1. 问题描述:
编写一个程序,通过填充空格来解决数独问题。一个数独的解法需遵循如下规则:数字 1-9 在每一行只能出现一次。
数字 1-9 在每一列只能出现一次。数字 1-9 在每一个以粗实线分隔的 3x3 宫内只能出现一次。空白格用 '.' 表示。
一个数独
2. 思路分析:
① 数独是经典的深度优先搜索问题,我们尝试对当前的空白的地方在1-10范围内填入行、列与九宫格中不重复的数字,每一个空白的格子尝试填入数字,所以这个是需要在for循环中进行递归的,假如当前填入的数字在往下递归的过程中发现后面再填入空白处的数字的时候怎么样填都是不满足条件的,这个时候就需要退回到上一层,尝试for循环中的下一个数字进行填写,当for循环中的所有数字都尝试过还是不满足条件,这个时候就需要进行回溯了,将最后一次填入的结果进行清空,返回到上一层中尝试上一层中的其他数字进行填写
② 在填入的数字中需要处理的点有两个,第一个是检查当前填入的数字是否与行或者列中的元素冲突了,第二个是检查当前填入的元素是否与所在的小九宫格的数字冲突了,并且我们在递归方法的一开始,也就是递归的出口判断行数是否是9了假如是9这个时候就可以直接返回True了,这样我们在返回到上一层之后根据返回的结果为True也是层层返回了,这样就可以保证最终的board数组是第一个满足条件的结果,而且可以节省继续尝试其他结果的时间,假如写成return而不是return True会返回到上一层尝试其他的数据,并且最终的board数组也会恢复到一开始的那个board数组(每一次递归调用返回到上一层都会进行回溯的所以最终的board数组还是之前的那个数组),感觉比较处理的是检查小的九宫格,这里需要弄清楚检查小九宫格的对应的下标:
3. 代码如下:
import time
from typing import List
class Solution:
def check(self, board: List[List[str]], x: int, y: int, cur: str):
for k in range(0, 9):
if cur == board[x][k] or cur == board[k][y]: return False
# 检查小的九宫格
for i in range((x // 3) * 3, (x // 3 + 1) * 3):
for j in range((y // 3) * 3, (y // 3 + 1) * 3):
if board[i][j] == cur: return False
return True
def dfs(self, board: List[List[str]], i: int, j: int, r: int, c: int):
if i == 9:
return True
if "1" <= board[i][j] <= "9":
if self.dfs(board, i + (j + 1) // c, (j + 1) % c, r, c): return True
else:
for k in range(1, 10):
if self.check(board, i, j, str(k)):
board[i][j] = str(k)
if self.dfs(board, i + (j + 1) // c, (j + 1) % c, r, c): return True
# 回溯
board[i][j] = " "
def solveSudoku(self, board: List[List[str]]) -> None:
self.dfs(board, 0, 0, len(board), len(board[0]))
print(board)
if __name__ == '__main__':
board = [
["5", "3", " ", " ", "7", " ", " ", " ", " "],
["6", " ", " ", "1", "9", "5", " ", " ", " "],
[" ", "9", "8", " ", " ", " ", " ", "6", " "],
["8", " ", " ", " ", "6", " ", " ", " ", "3"],
["4", " ", " ", "8", " ", "3", " ", " ", "1"],
["7", " ", " ", " ", "2", " ", " ", " ", "6"],
[" ", "6", " ", " ", " ", " ", "2", "8", " "],
[" ", " ", " ", "4", "1", "9", " ", " ", "5"],
[" ", " ", " ", " ", "8", " ", " ", "7", "9"]
]
Solution().solveSudoku(board)
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