数据结构大型作业实验报告.doc

数据结构大型作业实验报告书 设计题目：“数独”游戏设计与求解 题目说明 数独的游戏规则： 在9×9的大九宫格内，已给定若干数字，其他宫位留白，玩 家需要自己按照逻辑推敲出剩下的空格里是什么数字。 2、必须满足的条件：每一行与每一列都有1到9的数字，每个小 九宫格里也有1到9的数字，并且一个数字在每行、每列及每 个小九宫格里只能出现一次，既不能重复也不能少。 3、每个数独游戏都可根据给定的数字为线索，推算解答出来。 按照数独的游戏规则，用计算机实现已知数独的求解和数独题目的出题。 数据结构说明 数据结构一维数组、二维数组以及类似于“栈”的数据结构。 主要操作有：进栈，出栈，栈顶元素的操作等等 抽象数据类型(Abstract Data Type 简称ADT) 五个全局变量数组，其中两个二维数组，三个一维数组。 int a[10][10] 接受输入数据，空白处则初始化为0。之所以把数组范围设计为10*10，是为了程序的可读性。符合人的习惯思维。 int sd[82] 在实现“回溯”算法的时候，因为要用到栈的数据结构，所以把a[10][10]二维数组中的数据转换储存进sd[82]一维数组。方便处理题目以及保存最后结果。 int fix[82] 对应于sd[82]，记录哪些位置已经确定。确定则fix值为1，未确定为0。 int possible[82][10] 第一维对应着sd[82]中的每一个，第二维的下标为每个位置的可能值。有可能则为第二维的下标，不可能则为-1。 int stack[82] 类似于“栈”数据结构的数组，实现“回溯”算法的关键所在。回溯之前，把所有fix值为0的数据存如stack数组中，即进栈。回溯中逐渐确定这些位置的数值，无法确定者（即1--9都不适合的）则应回退到前一位置，修改其fix值，以此类推。直至stack中所有的值都确定下来（即题目完成），或者回退到了最初点的前一位置（说明题目有误）。 算法设计 程序可以考虑人工智能的算法。所谓人工智能的算法，应当是算法设计者对该游戏的特性有较为深入的了解，依据其内在联系设计出的和人类思维相似的解决算法。但这似乎太过复杂，所以这里决定采用“回溯”的方法解决数独问题。 基本框架如下： “回溯法计算数独从界面读取数据到a[10][10]预处理，算出所有fix和possible值 “回溯法计算数独 从界面读取数据到a[10][10] 预处理，算出所有fix和possible值 将a[10][10]中数据转存入sd[82] 五．数独程序代码： #includestdio.h //标准输入输出头文件 #includeconio.h //包含getch()的头文件 #includestdlib.h //包含rand()的头文件 #includeassert.h //包含assert()的头文件 #includetime.h //包含srand()的头文件 //五个全局变量数组 int a[10][10];//用来接收输入数据的数组 int sd[82];//处理题目以及保存最终结果 int fix[82];//记录哪些位置是确定的，确定为1，否则为0 int possible[82][10];//记录所有未确定数字的可能性 int stack[82];//用来放置填入的数的栈 void clssd()//初始化函数，所有位置设为0 { int i,j,k; for(i=0;i9;i++) for(j=0;j9;j++) a[i][j]=0; for(k=1;k=81;k++) sd[k]=0; } int line(int line,int value)//检验行 { int i; for(i=1;i=9;i++) { if(a[line][i]==value) return 0; } return 1; } int row(int row,int value)//检验列 { int i; for(i=1;i=9;i++) { if(a[i][row]==value) return 0; } return 1; } int square(int line,int row,int value)//检验3*3的九宫 { int L,R,i,j; L=(line%3!=0)+line/3;//L表示所在九宫的行数 R=(row%3!=0)+row/3;//R表示所在九宫的列数 for(i=(L-1)*3+1;i=L*3;i++) { for(j=(R-1)*3+1;j=R*3;j++) if(a[i][j]==value) return 0; } return 1; } //四个转换函数 int