用回溯法解决4x4的数独谜题。数独谜题是一个4x4的网格,需要用数字1-4填充,使得每行、每列和每个2×2的子网格都包含1-4的数字且不重复。写出详细的计算步骤。用c++实现
时间: 2024-10-14 13:18:23 浏览: 3
回溯法是一种用于解决组合优化问题的搜索算法,对于数独这样的九宫格谜题非常适合,因为我们需要尝试所有可能的数字填充,直到找到一个合法的解决方案。以下是使用回溯法解决4x4数独的具体步骤及C++代码实现(简化版):
**步骤1**: 初始化数独网格
```cpp
std::vector<std::vector<int>> grid = {
{0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 0}
};
```
**步骤2**: 定义函数用于验证当前位置是否填入数字合法
```cpp
bool isValid(int row, int col, int num) {
// 检查行、列
for (int i = 0; i < 4; ++i) {
if (grid[row][i] == num || grid[i][col] == num)
return false;
}
// 检查2x2子网格
int subRow = row / 2 * 2;
int subCol = col / 2 * 2;
for (int i = subRow; i < subRow + 2; ++i)
for (int j = subCol; j < subCol + 2; ++j)
if (grid[i][j] == num)
return false;
return true;
}
```
**步骤3**: 回溯函数(核心)
```cpp
void solveSudoku(int row, int col) {
if (row == 4) { // 行数到达最后一行,已经完成
// 输出结果
for (auto& row : grid)
for (int num : row)
std::cout << num << ' ';
std::cout << "\n";
return;
}
if (col == 4) { // 到达新的一行
solveSudoku(row + 1, 0); // 继续处理下一行
return;
}
// 尝试将1-4中的每一个数填入当前位置
for (int num = 1; num <= 4; ++num) {
if (isValid(row, col, num)) {
grid[row][col] = num; // 填充数字
solveSudoku(row, col + 1); // 进一步处理下一个单元格
// 若无法解决,撤销填充值并继续下一个数
if (!solveSudoku(row, col))
grid[row][col] = 0; // 撤销填充值
}
}
}
```
**步骤4**: 开始求解
```cpp
int main() {
solveSudoku(0, 0); // 从左上角开始
return 0;
}
```
这只是一个基本的4x4数独回溯法示例,对于完整的8x8数独,你需要调整上述代码,尤其是`isValid`函数的子网格检查部分,以及回溯时的行和列索引计算。
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