){ 

                            j=0;i++; 

                        } 

                    } 

                } 

            }while(i!=9); 

 

        } 

 

        public static void initNumMat(Point[][] numMat,ArrayList<Point> al) throws IOException { 

            for (int i = 0; i < numMat.length; i++) { 

                for (int j = 0; j < numMat[i].length; j++) { 

                    numMat[i][j] = new Point(i, j, true, 0); 

                } 

            } 

            initNumMat2(numMat, al); 

 

        } 

 

        public static void initNumMat2(Point[][] numMat, ArrayList<Point> al) throws IOException { 

            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); 

            String[] p = new String[3]; 

            String line=null; 

            System.out.println("请按格式输入点信息(i行号, j列号 v值),输入结束输入over: i j v "); 

 

            while((line = br.readLine())!=null){ 

                if(line.equals("over")) 

                    break; 

                p = line.trim().split(" +"); 

                numMat[Integer.parseInt(p[0])][Integer.parseInt(p[1])].setValue(Integer.parseInt(p[2])); 

                numMat[Integer.parseInt(p[0])][Integer.parseInt(p[1])].changeFlag(); 

                al.add(numMat[Integer.parseInt(p[0])][Integer.parseInt(p[1])]); 

            } 

        } 

 

        public static void printMat(Point[][] numMat) { 

            System.out.println("--------┬---------┬---------┐"); 

 

            for (int i = 0; i < numMat.length; i++) { 

                for (int j = 0; j < numMat[i].length; j++) { 

                    if ((j + 1) % 3 == 0) 

                        System.out.print(numMat[i][j].getValue() + " | "); 

                    else 

                        System.out.print(numMat[i][j].getValue() + "  "); 

                } 

                if ((i + 1) % 3 == 0) 

                    System.out.println("\r\n--------┼---------┼---------┤"); 

                else 

                    System.out.println(); 

            } 

        } 

 

    } 

 

今日,一则腾讯的新闻称中国老头三天破解世界最难九宫格,虽然最后老人是改了一个数字,但是引起本人一时兴趣,想通过计算机程序求解该问题,于是在宿舍呆了一下午,终于成功求解,程序源码如下。​

 

    package numberGame; 

 

 

    public class Point { 

        private int col;// 行号 

        private int row;// 列号 

        private boolean flag;// 真为未设置。 

        private int value; 

        // 构造点 

        public Point(int col, int row, boolean flag, int value) { 

            super(); 

            this.col = col; 

            this.row = row; 

            this.flag = flag; 

            this.value = value; 

        } 

 

        public void changeFlag() { 

            flag = !flag; 

        } 

 

 

        public boolean getFlag() { 

            return flag; 

        } 

 

        public int getValue() { 

            return value; 

        } 

 

        public void setValue(int value) { 

            this.value = value; 

        } 

 

        public boolean canHere(Point[][] pArr) { 

            boolean cb = canCol(pArr); 

            boolean cr = canRow(pArr); 

            boolean cminiArr = canMiniArr(pArr); 

            return cb && cr && cminiArr; 

        } 

        //判断在小3*3格子里是否有相同元素 

        private boolean canMiniArr(Point[][] pArr) { 

            int coltemp = this.col % 3; 

            int rowtemp = this.row % 3; 

 

            for (int i = this.col - coltemp; i < col + (3 - coltemp); i++) { 

                for (int j = this.row - rowtemp; j < row + (3 - rowtemp); j++) { 

                    if(i == this.col && j == this.row){ 

                        continue; 

                    }else{               

                        if(this.value == pArr[i][j].getValue()){ 

                            return false; 

                        }                

                    } 

                } 

            } 

            return true; 

        } 

 

        // 判断列上是否有相同元素 

        private boolean canRow(Point[][] pArr) { 

            for (int i = 0; i < 9; i++) { 

                if (i == this.col) { 

                    continue; 

                } else { 

                    if (this.value == pArr[i][this.row].value) {// 行变,列不变 

                        return false; 

                    } 

                } 

            } 

            return true; 

        } 

 

        // 判断行上是否有相同元素 

        private boolean canCol(Point[][] pArr) { 

            for (int i = 0; i < 9; i++) { 

                if (i == this.row) { 

                    continue; 

                } else { 

                    if (this.value == pArr[this.col][i].value) {// 列边,行不变 

                        return false; 

                    } 

                } 

            } 

            return true; 

        } 

    }

 

-----主程序

 

    package numberGame; 

 

    import java.io.BufferedReader; 

    import java.io.IOException; 

    import java.io.InputStreamReader; 

    import java.util.ArrayList; 

 

 

    public class Number99 { 

 

        public static void main(String[] args) throws IOException{ 

            Point[][] numMat = new Point[9][9]; 

            ArrayList<Point> al = new ArrayList<Point>(); 

 

            initNumMat(numMat,al); 

 

 

            setNum(numMat,al); 

            printMat(numMat); 

        } 

 

        private static void setNum(Point[][] numMat,ArrayList<Point> al) { 

            int i = 0; 

            int j = 0; 

            do{ 

                if (numMat[i][j].getFlag()) { 

                    for (int v = numMat[i][j].getValue()+1; v <= 9; v++) {//给回退到的位置的值加一。 

                        numMat[i][j].setValue(v); 

                        if (numMat[i][j].canHere(numMat)) {//满足条件,不冲突。 

                            numMat[i][j].changeFlag();//改变标记为假。表示已设置过。 

                            break; 

                        }else{//满足不条件,冲突。value值自加一次 

                        }    

 

                        while(v == 9){//如果1-9都不能满足要求,则先将本位重置为0,并回退一格,给回退到的位置的值加一(当回退位置的值不为9时,并且保证回退到的位置不是九宫格原本的点)。 

                            numMat[i][j].setValue(0); 

                            j--; 

                            if(j==-1){ 

                                i--;j=8; 

                            } 

                            while(al.contains(numMat[i][j])){//如果回退到的位置为九宫格本来的点时,继续回退,直到不是本身的点时跳出while。 

                                j--; 

                                if(j==-1){ 

                                    i--;j=8; 

                                } 

                            } 

                            numMat[i][j].changeFlag();//将标记 

                            v = numMat[i][j].getValue(); 

                        } 

                    }            

                } 

                j++; 

                if(j==9){ 

                    j=0;i++;//此处i++ 可能使i自加为9,故下面需要i!=9判断 

                } 

                if(i!=9){            

                    while(al.contains(numMat[i][j])){ 

                        j++; 

                        if(j==9){ 

                            j=0;i++; 

                        } 

                    } 

                } 

            }while(i!=9); 

 

        } 

 

        public static void initNumMat(Point[][] numMat,ArrayList<Point> al) throws IOException { 

            for (int i = 0; i < numMat.length; i++) { 

                for (int j = 0; j < numMat[i].length; j++) { 

                    numMat[i][j] = new Point(i, j, true, 0); 

                } 

            } 

            initNumMat2(numMat, al); 

 

        } 

 

        public static void initNumMat2(Point[][] numMat, ArrayList<Point> al) throws IOException { 

            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); 

            String[] p = new String[3]; 

            String line=null; 

            System.out.println("请按格式输入点信息(i行号, j列号 v值),输入结束输入over: i j v "); 

 

            while((line = br.readLine())!=null){ 

                if(line.equals("over")) 

                    break; 

                p = line.trim().split(" +"); 

                numMat[Integer.parseInt(p[0])][Integer.parseInt(p[1])].setValue(Integer.parseInt(p[2])); 

                numMat[Integer.parseInt(p[0])][Integer.parseInt(p[1])].changeFlag(); 

                al.add(numMat[Integer.parseInt(p[0])][Integer.parseInt(p[1])]); 

            } 

        } 

 

        public static void printMat(Point[][] numMat) { 

            System.out.println("--------┬---------┬---------┐"); 

 

            for (int i = 0; i < numMat.length; i++) { 

                for (int j = 0; j < numMat[i].length; j++) { 

                    if ((j + 1) % 3 == 0) 

                        System.out.print(numMat[i][j].getValue() + " | "); 

                    else 

                        System.out.print(numMat[i][j].getValue() + "  "); 

                } 

                if ((i + 1) % 3 == 0) 

                    System.out.println("\r\n--------┼---------┼---------┤"); 

                else 

                    System.out.println(); 

            } 

        } 

 

    } 

 

-------运行程序

 

请按格式输入点信息(i行号, j列号 v值),输入结束输入over: i j v

0 0 8

1 2 3

1 3 6

2 1 7

2 4 9

2 6 2

3 1 5

3 5 7

4 4 4

4 5 5

4 6 7

5 3 1

5 7 3

6 2 1

6 7 6

6 8 8

7 2 8

7 3 5

7 7 1

8 1 9

8 6 4

over

--------┬---------┬---------┐

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 |

--------┼---------┼---------┤

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