数独游戏的算法研究与实现
数独小游戏编程实现

数独小游戏编程实现数独是一种经典的数字推理游戏,旨在填充一个9x9的方格,使每一行、每一列和每一个3x3的子网格中的数字都不重复。
在这篇文章中,我们将探讨如何使用编程实现一个数独小游戏。
1. 游戏介绍数独是一款传统的逻辑游戏,旨在通过推理和逻辑推断填充一个9x9的方格。
游戏规则简单,玩家需要在每个方格中填入1到9的数字,使得每一行、每一列和每一个3x3的子网格中的数字都不重复。
数独游戏的难度由初始提供的数字数量决定,有些数独游戏可能需要一些试错和推理才能解开。
2. 游戏实现为了实现一个数独小游戏,我们可以使用编程语言来创建一个数独游戏的逻辑和界面。
下面是一个简单的实现步骤:a) 创建一个9x9的空白方格。
b) 初始化一些方格中的数字,这些数字将用作初始提示。
c) 实现一个算法来解决数独问题。
d) 创建用户界面,允许玩家交互并填写数字。
e) 校验玩家填写的数字是否符合数独规则。
f) 判断玩家是否成功解开数独谜题。
3. 实现算法为了解决数独问题,我们可以使用回溯算法。
回溯算法是一种试错的算法,通过递归地尝试不同的数字来解决问题,如果当前选择导致问题无解,则回溯到上一步重新选择。
4. 用户界面设计为了创建一个用户友好的数独小游戏,我们可以使用图形用户界面(GUI)来展示游戏方格,并提供填写数字的功能。
在界面上,玩家可以点击一个方格,并输入数字进行填写。
游戏还可以提供一些提示和错误检查功能,以帮助玩家更方便地解决数独谜题。
5. 游戏规则校验为了保证玩家填写的数字符合数独游戏规则,我们需要实现一些校验逻辑。
在玩家填写数字时,我们可以检查当前行、当前列和当前子网格中是否存在重复的数字。
如果存在重复的数字,则提示玩家重新填写。
6. 解决数独谜题为了让玩家能够解决数独谜题,我们可以提供一个求解谜题的功能。
这个功能可以使用回溯算法来搜索解空间,直到找到一个满足数独规则的解。
如果谜题是有解的,玩家可以尝试使用这个功能来解决难度较高的数独问题。
数独游戏的难度等级分析及求解算法研究

数独游戏的难度等级分析及求解算法研究2——数独难度等级2 数独难度等级数独游戏发展至今,在数独爱好者的积极探索下,求解数独的算法众多,有矩形顶点删减法、关键数删减法等[7]。
解答一道数独问题是一种或多种方法相互结合,为了使玩家能循环渐进解决数独题目,并且在解答数独过程中不断提高解决数独问题的能力。
不同的数独题目被划分为不同的难度等级。
最直接的方式是根据个人求解数独的时间长短区分难易。
但由于个人求解数独受方方面面的影响,此种划分方式主观因素太强,导致划分的准确率低。
如何划分数独的难度系数才是比较科学的呢?2.1 空格数与难度等级2.1.1 空格数与难度等级的分析数独书籍对数独难度的划分较为清晰,研究从分析数独书籍对数独难度等级的划分开始。
首先统计《旅途中的数独》[8]《数独》[9]两本书数独谜题的情况。
表一所统计的是《旅途中的数独》的题目,统计的题目总数为100道,表格的行表示空格的个数,列表示难度的级别,初级最容易,难度依次递增,超级为最难;表二所统计的是《数独》-5,题目数一样为100道,表格行表示空格的个数,列表示难度的级别,一星为最容易,二星为容易,三星为难,四星为最难。
例如:表一的首格10表示,难度为初级,空格个数为45的题目有10道;表二的首格3表示,难度为一星,空格数为50的题目有3道。
表1 统计《旅途中的数独》空格数与难度表2 统计《数独》空格数与难度分析2个表格,我们初步得到,随着难度的加大,空格数逐步增加。
书中不同难度等级的题目数目不一致,难度较低的题目数较少,难度较高的题目较多。
为进一步发现问题所在,笔者对数独题目的统计表格进行处理,在同等难度上,将每种空格的题目个数除以该难度的总题目数,得到如下表格。
表3 计算《旅途中的数独》空格率与难度The probability of space and difficulty from the book calls planes, trains andsudoku表4 计算《数独》空格率与难度表格的数据用面积图表表示(图1、图2),由图可以清晰看出,难度等级递增,空格数也不断增加。
数独问题高效算法的设计与实现

数独问题高效算法的设计与实现数独是一种经典的逻辑推理游戏,是一种求解问题的算法设计与实现的典型案例。
数独棋盘是一个9×9的网格,其中的部分格已经填入了数字,在其他的空格中,必须填入1到9的数字,要求每一行、每一列和每一个3×3的九宫格内的数字均不重复。
数独问题的高效算法设计与实现可以从以下几个方面进行思考和实践。
1. 数独问题建模:首先,需要将数独问题进行建模。
可以使用二维数组来表示数独棋盘,其中已经填入数字的格子用数字表示,空格用0表示。
例如,数独棋盘可以表示为一个9×9的二维数组。
建模完成后,可以通过输入参数的方式读取数独问题。
2. 空格位置查找:数独问题的求解首先需要找到空格的位置。
可以采用遍历数独棋盘的方式,对每一个位置进行判断,如果数值为0,则该位置是一个空格。
可以通过双重循环来实现该功能。
3. 数字的合法性判断:在填充数字之前,需要判断待填入的数字是否合法。
合法的数字满足以下条件:在所在行中没有重复数字,所在列中没有重复数字,所在3×3九宫格中没有重复数字。
可以通过遍历所在行、列和九宫格的方式来判断数字的合法性。
4. 回溯算法:数独问题的求解可以使用回溯算法。
回溯算法是一种逐步试错的方法,通过尝试不同的数字,直到找到合适的解。
可以从数独棋盘的空格位置开始,逐个尝试填入数字,并判断数字的合法性。
如果遇到不合法的情况,则回溯到上一个位置继续尝试。
可以使用递归实现回溯算法。
5. 数独问题的解输出:在求解完数独问题后,需要输出数独棋盘的解。
可以通过遍历数独棋盘的方式,依次输出每个位置的数字。
在实现数独问题的高效算法时,可以考虑使用优化的数据结构和算法,以提高求解效率。
可以使用位运算来表示数字的合法性,减少时间和空间复杂度。
可以使用哈希表来记录已经填入的数字,以快速判断数字的合法性。
可以使用剪枝技术,减少无效的尝试,提高算法的效率。
除了基础的算法设计,还可以考虑一些优化技巧。
数独问题高效算法的设计与实现

数独问题高效算法的设计与实现一、引言数独是一种经典的逻辑游戏,它的规则简单易懂,但是解题难度却不低。
在实际应用中,数独问题也被广泛运用于密码学、人工智能等领域。
本文将介绍数独问题高效算法的设计与实现。
二、数独问题的基本原理数独游戏是在一个9*9的方格中填入数字1-9,使得每行、每列和每个小九宫格内都恰好包含1-9这些数字。
其中,已经填好的数字称为已知数,需要填写的数字称为未知数。
解题过程就是找到所有未知数的正确填法。
三、暴力搜索算法暴力搜索算法是一种朴素的解题方法,其思路是枚举所有未知数可能取到的值,并检查其是否符合规则。
具体步骤如下:(1)从左到右、从上到下遍历整个棋盘。
(2)对于每一个未知数,枚举其可能取到的值,并检查是否符合规则。
(3)如果符合规则,则继续往下遍历;如果不符合规则,则回溯到上一个未知数重新尝试。
暴力搜索算法虽然简单易懂,但是其时间复杂度非常高,难以处理大规模的数独问题。
因此,我们需要更高效的算法来解决这个问题。
四、DLX算法DLX(Dancing Links)算法是Donald E. Knuth在他的《The Art of Computer Programming》中提出的一种高效的精确覆盖算法。
它可以解决多种组合优化问题,包括数独问题。
DLX算法的基本思路是将问题转化为一个精确覆盖问题,并使用回溯和剪枝技术来求解。
具体步骤如下:(1)将数独问题转化为一个精确覆盖问题。
(2)使用Dancing Links数据结构来表示精确覆盖问题,并用回溯和剪枝技术来求解。
(3)对于每个未知数,在其可能取到的值中选择一个值进行填写,并更新DLX数据结构。
(4)如果当前填写符合规则,则继续往下搜索;如果不符合规则,则回溯到上一个未知数重新尝试。
DLX算法具有时间复杂度为O(9^(n^2)),空间复杂度为O(n^4)的优点,可以在较短时间内求解大规模数独问题。
五、SAT求解器SAT(Satisfiability)求解器是一种能够自动求解布尔逻辑问题的程序,其基本思路是将问题转化为一个布尔公式,并使用SAT算法来求解。
_数独_游戏的算法研究与实现

E- mail: xsjl@cccc.net.cn http://www.dnzs.net.cn
Tel:+86- 551- 5690963 5690964
“数独”游戏的算法研究与实现
李盘荣
( 无锡市广播电视大学, 江苏 无锡 214011)
摘要: “数独”游戏是一种在全球范围内流行的数字拼图游戏。该文通过数据结构分析, 提出了一种基于有序回溯的解决数独游戏的 算法并最终通过 C 语言编程实现了计算机解, 实例数据表明程序非常高效。 关键词: 数独; 数据结构; 算法; 回溯 中图分类号: TP312 文献标识码: A 文章编号: 1009- 3044(2008)26- 1715- 03
4 回溯求解“数独”
具体的实现步骤如下: 1) 按下标 sp 由小到大的顺序逐个获取空白位置; 2) 对空白位置 sp 试图填数, 填数的规律为从 1- 9 依次由小到大选择( 有序) ; 3) 若找到一个可以填入的数据, 将数据填入 sudoku[sp], 并将 sp 入栈 push; 否则转 5); 4) 获取下一个空白位置, 若有空白位置则转 2), 否则转 6); 5) 因为 check( sp)返回 1, 找不到合适数据填入该位置, 进行回溯, 即 pop 得到上一次填数的位置 sp, 重新对该位置试图填数, 且 为了递推的高效性, 此时可以仅从当前 sp 存放的数字大 1 开始试图填数,转(3); 6) 填数结束。 下面给出完整的回溯求解的函数: int workout (){sp=getNextBlank(- 1); do {sudoku[sp]++; if(sudoku[sp]>9) {sudoku[sp]= 0; sp= pop();} else {if(check(sp)==0) {push(sp); sp= getNextBlank(sp);}}} while(sp>=0 && sp<81);} 入 栈 、出 栈 函 数 分 别 为 : int push(int sp) {temp_sd[temp_sp++]= sp;} int pop() {if(temp_sp<0) return(- 1); else return(temp_sd[- - temp_sp]);}
数独游戏毕业论文

数独游戏毕业论文数独游戏毕业论文引言:数独游戏是一种经典的数字逻辑游戏,通过填充9x9的格子,使每一行、每一列和每一个3x3的九宫格中的数字都不重复。
这个简单的规则背后蕴含着复杂的数学原理和算法。
本篇论文将探讨数独游戏的起源、数学原理和算法优化,以及对玩家智力发展的影响。
第一部分:数独游戏的起源数独游戏起源于18世纪的瑞士,最初被称为“拉丁方块”。
直到20世纪70年代,数独游戏才在美国得到普及,并在日本迅速流行起来。
数独游戏在全球范围内受到广泛欢迎,成为一种独特的智力挑战。
第二部分:数独游戏的数学原理数独游戏的核心是在一个9x9的格子中填充数字,使得每一行、每一列和每一个3x3的九宫格中的数字都不重复。
这个看似简单的规则背后蕴含着一些重要的数学原理。
1. 排列组合:数独游戏中的数字填充需要满足不重复的条件,这涉及到排列组合的概念。
通过计算每个格子可填充数字的可能性,可以确定数独游戏的解。
2. 约束条件:数独游戏中的每个数字填充都受到行、列和九宫格的约束条件限制。
这些约束条件可以通过数学模型来描述,从而帮助解题过程。
第三部分:数独游戏的算法优化为了提高数独游戏的解题效率,研究者们提出了许多算法优化的方法。
以下是一些常用的算法:1. 回溯算法:回溯算法是最常用的解决数独游戏的方法之一。
它通过递归的方式尝试每个格子的可能数字,直到找到一个有效的解或者发现无解。
2. 剪枝算法:剪枝算法通过排除无效的数字选择,减少了解题的搜索空间。
它基于约束条件和已填充数字的信息,快速缩小可能性。
3. 启发式算法:启发式算法通过一系列启发式规则来指导解题过程。
例如,填充可能性最小的格子、优先选择约束条件最多的格子等。
第四部分:数独游戏对智力发展的影响数独游戏不仅仅是一种娱乐活动,它还对玩家的智力发展有积极的影响。
1. 逻辑思维:数独游戏需要玩家进行逻辑推理和分析,培养了玩家的逻辑思维能力。
2. 注意力和集中力:数独游戏需要玩家集中注意力,分析每个格子的可能性。
数独问题高效算法研究与实现

数独问题高效算法的研究与实现摘要:数独益智游戏(sudoku)是近年来全球流行的一种智力游戏。
本文通过分析数据结构、“非循环判断”预处理算法和回溯算法,深入探讨了数独问题的解决方案,并给出了该方案的实现算法,实验证明该算法是正确高效的。
关键词:数独;非循环判断;算法;回溯法中图分类号:tp302“数独”益智游戏(sudoku)是瑞士数学家欧拉发明的,目前在国内外非常流行。
游戏在9*9的单元表格中进行,单元表格不仅被分为9行、9列,也被分为3*3个九宫格。
单元表格中已存在若干数字,其余为空格。
游戏规则要求玩家在每个空格中填入1~9之间的数字,使每个数字在每行、每列、每个九宫格仅出现一次。
国内许多论文对数独游戏的教学意义做了深入讨论,但研究其求解算法的论文不多[1],用计算机进行快速求解的算法更少,参考文献[2]使用“有限递推”预处理提高了算法的执行速度,但其本身每次都要处理候选数字也耗时不少;参考文献[3]提出了效率较高的算法,但其冲突检测还可提高效率。
本文对“数独”游戏进行深入研究后用c语言设计出一种基于“非循环判断”预处理的回溯算法,然后用参考文献[2]中的三个实例及号称世界上迄今难度最大的数独游戏[4](芬兰数学家因卡拉花费3个月时间设计的)进行测试,实践证明该算法正确且高效。
1 数据结构与回溯法简介1.1 数据结构精心设计的数据结构可让算法更加高效[5]。
主要的数据结构是5个整型数组,其中2个一维数组,3个二维数组:(1)int aresult [81],该数组的用途是接收题目(空白处则初始值为0)以及保存最终结果(所有的9*9个数字按序存储在该数组中);(2)int aempty [81],该数组记载空白单元表格的序号和试填数字(前2位表示序号,第3位表示数字),这样既可减少搜索空间又方便下一次试填数字(原试填数字+1);(3)int arow [9][9],该数组标识某行某个数字是否存在,减少判断时间;(4)int acol[9][9],该数组标识某列某个数字是否存在,减少判断时间;(5)int anine [9][9],该数组标识某九宫格某个数字是否存在,减少判断时间。
数独游戏的难度等级分析及求解算法研究1——关于数独

数独游戏的难度等级分析及求解算法研究1——关于数独这是⾃⼰本科所写的毕业论⽂,今天整理电脑的时候,⽆意中找到这篇⽂章,当初集中精⼒2个⽉才完成这篇论⽂,再次读来,觉得写得过于肤浅,但毕竟是⾃⼰的⼼⾎,与其散落在学校的档案库和⾃⼰的硬盘中,倒不如拿来与园友分享。
为避免篇幅过长,⽂章分为3个章节发布。
本论⽂⾸先介绍数独的历史、特点、游戏规则以及数独终盘组合数的基本情况;然后,探讨数独游戏的难度等级的划分模型,通过统计数独书籍所定义的难度等级与空格个数,运⽤图表分析,推断数独游戏难度等级与空格数成正⽐关系的结论,提出空格⾃由度的概念来划分数独难度系数,建⽴计算空格⾃由度的模型。
以空格⾃由度和空格个数为衡量数独游戏难度等级的标准,建⽴划分数独难度等级的数学模型,并编写程序快速实现数独难度等级划分的过程;最后,研究程序语⾔求解数独的算法,分别使⽤递归法与回溯法的⽅式求解数独,并分析这两种算法各⾃的优势与不⾜。
1关于数独1.1数独的发展史数独(Sudoku)是⼀种数学智⼒拼图游戏。
数独源于⼀种特殊的拉丁⽅阵。
拉丁⽅阵的发明者是 18 世纪末的瑞⼠数学家欧拉,拉丁⽅阵是⼀种含有n种符号的⽅阵,其中每列或每⾏的n种符号都不可重复出现[1]。
20世纪70年代由美国⼀本字谜游戏杂志《Number Place》⾸先发表了数独的雏形,此时的数独开始发展为在9×9的格⼦中填⼊1-9的数字。
2004年数独第⼀次在英国《泰晤⼠报》正式亮相,引起了⼀场“数独”热,短短数⽉间,便蔓延⾄全球[2],时⾄今⽇,数独在⽇本最为盛⾏,并得到发扬光⼤。
1.2数独的游戏规则数独发展⾄今,玩法和形式更加多元化。
传统的数独是将⼀个⼤正⽅形划成3×3的九个九宫格,每个九宫格由3⾏3列共9个⼩⽅格构成,这样整个⼤正⽅形形成⼀个9×9的⽅格群。
数独的规则是数独的编写者事先在⼀些⽅格⾥填上些数字作为提⽰,利⽤事先提供的数字作为线索,在⼤正⽅形内填满1-9的数字,要求⼤正⽅形每⼀⾏、每⼀列及每个九宫格内均必须包括1到9的每⼀个数字,既不能遗漏也不能重复[3]。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
"数独"游戏的算法研究与实现
作者:李盘荣, LI Pan-tong
作者单位:无锡市广播电视大学,江苏,无锡,214011
刊名:
电脑知识与技术
英文刊名:COMPUTER KNOWLEDGE AND TECHNOLOGY
年,卷(期):2008,3(26)
引用次数:0次
1.今天,你数独了吗?(NO.19)[期刊论文]-快乐青春 2007(11)
2.严蔚敏.吴伟比数据结构 1993
3.谭浩强C程序设计 2005
4.刘晓宝数独游戏的解题算法[期刊论文]-电脑编程技巧与维护 2007(5)
1.学位论文谭志明基于图论的图像分割及其嵌入式应用研究2007
图像分割是一种底层的图像处理技术,它根据特定的特征将图像分离为连通的有意义区域,可以广泛应用在图像及视频的高级处理任务中。
图像分割技术经过几十年的发展,形成了众多的方法、繁杂的类别和海量的文献,但是与人眼视觉特征相一致的全局分割问题一直得不到解决。
在这些方法中,基于图论最小生成树的方法利用区域比较准则和最小生成树算法分割图像,具有获取全局特征的能力,计算速度快,是一种可以作为应用研究的分割方法之一。
本文的工作主要基于此算法。
为了提高此算法应用的可能性,我们需要更改算法及优化程序,提高其全局分割效果和计算速度。
本文在分析基于最小生成树分割算法概念、原理、数据结构和实现方式的基础上,发现其运算瓶颈为边的数目,也就是图中实际计算的节点数目。
因此本文利用图像局部特征相似的特性,使用N×N,N=1,2,3大小的自适应像素块映射为单个计算节点,大大降低了实际计算的节点和边的数目,从而降低了核心算法的计算复杂度。
为了适应块结构,本文更改了邻域系统,提出了基本连接和超连接的层次。
基本连接保证了相邻区域的邻近性,而超连接提供了区域之间的连续性。
这种两层的连接方式提高了算法获取全局特征的能力,获得了既不过分割也不欠分割的效果,接近图像对象的数目,减少了原算法分割区域的数目。
另外,为了分析基于最小生成树算法的结构,本文将其分为三个阶段:前处理、核心算法和后处理。
原算法大部分的计算负担集中在核心算法上,算法结构极不均衡。
因此,本文在保证三个阶段接口不变的基础上,将构造图的过程从核心算法阶段转移到前处理阶段,均衡了计算量,增加了算法并行处理的能力。
图像进行分层分析和表达由来已久,具有在不同分辨率下表现图像内容的优势。
金字塔图像分割方法是一种分层的分析方法,其突出优点是可以累积局部特征,从而表现全局特征。
金宁塔分为规则金宁塔和非规则金字塔,后者可以克服前者的刚性特点,与图像内容相适应,成为金字塔图像分割算法的主要实现形式。
人们提出了不同的非规则金字塔数据结构和缩减方法,但足大多数比较复杂。
本文利用基于最小生成树分割算法计算速度快、结构简单、有效进行区域比较的优势,将其作为缩减核应用到非规则金字塔结构中,形成一种快速有效的块嵌入非规则金字塔分割算法。
为了将金字塔高度控制在合理范围内,提高缩减因子,本文在第零层使用块结构加快其收敛速度,并提出了一种快速的邻近区域搜索方法以有效地构造高一层的边。
试验结果表明,新的算法具有良好的分割效果和计算速度。
块嵌入非规则金字塔分割算法使用区域的特征平均值代替父节点的特征值,降低了噪声对算法的影响,从而无需额外的去噪方法,消除了原算法的高斯滤波参数。
本文使用权重的最大最小差值代替原算法抑制小区域的参数,可以在每层上自动适应图像的特征。
另外,在构造块结构的过程中,本文使用图像的标准差作为比较准则,从而无需输入块构造参数。
金字塔累积局部特征的本质可以去除合并小区域的步骤,从而消除了最小区域参数。
本文的这些工作使块嵌入非规则金字塔分割算法成为一个参数独立的自动分割算法,有利于实际应用。
良好的分割效果与快速计算速度使分割算法进行实时应用成为可能。
本文在高清数字电视解码器片上系统平台软硬件工作的基础上,分析了基于MIPS处理器的嵌入式平台在时间和空间上的运算资源优化,尝试将基于最小生成树的图像分割算法进行嵌入式移植。
在回顾算法改进的基础上,本文对程序代码进行运行时间和空间上的优化,包括运行时间剖析、缓存优化、调用关系优化和动态内存分析等
,以软件IP的形式移植到基于MIPS开发平台Malta板上。
分割程序建立在一个嵌入式软件系统上,包括启动程序、Linux操作系统、API和库等,以主机控制目标板的方式运行,通过网络远程读写图像文件。
2.期刊论文雷蕾.沈富可.LEI Lei.SHEN Fu-ke关于数独问题的算法的设计与实现-电脑知识与技术(学术交流)2007,1(2)
数独问题(Sudoku)是十八世纪瑞士数学家欧拉提出的、近年来风靡全球的一种智力游戏.本文通过分析数据结构、函数、以及"有限递推"预处理算法和回溯算法,深入探讨了数独问题的解决方案,并给出了该方案的具体实现.
3.学位论文马晓磊OMR技术在选举工作中的应用研究1999
该文试图通过对"计算机选举系统"硬件及软件设计的论述,研究OMR技术在选举工作中的应用,旨在讨论利用OMR技术开发应用系统的一般途径和方法,开拓OMR技术更广的应用范围.围绕系统的核心OMR,该论文分析了自动识别统计选票的原理和过程,阐述了外围支持环境,包括硬件电路设计、机械传动机构设计、选票的标准化设计和软件的编制及规范化等基础理论研究工作的思路及过程,建立了系统系结构的整体概念.作者首次制订了选票的详细设计规则,确定了网络数据的传输机制,分析确定了文件数据结构,首次提了并定义了选举和选票格式的若干参数,独立编制了监控程序、数据处理程序、调试工具程序等软件,规范和整理了控制、通讯等程序、数据处理程序、调试工具程序等软件,规范和整理了控制、通讯等程序.对软件的各顶主要功能做了详细介绍.在编码过程中,采用了扩展小字库.对软件的各顶主要功能做了详细介绍.在编码过程中,采用了扩展小字库、汇编嵌套等等多种技术技巧.该论文还从数据采集的角度,讨论了光电管在动态条件下,对边框的测量宽度和频率问题,针对在宽度和频率受限的情况下,如何减少随机误差产生的可能性,介绍了"跟踪判断"技术的原理.最后,论文提出了系统今后需要继续研究和解决的几个问题.
本文链接:/Periodical_dnzsyjs-itrzyksb200826042.aspx
下载时间:2010年5月4日。