数独游戏-C语言实现

目标

写一个数独游戏，有以下功能：

1：能随机产生题目并给出答案。

2：求解输入的题目并输出答案。

实现说明

参照百度百科等资料可以知道求解数独的主要算法是：1.通过行、列和宫格确定可填数字。2.所有可行数字逐一填入得到结果。本程序求解数独部分也采用这样的算法。而生成题目的算法是：

1. 随机产生一个长度为9的一维数组，元素是随机产生的1到9的不同数字。

比如为root = [1, 4, 3, 5, 6 ,7, 8 ,9, 2].

1. 先获得一个填满的九宫格accord。
2. 假如九宫格accord的第一行为[6, 4, 5, 7, 3, 9, 8, 1, 2], 则可获得的九宫格squa的第一行第一列元素这样产生：看accord对应元素为6，则看root中6后一位的数为7，则所求数字为7。以此类推。
3. 根据难度随机去除一定数量的空格则得到了随机产生的数独题目。

下面介绍本程序的主要难点和创新点：

1. 解数独的递归法。首先要定义一个检查函数judge用于判断某个数字在某个位置是否合适，进而根据找到的递归头即至最后一个位置后，分是否为0两种情况，否则，继续递归。

2. 随机产生1到9之间的数。由于编译器自带函数rand会出现元素不变的确点，所以使用系统时间为种子，并引入全局变量index，使得时间差加大，避免固定不变。

3. 定义各种函数简化程序。本程序定义了fprintf用于打印九宫格，定义reRank来获取元素在数组中位置等，简化了程序。

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结果

下面是分别选择1(产生题目)和2(计算数独)后的结果图：

代码:

语言: C

//期末实验报告-简单的数独计算器
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h> 
long index = 0;    //全局变量index是保证每次产生的随机元素随机性
void main()
{void solve(int squa[9][9], int num); void fprintf(int squa[9][9]);int reRank(int root[9], int numb);int myRand(int range);int squa[9][9], accord[9][9]={   //定义用于生成数独的参照数组{6, 4, 5, 7, 3, 9, 8, 1, 2},{2, 1, 8, 6, 4, 5, 9, 7, 3},{7, 3, 9, 2, 8, 1, 6, 4, 5},{5, 9, 6, 3, 7, 4, 2, 8, 1},{4, 8, 7, 5, 1, 2, 3, 6, 9},{3, 2, 1, 8, 9, 6, 7, 5, 4},{9, 5, 3, 4, 6, 7, 1, 2, 8},{8, 7, 2, 1, 5, 3, 4, 9, 6},{1, 6, 4, 9, 2, 8, 5, 3, 7}};int root[9], answ[9][9]; //定义用于生成数组的一维数组和临时数组int i, j, k, p = 0;int row;int choose, rtemp, diff; //分别定义选择变量，难度char result;printf("———请选择*1*生成一个数独——*2*计算一个数独———\n");scanf("%d", &choose);
//**************选择1生成一个填好的数独****************************//根据生成数独题目算法先存入一个数独if(1 == choose){ //产生范围为1-9的一维数组rootfor(i = 0; i < 9; i++){root[i] = myRand(9);}for(i = 0; i < 9; i++){for(j = 0; j < i; j++){if(root[i]==root[j]) //使root中元素各不相同root[i] = myRand(9);}}//随机产生完整九宫格for(i=0;i<9;i++){for(j=0;j<9;j++){row = reRank(root,accord[i][j]);squa[i][j] = root[(row+1)%9];}}for (i = 0; i < 9; i++){for (j = 0; j < 9; j++){answ[i][j] = squa[i][j];}}//根据不同难度需求处理数组printf("————请选择难度等级:1(低级)--2(中级)--3(高级)————\n");scanf("%d", &diff);if(diff==1)               //难度为低级时有30个空格{for(k=0; k<20;)//; k++){i = myRand(9)-1;j = myRand(9)-1;if(squa[i][j] != 0){squa[i][j] = 0;k++;}        }}else if(diff==2)          //难度为中级时有50个空格{  for(k=0; k<30;){i = myRand(9)-1;j = myRand(9)-1;if(squa[i][j] != 0){squa[i][j] = 0;k++;}        }}else if(diff==3)            //难度为中级时有70个空格{for(k=0; k<60;){i = myRand(9)-1;j = myRand(9)-1;if(squa[i][j] != 0){squa[i][j] = 0;k++;}        }}printf("************题目如下(0表示空格)****************\n");fprintf(squa);printf("——————Enter键显示答案——————");fflush(stdin);           //除去缓存影响scanf("%c", &result);if(result == 10)fprintf(answ);}
//**************选择2输入并计算一个数独**************************** else{//*******输入题目***********************************printf("*********请输入题目(空缺以0代替)**********");printf("\n******||1*2*3*4*5*6*7*8*9\n");for (i = 0; i < 9; i++){printf("******%d:", i + 1);for (j = 0; j < 9; j++){scanf("%d", &squa[i][j]);}}solve(squa, 0);    //调用函数计算结果}
}//定义函数可以产生随机产生1-9的数
int myRand(int range) 
{srand((unsigned)time( NULL ) + index);index++;return rand()%range + 1;     
}//定义函数可以在root中根据元素找位置
int reRank(int root[9], int numb)
{    int i; for(i = 0; i < 9; i++){if(root[i] == numb)return i;}
}//解决的第一步：判断空缺处可填数字的judge函数
int judge(int squa[9][9], int m, int n, int posb)
{int num, gridi, gridj;              int gi = m / 3 * 3, gj = n / 3 * 3;   //计算元素的宫格位置for (num = 0; num < 9; num++)         //根据行元素判断{if (squa[m][num] == posb)return 0;}for (num = 0; num < 9; num++)          //根据列元素判断{if (squa[num][n] == posb)return 0;}//根据宫格元素判断for (gridi = gi; gridi < gi + 3; gridi++){for (gridj = gj; gridj < gj + 3; gridj++){if (squa[gridi][gridj] == posb)return 0;}}return 1;
}//定义递归函数solve求得一种结果
void solve(int squa[9][9], int num)
{   void fprintf(int squa[9][9]);int posb;int i, j, value;int magic[9][9];//定义临时数组int sm,sn;sm=num/9;      //计算元素行数sn=num%9;      //计算元素列数//将squa中元素赋给magicfor (i = 0; i < 9; i++){for (j = 0; j < 9; j++){magic[i][j] = squa[i][j];}}//判断位置处元素非0if (magic[sm][sn] != 0)  {if (sm == 8 && sn == 8) //递归头{printf("————————参考结果————————\n");fprintf(magic);}else{solve(magic, num+1);}}else //判断位置处元素为0{for (posb = 1; posb <= 9; posb++){   //根据判断函数返回值决定是否赋值value = judge(magic, sm, sn, posb);if (value){magic[sm][sn] = posb;if (sm == 8 && sn == 8) //递归头{printf("————————参考结果————————\n");fprintf(magic);    }else{solve(magic, num+1);}magic[sm][sn] = 0;}}}}//打印数组结果函数fprintf的定义
void fprintf(int squa[9][9])
{ int i,j;for (i = 0; i < 9; i++){for (j = 0; j < 9; j++){   printf("%d ", squa[i][j]);if ((j == 2) || (j == 5)) //换列时加空格printf(" ");}printf("\n");if ((i == 2) || (i == 5))     //换行时加换行符{printf("\n");}}            
}