用Java随机生成一个八数码问题分布，设计一个可解的目标状态（要求棋盘9个位置都不同）。 分别用广度优先搜索策略、深度优先搜索策略求解八数码问题

在Java中，我们可以创建一个八数码（数独）游戏的问题表示为一个二维数组，每个元素代表一个数字（从1到9），并且保证每一行、每一列以及每一个小宫格内都不重复。目标状态就是所有位置上都有唯一的数字，且满足数独的规则。

首先，我们可以定义一个简单的类`SudokuCell`来表示数独的一个单元格：

public class SudokuCell {
    private int value;
    // getters and setters...
}

然后，我们需要构建一个`SudokuBoard`类来存储整个棋盘，并包含方法来生成初始问题（谜题）和目标状态：

import java.util.Random;

public class SudokuBoard {
    private static final int SIZE = 9;
    private SudokuCell[][] board;

    public SudokuBoard generatePuzzle() {
        Random random = new Random();
        for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
            for (int j = 0; j < SIZE; j++) {
                while (true) {
                    int num = random.nextInt(SIZE + 1);
                    if (!isValidPosition(i, j, num)) {
                        continue;
                    }
                    board[i][j] = new SudokuCell(num);
                    break;
                }
            }
        }
        return this;
    }

    public SudokuBoard generateGoalState() {
        // ... 实现一个递归或穷举的方法生成满足条件的目标状态
        // 这部分需要确保每行、每列、每个宫格都是独一无二的数字
    }

    // helper method to check if a number is valid at a given position
    private boolean isValidPosition(int row, int col, int num) {
        // 检查行、列和宫格是否已包含该数字
    }
}

接下来，为了求解数独问题，可以分别使用广度优先搜索（BFS）和深度优先搜索（DFS）。这里仅提供核心算法的框架，因为完整的实现会涉及到回溯和剪枝等技巧：

**广度优先搜索（BFS）**

public SudokuBoard solveWithBFS(SudokuBoard puzzle) {
    // 创建队列，将起始状态入队
    Queue<SudokuBoard> queue = new LinkedList<>();
    queue.add(puzzle);

    while (!queue.isEmpty()) {
        SudokuBoard current = queue.poll();
        // 如果找到目标状态则返回
        if (current.isGoalState()) {
            return current;
        }

        // 对当前棋盘的每一个空格尝试填入合法数字
        for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
            for (int j = 0; j < SIZE; j++) {
                if (current.board[i][j].getValue() == 0) {
                    // 遍历剩余可能的数字
                    for (int num = 1; num <= 9; num++) {
                        if (isValidMove(current, i, j, num)) {
                            // 更新棋盘并入队
                            SudokuBoard next = current.copyWithUpdatedValue(i, j, num);
                            queue.add(next);
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }
    // 没有解决方案返回null
    return null;
}

private boolean isValidMove(SudokuBoard current, int row, int col, int num) {
    // 检查新填入数字是否冲突
}

**深度优先搜索（DFS）**

public SudokuBoard solveWithDFS(SudokuBoard puzzle) {
    // 深度优先搜索实现类似，只是将队列替换为栈
    Stack<SudokuBoard> stack = new Stack<>();
    stack.push(puzzle);

    while (!stack.isEmpty()) {
        SudokuBoard current = stack.pop();
        // ... 同样的处理逻辑，直到找到目标状态
    }
    // ... 返回结果或处理无解情况
}