用java 编程实现一个3×3的九宫格,将1至9的数字填入方格,使矩阵中心的元素为5,且每行每列及每个对角线的值相加都相同。
时间: 2024-06-11 11:04:43 浏览: 116
可以使用回溯算法来解决这个问题。回溯算法的基本思想是递归地尝试每一个可能的解,在每一步进行选择,并在发现选择无效时进行回退。
以下是用Java实现的代码示例:
```java
public class MagicSquare {
private static int[][] grid = new int[3][3];
private static boolean[] used = new boolean[10];
private static int magicNum;
public static void main(String[] args) {
magicNum = 15; // 每行每列及对角线的和
if (solve(0, 0)) {
for (int i = 0; i < 3; i++) {
for (int j = 0; j < 3; j++) {
System.out.print(grid[i][j] + " ");
}
System.out.println();
}
} else {
System.out.println("No solution found.");
}
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使用java编程实现一个3×3的九宫格,将1至9的数字填入方格,使矩阵中心的元素为5,且每行每列及每个对角线的值相加都相同。
在Java中实现一个满足条件的3x3九宫格,可以采用数组或者二维列表来存储数字,并通过循环和条件判断来填充数字。以下是使用二维整数数组的一种解决方案:
```java
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class SudokuGrid {
private int[][] grid = new int[3][3];
public void fillSudoku() {
// 中心位置设为5
set(1, 1, 5);
// 遍历所有单元格,已知中心点,其他8个单元格按照对称原则填充
for (int i = 0; i < 3; i++) {
for (int j = 0; j < 3; j++) {
if (i != 1 || j != 1) { // 中心以外的单元格
List<Integer> remainingNumbers = generateRemainingNumbers(i, j);
while (!remainingNumbers.isEmpty()) {
int number = remainingNumbers.remove(0);
if (isValid(i, j, number)) {
set(i, j, number);
break;
}
}
}
}
}
}
private boolean isValid(int row, int col, int number) {
// 检查行、列是否合法
for (int k = 0; k < 3; k++) {
if (grid[row][k] == number || grid[k][col] == number) {
return false;
}
}
// 检查左上到右下的对角线
int diaRow = row - col + 1;
if (diaRow < 0 || diaRow >= 3 || grid[diaRow][diaRow] == number) {
return false;
}
// 检查左下到右上的对角线
diaRow = row + col;
if (diaRow < 0 || diaRow >= 3 || grid[diaRow][3 - 1] == number) {
return false;
}
return true;
}
private List<Integer> generateRemainingNumbers(int row, int col) {
List<Integer> numbers = new ArrayList<>();
for (int i = 1; i <= 9; i++) {
if (i != grid[row][col]) {
numbers.add(i);
}
}
return numbers;
}
private void set(int row, int col, int value) {
grid[row][col] = value;
}
// 可以添加方法打印网格以验证结果
public void printGrid() {
for (int[] row : grid) {
for (int num : row) {
System.out.print(num + " ");
}
System.out.println();
}
}
// 示例调用
public static void main(String[] args) {
SudokuGrid sudoku = new SudokuGrid();
sudoku.fillSudoku();
sudoku.printGrid();
}
}
```
在这个代码中,`fillSudoku`方法负责填充九宫格,`isValid`方法检查某个数字能否放入给定的位置,`generateRemainingNumbers`生成剩余可用的数字,`set`用于设置单元格值。
运行这个程序,你会看到一个满足条件的3x3九宫格。
用java编程实现一个3×3的九宫格,将1至9的数字填入方格,使矩阵中心的元素为5,且每行每列及每个对角线的值相加都相同。
在Java中实现一个3x3的九宫格,满足条件即矩阵中心的元素为5,且每行、每列以及两个对角线的总和相等,可以按照以下步骤编写:
```java
import java.util.Arrays;
public class MagicSquare {
public static int[][] generate() {
int[][] square = new int[3][3];
// 设置中心元素为5
square[1][1] = 5;
// 初始化其他元素,首先保证每行、每列和两对角线的和为15 - 5 (因为中心是5)
int sum = 15 - square[1][1];
for (int i = 0; i < 3; i++) {
square[i][0] = sum / 3;
square[i][2] = square[i][0]; // 对角线1
for (int j = 1; j <= 2; j++) {
if (i != 1 || j != 1) { // 避免中心元素重复
square[j][i] = sum / 3;
}
}
}
// 检查并确保所有行、列和对角线的和都为15
boolean isValid = checkSum(square);
return isValid ? square : null;
}
private static boolean checkSum(int[][] square) {
int rowSum, colSum;
for (rowSum = 0; rowSum < 3; rowSum++) {
for (colSum = 0; colSum < 3; colSum++) {
rowSum += square[rowSum][colSum];
colSum += square[rowSum][colSum]; // 双重计算了中心元素,减去一次
}
// 对角线1和2的和
rowSum += square[0][0] + square[2][2];
}
// 如果所有和都等于15,则返回true,否则false
return Arrays.stream(new int[]{rowSum, colSum, rowSum, colSum}).allMatch(sum -> sum == 15);
}
public static void main(String[] args) {
int[][] magicSquare = generate();
if (magicSquare != null) {
for (int[] row : magicSquare) {
System.out.println(Arrays.toString(row));
}
} else {
System.out.println("无法生成符合条件的九宫格");
}
}
}
```
在这个程序中,我们先设定中心元素为5,然后计算出每行、每列和对角线的初始值,最后检查它们的和是否都为15。如果生成成功,`generate()`方法会返回这个3x3的九宫格数组;如果不成功,它将返回`null`。
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