Java实现解出世界最难九宫格问题

芬兰数学家因卡拉花费3个月设计出了世界上迄今难度最大的数独游戏,而且它只有一个答案。因卡拉说只有思考能力最快、头脑最聪明的人才能破解这个游戏。

今日,一则腾讯的新闻称中国老头三天破解世界最难九宫格,虽然最后老人是改了一个数字,但是引起本人一时兴趣,想通过计算机程序求解该问题,于是在宿舍呆了一下午,终于成功求解,程序源码如下。


package numberGame;

public class Point {     private int col;// 行号     private int row;// 列号     private boolean flag;// 真为未设置。     private int value;     // 构造点     public Point(int col, int row, boolean flag, int value) {         super();         this.col = col;         this.row = row;         this.flag = flag;         this.value = value;     }

    public void changeFlag() {         flag = !flag;     }

    public boolean getFlag() {         return flag;     }

    public int getValue() {         return value;     }

    public void setValue(int value) {         this.value = value;     }

    public boolean canHere(Point[][] pArr) {         boolean cb = canCol(pArr);         boolean cr = canRow(pArr);         boolean cminiArr = canMiniArr(pArr);         return cb && cr && cminiArr;     }     //判断在小3*3格子里是否有相同元素     private boolean canMiniArr(Point[][] pArr) {         int coltemp = this.col % 3;         int rowtemp = this.row % 3;

        for (int i = this.col - coltemp; i < col + (3 - coltemp); i++) {             for (int j = this.row - rowtemp; j < row + (3 - rowtemp); j++) {                 if(i == this.col && j == this.row){                     continue;                 }else{                                   if(this.value == pArr[i][j].getValue()){                         return false;                     }                                }             }         }         return true;     }

    // 判断列上是否有相同元素     private boolean canRow(Point[][] pArr) {         for (int i = 0; i < 9; i++) {             if (i == this.col) {                 continue;             } else {                 if (this.value == pArr[i][this.row].value) {// 行变,列不变                     return false;                 }             }         }         return true;     }

    // 判断行上是否有相同元素     private boolean canCol(Point[][] pArr) {         for (int i = 0; i < 9; i++) {             if (i == this.row) {                 continue;             } else {                 if (this.value == pArr[this.col][i].value) {// 列边,行不变                     return false;                 }             }         }         return true;     } }

—–主程序


package numberGame;

import java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; import java.io.InputStreamReader; import java.util.ArrayList;

public class Number99 {

    public static void main(String[] args) throws IOException{         Point[][] numMat = new Point[9][9];         ArrayList<Point> al = new ArrayList<Point>();

        initNumMat(numMat,al);

        setNum(numMat,al);         printMat(numMat);     }

    private static void setNum(Point[][] numMat,ArrayList<Point> al) {         int i = 0;         int j = 0;         do{             if (numMat[i][j].getFlag()) {                 for (int v = numMat[i][j].getValue()+1; v <= 9; v++) {//给回退到的位置的值加一。                     numMat[i][j].setValue(v);                     if (numMat[i][j].canHere(numMat)) {//满足条件,不冲突。                         numMat[i][j].changeFlag();//改变标记为假。表示已设置过。                         break;                     }else{//满足不条件,冲突。value值自加一次                     }   

                    while(v == 9){//如果1-9都不能满足要求,则先将本位重置为0,并回退一格,给回退到的位置的值加一(当回退位置的值不为9时,并且保证回退到的位置不是九宫格原本的点)。                         numMat[i][j].setValue(0);                         j--;                         if(j==-1){                             i--;j=8;                         }                         while(al.contains(numMat[i][j])){//如果回退到的位置为九宫格本来的点时,继续回退,直到不是本身的点时跳出while。                             j--;                             if(j==-1){                                 i--;j=8;                             }                         }                         numMat[i][j].changeFlag();//将标记                         v = numMat[i][j].getValue();                     }                 }                        }             j++;             if(j==9){                 j=0;i++;//此处i++ 可能使i自加为9,故下面需要i!=9判断             }             if(i!=9){                            while(al.contains(numMat[i][j])){                     j++;                     if(j==9){                         j=0;i++;                     }                 }             }         }while(i!=9);

    }

    public static void initNumMat(Point[][] numMat,ArrayList<Point> al) throws IOException {         for (int i = 0; i < numMat.length; i++) {             for (int j = 0; j < numMat[i].length; j++) {                 numMat[i][j] = new Point(i, j, true, 0);             }         }         initNumMat2(numMat, al);

    }

    public static void initNumMat2(Point[][] numMat, ArrayList<Point> al) throws IOException {         BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));         String[] p = new String[3];         String line=null;         System.out.println("请按格式输入点信息(i行号, j列号 v值),输入结束输入over: i j v ");

        while((line = br.readLine())!=null){             if(line.equals("over"))                 break;             p = line.trim().split(" +");             numMat[Integer.parseInt(p[0])][Integer.parseInt(p[1])].setValue(Integer.parseInt(p[2]));             numMat[Integer.parseInt(p[0])][Integer.parseInt(p[1])].changeFlag();             al.add(numMat[Integer.parseInt(p[0])][Integer.parseInt(p[1])]);         }     }

    public static void printMat(Point[][] numMat) {         System.out.println("--------┬---------┬---------┐");

        for (int i = 0; i < numMat.length; i++) {             for (int j = 0; j < numMat[i].length; j++) {                 if ((j + 1) % 3 == 0)                     System.out.print(numMat[i][j].getValue() + " | ");                 else                     System.out.print(numMat[i][j].getValue() + "  ");             }             if ((i + 1) % 3 == 0)                 System.out.println("\r\n--------┼---------┼---------┤");             else                 System.out.println();         }     }

}

——-运行程序

请按格式输入点信息(i行号, j列号 v值),输入结束输入over: i j v
0 0 8
1 2 3
1 3 6
2 1 7
2 4 9
2 6 2
3 1 5
3 5 7
4 4 4
4 5 5
4 6 7
5 3 1
5 7 3
6 2 1
6 7 6
6 8 8
7 2 8
7 3 5
7 7 1
8 1 9
8 6 4
over
——–┬———┬———┐
8  1  2 | 7  5  3 | 6  4  9 |
9  4  3 | 6  8  2 | 1  7  5 |
6  7  5 | 4  9  1 | 2  8  3 |
——–┼———┼———┤
1  5  4 | 2  3  7 | 8  9  6 |
3  6  9 | 8  4  5 | 7  2  1 |
2  8  7 | 1  6  9 | 5  3  4 |
——–┼———┼———┤
5  2  1 | 9  7  4 | 3  6  8 |
4  3  8 | 5  2  6 | 9  1  7 |
7  9  6 | 3  1  8 | 4  5  2 |
——–┼———┼———┤