37.數獨求解
Sudoku Solver
問題描述:
Write a program to solve a Sudoku puzzle by filling the empty cells.
Empty cells are indicated by the character ‘.’.
You may assume that there will be only one unique solution.
A sudoku puzzle…
…and its solution numbers marked in red.
知識補充:
學會靈活使用結構體,結構體也可以作為元素放入棧和佇列中。這樣的話就有多種儲存資料的方法了
char型相互轉化為int型
char c = '1';
int i;
i = (int)c;//強制轉換
i = c-'0';//差值即為所要轉換數字
c = (char)i;//強制轉換
c = char(48+i);//通過差值轉換
參考答案:
class Solution {
bool check(vector<vector<char>> &board, int i, int j, char val)
{
int row = i - i%3, column = j - j%3;
for (int x=0; x<9; x++) if(board[x][j] == val) return false;
for(int y=0; y<9; y++) if(board[i][y] == val) return false;
for(int x=0; x<3; x++)
for(int y=0; y<3; y++)
if(board[row+x][column+y] == val) return false;
return true;
}
bool solveSudoku(vector<vector<char>> &board, int i, int j)
{
if(i==9) return true;
if(j==9) return solveSudoku(board, i+1, 0);
if(board[i][j] != '.') return solveSudoku(board, i, j+1);
for(char c='1'; c<='9'; c++)
{
if(check(board, i, j, c))
{
board[i][j] = c;
if(solveSudoku(board, i, j+1)) return true;
board[i][j] = '.';
}
}
return false;
}
public:
void solveSudoku(vector<vector<char>>& board) {
solveSudoku(board, 0, 0);
}
};
效能:
參考答案:
class ValidMoves {
private:
int num_valid;
int blocked_count[9];
public:
ValidMoves()
: num_valid(9), blocked_count {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}
{}
inline int valid() const { return num_valid; }
inline void block(int move) {
mod(move, 1);
}
inline void unblock(int move) {
mod(move, -1);
}
void mod(int move, int d) {
if(blocked_count[move] == 0) {
num_valid--;
}
blocked_count[move] += d;
if(blocked_count[move] == 0) {
num_valid++;
}
}
inline bool isValid(int move) const { return blocked_count[move] == 0; }
};
class Solution {
public:
void solveSudoku(vector<vector<char>>& board) {
vector<vector<ValidMoves>> validMoves (9, vector<ValidMoves>(9));
for(int i1=0; i1<9; i1++) {
for(int i2=0; i2<9; i2++) {
if(board[i1][i2] != '.') {
makeMove(board, validMoves, i1, i2, board[i1][i2] - '1');
}
}
}
_solveSudoku(board, validMoves);
}
private:
void makeMove(vector<vector<char>>& board, vector<vector<ValidMoves>>& validMoves, int i1, int i2, int move) {
board[i1][i2] = (char)(move + '1');
modRow(board, validMoves, i1, move, 1);
modCol(board, validMoves, i2, move, 1);
modBlock(board, validMoves, i1/3, i2/3, move, 1);
}
void unMakeMove(vector<vector<char>>& board, vector<vector<ValidMoves>>& validMoves, int i1, int i2, int move) {
modBlock(board, validMoves, i1/3, i2/3, move, -1);
modCol(board, validMoves, i2, move, -1);
modRow(board, validMoves, i1, move, -1);
board[i1][i2] = '.';
}
inline void modRow(const vector<vector<char>>& board, vector<vector<ValidMoves>>& validMoves, int i1, int move, int d) {
for(int i2=0; i2<9; i2++) {
if(board[i1][i2] != '.') {
continue;
}
validMoves[i1][i2].mod(move, d);
}
}
inline void modCol(const vector<vector<char>>& board, vector<vector<ValidMoves>>& validMoves, int i2, int move, int d) {
for(int i1=0; i1<9; i1++) {
if(board[i1][i2] != '.') {
continue;
}
validMoves[i1][i2].mod(move, d);
}
}
inline void modBlock(const vector<vector<char>>& board, vector<vector<ValidMoves>>& validMoves, int bi1, int bi2, int move, int d) {
for(int i1=0; i1<3; i1++) {
for(int i2=0; i2<3; i2++) {
int i1_ = i1 + bi1*3, i2_ = i2 + bi2*3;
if(board[i1_][i2_] != '.') {
continue;
}
validMoves[i1_][i2_].mod(move, d);
}
}
}
bool _solveSudoku(vector<vector<char>>& board, vector<vector<ValidMoves>>& validMoves) {
int most_constrained_count = INT_MAX, most_constrained_i1, most_constrained_i2;
for(int i1=0; i1<9; i1++) {
for(int i2=0; i2<9; i2++) {
if(board[i1][i2] == '.' && validMoves[i1][i2].valid() < most_constrained_count) {
most_constrained_count = validMoves[i1][i2].valid();
most_constrained_i1 = i1;
most_constrained_i2 = i2;
}
}
}
if(most_constrained_count == 0) {
return false;
}
if(most_constrained_count == INT_MAX) {
return true;
}
ValidMoves& vm = validMoves[most_constrained_i1][most_constrained_i2];
for(int move=0; move<9; move++) {
if(!vm.isValid(move)) {
continue;
}
makeMove(board, validMoves, most_constrained_i1, most_constrained_i2, move);
if(_solveSudoku(board, validMoves)) {
return true;
} else {
unMakeMove(board, validMoves, most_constrained_i1, most_constrained_i2, move);
}
}
return false;
}
};
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