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 16:04:43 浏览: 122
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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java编程实现一个 3x3 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3x3九宫格可以采用递归回溯法或者手动穷举的方式。这里我们提供一个手动穷举的示例,因为这种方法更简单直观。
首先,我们可以创建一个3x3二维数组`grid`代表九宫格,并设置中心元素为5。然后检查每行、每列以及两个对角线的和是否等于中间数的一半(即2.5 * 4 = 10),因为总和应该是4 * 5。如果找到这样的填充方案就返回True,否则遍历所有可能性。
以下是代码实现:
```java
public class MagicSquare {
private static final int SIZE = 3;
private int[][] grid = new int[SIZE][SIZE];
public boolean fillMagicSquare() {
int targetSum = SIZE * (5 + (SIZE - 1) / 2);
if (fillHelper(0, 0, targetSum)) {
return true;
}
return false;
}
private boolean fillHelper(int row, int col, int sum) {
if (col == SIZE) {
col = 0;
row++;
}
if (row == SIZE) {
// 检查当前填充的是否满足条件
for (int[] rowValues : grid) {
if (!sumCheck(rowValues)) {
return false;
}
}
return true;
}
// 尝试将1到9的数字填入空位
for (int num = 1; num <= SIZE * SIZE && sum - num >= 0; num++) {
grid[row][col] = num;
if (fillHelper(row, col + 1, sum - num)) { // 向右移动
return true;
}
grid[row][col] = 0; // 如果尝试失败,恢复位置并继续尝试下一个数
}
return false;
}
private boolean sumCheck(int[] values) {
int sum = 0;
for (int val : values) {
sum += val;
}
return Math.abs(sum - targetSum) <= 1; // 允许误差1是因为可能存在边界条件影响总和
}
// 可选:打印出魔方格
public void printGrid() {
for (int[] row : grid) {
for (int cell : row) {
System.out.print(cell + " ");
}
System.out.println();
}
}
public static void main(String[] args) {
MagicSquare magicSquare = new MagicSquare();
if (magicSquare.fillMagicSquare()) {
magicSquare.printGrid();
} else {
System.out.println("无法生成满足条件的九宫格");
}
}
}
```
运行这段代码会输出一个满足条件的3x3九宫格,如果没有找到则显示"无法生成满足条件的九宫格"。
JAVA编程实现一个 3x3 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,我们可以创建一个二维数组来代表九宫格,并设定一些规则。首先,我们需要初始化一个3x3的矩阵,然后找到中心位置并放置5。接着,为了保证每行、每列以及两个对角线的和相等,可以采用回溯法或者贪心策略进行填充,从剩余未填数字中选择合适的数分配到每个位置,同时更新总和。
以下是一个简单的示例代码:
```java
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class Sudoku {
private int[][] grid = new int[3][3];
private int sum = 0; // 初始总和设为0
public void solveSudoku() {
// 将中心位置设为5
grid[1][1] = 5;
sum += 5;
List<Integer> remainingNums = getRemainingNums(1, 1); // 获取剩下的数字列表
for (int i = 0; i < 3; i++) {
for (int j = 0; j < 3; j++) {
if (grid[i][j] == 0) { // 如果当前单元格为空
for (int num : remainingNums) {
if (isValid(num, i, j)) { // 检查是否合法
grid[i][j] = num;
sum += num;
// 更新剩余数字列表和网格范围
remainingNums.remove(num);
break;
}
}
}
}
}
// 检查所有行、列和对角线的和是否等于总和
if (checkSum()) {
printGrid();
} else {
System.out.println("无法找到满足条件的解");
}
}
private boolean checkSum() {
for (int row = 0; row < 3; row++) {
for (int col = 0; col < 3; col++) {
if (sum != calculateRowColDiagonalSum(row, col)) return false;
}
}
return true;
}
private int calculateRowColDiagonalSum(int row, int col) {
int sum = grid[row][col];
if (row > 0) sum += grid[row - 1][col];
if (row < 2) sum += grid[row + 1][col];
if (col > 0) sum += grid[row][col - 1];
if (col < 2) sum += grid[row][col + 1];
if (row == col) sum += grid[row][row]; // 主对角线
if (row + col == 2) sum += grid[row][2 - row]; // 二级对角线
return sum;
}
private List<Integer> getRemainingNums(int startRow, int startCol) {
List<Integer> nums = new ArrayList<>();
for (int i = 1; i <= 9; i++) {
if (!contains(i, startRow, startCol)) nums.add(i);
}
return nums;
}
private boolean isValid(int num, int row, int col) {
// 检查行、列和3x3小区域是否有重复
return !contains(num, row, col) && !contains(num, row - 1, col) &&
!contains(num, row + 1, col) && !contains(num, row, col - 1) &&
!contains(num, row, col + 1) && !contains(num, row / 3 * 3, col / 3 * 3);
}
private boolean contains(int num, int row, int col) {
return grid[row][col] == num;
}
private void printGrid() {
for (int[] row : grid) {
for (int num : row) {
System.out.print(num + " ");
}
System.out.println();
}
System.out.println("总和: " + sum);
}
public static void main(String[] args) {
Sudoku sudoku = new Sudoku();
sudoku.solveSudoku();
}
}
```
在这个代码中,`solveSudoku()`方法负责寻找解决方案,`checkSum()`检查和计算,`getRemainingNums()`获取剩余数字,`isValid()`验证数字是否有效,`printGrid()`打印最终结果。
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