在3×3个方格的方阵中要填入数字1~10的某9个数字,每个方格填一个整数,使所有相邻两个方格内的两个整数之和为素数。编写一个python实验程序,求出所有满足这个要求的数字填法。
时间: 2024-02-11 12:07:48 浏览: 172
好的,这是一个比较典型的数学问题,需要使用搜索算法进行求解。下面是一个简单的 Python 代码实现,具体思路是使用深度优先搜索算法(DFS)进行枚举:
```python
# 定义素数表
primes = [2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37, 41, 43, 47, 53, 59, 61, 67, 71, 73, 79, 83, 89, 97]
# 判断两个数之和是否为素数
def is_prime_sum(a, b):
return (a + b) in primes
# 判断当前方格是否合法
def is_valid(nums, row, col, val):
# 判断同行和同列是否有重复数字
for i in range(3):
if nums[row][i] == val:
return False
if nums[i][col] == val:
return False
# 判断相邻的数字之和是否为素数
if row > 0 and not is_prime_sum(nums[row-1][col], val):
return False
if col > 0 and not is_prime_sum(nums[row][col-1], val):
return False
return True
# 深度优先搜索
def dfs(nums, row, col):
# 如果已经搜索到最后一行,则找到了一组解
if row == 3:
# 输出结果
for i in range(3):
print(nums[i])
print()
return
# 搜索当前方格的所有可能取值
for i in range(1, 11):
if i not in nums[row] and is_valid(nums, row, col, i):
nums[row][col] = i
# 如果当前列是最后一列,则搜索下一行的第一列
if col == 2:
dfs(nums, row+1, 0)
# 否则搜索下一列
else:
dfs(nums, row, col+1)
nums[row][col] = 0
# 初始化方阵
nums = [[0] * 3 for _ in range(3)]
# 开始搜索
dfs(nums, 0, 0)
```
这个程序使用了一个 $3 \times 3$ 的二维数组 `nums` 来表示方阵,每个方格的值为 $0$ 表示该方格还没有被填充数字。程序从左上角的方格开始搜索,对于每个空方格,枚举可能的数字,并检查该数字是否合法。如果合法,则将该数字填入方格,并继续搜索下一个方格。如果搜索到最后一行,则输出一组解。如果搜索到某个方格的所有可能取值都不合法,则回溯到上一个方格,并尝试其他可能的取值。
希望这个简单的示例代码可以帮助你解决问题。
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