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  • 拉丁方块填数

    “数独”是当下炙手可热的智力游戏。一般认为它的起源是“拉丁方块”,是大数学家欧拉于1783年发明的。

        如图[1.jpg]所示:6x6的小格被分为6个部分(图中用不同的颜色区分),每个部分含有6个小格(以下也称为分组)。
       
        开始的时候,某些小格中已经填写了字母(ABCDEF之一)。需要在所有剩下的小格中补填字母。

        全部填好后,必须满足如下约束:

        1. 所填字母只允许是A,B,C,D,E,F 中的某一个。

        2. 每行的6个小格中,所填写的字母不能重复。

        3. 每列的6个小格中,所填写的字母不能重复。

        4. 每个分组(参见图中不同颜色表示)包含的6个小格中,所填写的字母不能重复。

        为了表示上的方便,我们用下面的6阶方阵来表示图[1.jpg]对应的分组情况(组号为0~5):
    000011
    022013
    221113
    243333
    244455
    445555
     
        用下面的数据表示其已有字母的填写情况:
    02C
    03B
    05A
    20D
    35E
    53F

        很明显,第一列表示行号,第二列表示列号,第三列表示填写的字母。行号、列号都从0开始计算。

        一种可行的填写方案(此题刚好答案唯一)为:

    E F C B D A
    A C E D F B
    D A B E C F
    F B D C A E
    B D F A E C
    C E A F B D

        你的任务是:编写程序,对一般的拉丁方块问题求解,如果多解,要求找到所有解。

    【输入、输出格式要求】

        用户首先输入6行数据,表示拉丁方块的分组情况。

        接着用户输入一个整数n (n<36), 表示接下来的数据行数

        接着输入n行数据,每行表示一个预先填写的字母。

        程序则输出所有可能的解(各个解间的顺序不重要)。

        每个解占用7行。

        即,先输出一个整数,表示该解的序号(从1开始),接着输出一个6x6的字母方阵,表示该解。

        解的字母之间用空格分开。

        如果找不到任何满足条件的解,则输出“无解”

        例如:用户输入:
    000011
    022013
    221113
    243333
    244455
    445555
    6
    02C
    03B
    05A
    20D
    35E
    53F

        则程序输出:
    1
    E F C B D A
    A C E D F B
    D A B E C F
    F B D C A E
    B D F A E C
    C E A F B D

       再如,用户输入:
    001111
    002113
    022243
    022443
    544433
    555553
    7
    04B
    05A
    13D
    14C
    24E
    50C
    51A
        则程序输出:
    1
    D C E F B A
    E F A D C B
    A B F C E D
    B E D A F C
    F D C B A E
    C A B E D F
    2
    D C E F B A
    E F A D C B
    A D F B E C
    B E C A F D
    F B D C A E
    C A B E D F
    3
    D C F E B A
    A E B D C F
    F D A C E B
    B F E A D C
    E B C F A D
    C A D B F E
    4
    D C F E B A
    B E A D C F
    A D C F E B
    F B E A D C
    E F B C A D
    C A D B F E
    5
    D C F E B A
    E F A D C B
    A B C F E D
    B E D A F C
    F D B C A E
    C A E B D F
    6
    D C F E B A
    E F A D C B
    A B D F E C
    B E C A F D
    F D B C A E
    C A E B D F
    7
    D C F E B A
    E F A D C B
    A D B F E C
    B E C A F D
    F B D C A E
    C A E B D F
    8
    D C F E B A
    F E A D C B
    A D B C E F
    B F E A D C
    E B C F A D
    C A D B F E
    9
    D C F E B A
    F E A D C B
    A F C B E D
    B D E A F C
    E B D C A F
    C A B F D E

      1 #include<cstdio>
      2  #include<iostream>
      3  using namespace std;
      4  
      5  int last = 36 ;   // 表示还剩余几个空没填 
      6  char a[6][6]={0};//存储结果,0表示结果矩阵中 当前位置还未填
      7  int hor[6]={0},ver[6]={0};//统计行,列中元素个数
      8  bool cla[6][6]={0}; // clag[i][j] 表示分组为 i 的组中 'A'+j 是否使用过  
      9  char group[6][7];
     10  
     11  int seq = 0 ;  //记录结果编号 
     12  
     13  void outPut()
     14  {
     15      seq++;
     16      printf("%d\n",seq);
     17      for(int i=0;i<6;i++)
     18      {
     19          for(int j=0; j<5; j++)
     20          {
     21              printf("%c ",a[i][j]);
     22          }
     23          printf("%c\n",a[i][5]);
     24      }
     25  }
     26  
     27  void searcher()
     28  {
     29      int i,j,k,max,x,y;
     30  
     31      bool f[6]={0};
     32  
     33      if(last==0)
     34      {
     35          outPut();
     36          return;
     37      }
     38      last--;
     39  
     40      //寻找最佳位置---即当前没有填数的坐标所在行和所在列填数之和最多的位置 
     41      max = -1 ;
     42      for(i=0;i<6;i++)
     43      {
     44          if(hor[i]==6)  // 当前行已经填满 
     45              continue;
     46          for(j=0;j<6;j++)
     47              if( a[i][j]==0 && (hor[i]+ver[j])>max )  //每次找当前坐标所在行和所在列填数之和最多的 先填 
     48              {
     49                  max = hor[i]+ver[j];
     50                  x = i;
     51                  y = j;
     52              }
     53      }
     54  
     55      //寻找所有可以填在最佳位置 (x, y) 的允许值    
     56      for(k=0;k<6;k++)
     57      {
     58          if(a[x][k])
     59              f[a[x][k]-'A'] = true ;
     60          if(a[k][y])
     61              f[a[k][y]-'A'] = true ;
     62          if(cla[group[x][y]-'0'][k])
     63              f[k] = true ;
     64      }
     65  
     66      hor[x]++;
     67      ver[y]++;
     68      for(k=0;k<6;k++)
     69          if(f[k]==false)
     70          {
     71              a[x][y] = 'A'+k;
     72              cla[group[x][y]-'0'][k] = true ;
     73              searcher();
     74              cla[group[x][y]-'0'][k] = false ;  // 回溯 
     75          }
     76          
     77      // 回溯
     78      hor[x]--;    
     79      ver[y]--;
     80      a[x][y] = 0 ;
     81      last++;
     82  }
     83  
     84  int main(){
     85      char c;
     86      int n,i,j;
     87      for(i=0;i<6;i++)
     88          scanf("%s",group[i]);
     89      scanf("%d",&n);
     90      c = getchar();
     91      for( ; n ;n--){
     92          i = getchar() - '0' ;
     93          j = getchar() - '0' ;
     94          c = getchar();
     95          a[i][j] = c ;
     96          last--;
     97          hor[i]++;
     98          ver[j]++;
     99          cla[group[i][j]-'0'][c-'A'] = true ;
    100          getchar();
    101      }
    102      searcher();
    103      system("pause"); 
    104      return 0;
    105  }
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