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回溯法的应用:数独

我之前做安卓课程设计找到课本上有一个数独游戏,当时玩的时候发现太费时间了,打算编写一个算法专门用来解数独,可是之前一直忘了这事,现在才想起来。...概述 在解数独之前首先说一下什么是数独,数独就是一个 9*9 的格子,每一个格子是数字 1~9 中的任意一个,要确保其所在的行,所在的列,所在的块(每个 3*3 的块,这样的块一共有 9 个)中都没有重复的数字...解数独的方法我们首先能够想到的应该就是回溯法吧,没冲突就填上,填到半路发现没法填了就回溯。下面来说一下回溯法解数独的具体步骤。 获取数独的最初状态。...为了把数据和基于数据的操作封装在一起,依旧使用面向对象来实现。 初始化 在这个算法中,我们需要获取数独的初始状态,数独的初始状态很简单,一个 9 行 9 列的二维数组,其中未填项是 0。...,测试这个算法使用的是芬兰数学家因卡拉花费3个月时间设计出的世界上迄今难度最大的数独。

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    搞懂回溯算法,我终于能做数独了

    那我们今天就通过实际且有趣的例子来讲一下如何用回溯算法来解决数独问题。 一、直观感受 说实话我小的时候也尝试过玩数独游戏,但从来都没有完成过一次。...做数独是有技巧的,我记得一些比较专业的数独游戏软件,他们会教你玩数独的技巧,不过在我看来这些技巧都太复杂,我根本就没有兴趣看下去。 不过自从我学习了算法,多困难的数独问题都拦不住我了。...这是一个安卓手机中的数独游戏,我使用一个叫做 Auto.js 的脚本引擎,配合回溯算法来实现自动完成填写,并且算法记录了执行次数。...可以观察到前两次都执行了 1 万多次,而最后一次只执行了 100 多次就算出了答案,这说明对于不同的局面,回溯算法得到答案的时间是不相同的。 那么计算机如何解决数独问题呢?...至于数独的要求,大家想必都很熟悉了,每行,每列以及每一个 3×3 的小方格都不能有相同的数字出现。那么,现在我们直接套回溯框架即可求解。

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    Python构建AI数独求解器:从回溯算法到深度学习

    一、数独的数学之美与求解挑战 数独(Sudoku)作为组合优化的经典问题,其81格矩阵隐藏着惊人的数学特性: 6.67×10²¹ 有效数独布局的总可能数(Felgenhauer & Jarvis, 2005...) 17提示数 是生成有效谜题的最小已知值(McGuire等, 2012) NP完全问题 的复杂性使其成为算法研究的理想对象 本文将深入探讨Python实现AI数独求解器的完整技术栈,涵盖从基础回溯到深度学习的五大解决方案...二、数独的Python表示与验证 ▶ 数据结构设计 class Sudoku: def __init__(self, board): self.size = 9...3.11, NumPy 1.26 1000个难度不同的数独谜题 结果对比: 算法 平均耗时(ms) 最难谜题(ms) 内存使用(MB) 准确率 基础回溯 185.6 12,450 8.2 100%...布线) 生物信息学(蛋白质折叠) “数独的81个格子如同缩小的宇宙,在这里,数学的逻辑之美与AI的创造力相遇,揭示了计算思维的本质——在约束中寻找无限可能。”

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    数独的暴力回溯解法和Python GUI版

    进一步的做法是为每个挖空的格子维护一个候选数列表,用这个列表中的值进行试数,出现矛盾就回溯,很暴力但其实挺有效的。更高级一点的舞蹈链法及利用模拟退火等方法,也还是离不开试数和回溯的思路。...首先数独中的数值我们可以用一个一维长度为81的数组表示,也可以用二维9×9的数组表示,下面采用9×9的数组表示,例如一个数独,其盘面用二维数组表示如下: ?...数独示例及其二维数组表示 回溯的思路是:从第一个挖空的单元格开始,根据其相关20格(本行、本列及所在宫内的单元格)生成候选数列表lst,lst的生成直接地利用了唯余法进行排除,对列表lst中的值进行向下尝试...考虑数独的特点,如果我们有一个数组[6,8,5,1,9,4,3,2,7],表示将数独中的数字1变成数字6,把2变成8,以此类推……,类似凯撒加密的做法。...本文从解数独的手动解法引入,讲到解数独常用的回溯法,并且按照思路实现回溯代码,通过这一思路去解两个LeetCode题,为了可玩性增加随机生成一个数独的代码,并把以上功能整合为一个GUI程序,用于平时的数独训练

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    用回溯算法求解数独问题

    前几天我们在《浅析常见的算法范式》中讨论了一些常见的算法范式,但是还留下了回溯算法没有解决。本文来研究回溯算法。 回溯是通过逐步构建解决方案来解决递归问题的算法。...通常回溯从可能的解决方案开始,如果它不起作用,则需要回溯并尝试另一种解决方案,直到找到可行的解决方案为止。回溯在解决 CSP(约束满足问题)时特别有用,例如填字游戏、口算题和数独等。...通常回溯算法可用于以下三种类型的问题: 需要找到可行解决方案的决策问题 需要找到最佳解决方案的优化问题 需要找到一组可行解决方案的列举问题 在本文中,我将通过解决数独问题来演示回溯策略。...解决数独问题 针对此类问题的回溯算法会尝试在每个空格中列举所有的数字,直到问题被解决为止。...通过回溯法解决数独问题

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    回溯算法解数独问题(java版)

    下面来详细讲一下如何用回溯算法来解数独问题。     下图是一个数独题,也是号称世界上最难的数独。当然了,对于计算机程序来说,只要算法是对的,难不难就不知道了,反正计算机又不累。...回溯算法基本上就是穷举,解这种数独类的问题逻辑比较简单。 ? 不管算法懂不懂,先把类建出来,变量定义好,那放大学试卷上就是可以拿两分了。...4, 0, 0}}; Sudoku s = new Sudoku(sudoku); s.backTrace(0, 0); } /** * 数独算法...4, 0, 0}}; Sudoku s = new Sudoku(sudoku); s.backTrace(0, 0); } /** * 数独算法...下面要讲的就是该程序最关键的地方,也是比较难以理解的地方,就是对根节点的初始化。回溯算法讲究的是一条道走到黑,不撞南墙不回头,并且把所有的道都走完。

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    Js算法与数据结构拾萃(6.5):回溯法解决数独问题

    回顾N皇后问题的解决方案,并没有采用二维数组。但实际上思路依然和所谓“回溯法通用解决模板”是一致的。...编写一个程序,通过已填充的空格来解决数独问题。 一个数独的解法需遵循如下规则: •数字 1-9 在每一行只能出现一次。•数字 1-9 在每一列只能出现一次。...•数字 1-9 在每一个以粗实线分隔的 3x3 宫内只能出现一次。•空白格用 '.' 表示。 ? 一个数独。 ? 答案被标成红色。 提示 •给定的数独序列只包含数字 1-9 和字符 '.' 。...•你可以假设给定的数独只有唯一解。•给定数独永远是 9x9 形式的。 通用解法 数独问题的解题思路和N皇后是一致的。 1.逐行逐列遍历2.依次填入1-9:看此数字是否通过校验。•校验不通过则回退。...当然算法的复杂度还是很高的。也许可以再针对测试用例进一步优化。 ?

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    wing是什么_数独算法代码

    设有 N×N 的方格图,我们在其中的某些方格中填入正整数,而其它的方格中则放入数字0。如下图所示: 某人从图中的左上角 A 出发,可以向下行走,也可以向右行走,直到到达右下角的 B 点。...在走过的路上,他可以取走方格中的数(取走后的方格中将变为数字0)。 此人从 A 点到 B 点共走了两次,试找出两条这样的路径,使得取得的数字和为最大。...输入格式 第一行为一个整数N,表示 N×N 的方格图。 接下来的每行有三个整数,第一个为行号数,第二个为列号数,第三个为在该行、该列上所放的数。 行和列编号从 1 开始。...输出格式 输出一个整数,表示两条路径上取得的最大的和。

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    ☆打卡算法☆LeetCode 36、有效的数独 算法解析

    一、题目 1、算法题目 “判断输入的数独数组是否是有效的。” 题目链接: 来源:力扣(LeetCode) 链接:36....有效的数独 - 力扣(LeetCode) (leetcode-cn.com) 2、题目描述 请你判断一个 9x9 的数独是否有效。只需要 根据以下规则 ,验证已经填入的数字是否有效即可。...数字 1-9 在每一个以粗实线分隔的 3x3 宫内只能出现一次。(请参考示例图) 数独部分空格内已填入了数字,空白格用 '.' 表示。 注意: 一个有效的数独(部分已被填充)不一定是可解的。...但由于位于左上角的 3x3 宫内有两个 8 存在, 因此这个数独是无效的。 二、解题 1、思路分析 这个题首先分析规则,同一个数字在每一行每一列每一个九宫格都只能出现一次。...这就可以使用哈希表判断每一行、每一列、每一个九宫格每个数字出现的次数,只需要遍历一次数独,就可以知道这个数独是否满足规则。 由于数独中的数字范围是1-9,所以可以使用数组代替哈希表进行计数。

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    有效的数独

    可以使用哈希表记录每一行、每一列和每一个小九宫格中,每个数字出现的次数。只需要遍历数独一次,在遍历的过程中更新哈希表中的计数,并判断是否满足有效的数独的条件即可。...由于数独中的数字范围是 到 ,因此可以使用数组代替哈希表进行计数。...具体做法是,创建二维数组 和 分别记录数独的每一行和每一列中的每个数字的出现次数,创建三维数组\textit{subboxes}记录数独的每一个小九宫格中的每个数字的出现次数,其中 、 和...分别表示数独的第 行第 列的单元格所在的行、列和小九宫格中,数字 出现的次数,其中 ,对应的数字 满足 。...如果更新后的计数大于 ,则不符合有效的数独的条件,返回 。 如果遍历结束之后没有出现计数大于1的情况,则符合有效的数独的条件,返回 。

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    漫画:算法如何验证合法数独 | 全世界最难的数独?

    今天是小浩算法 “365刷题计划” 第95天 。数独相信在座的各位都玩过,那我们如何使用程序去验证一个 9×9 的数独是有效的呢?一起看下!...01 PART 有效的数独 数独是源自18世纪瑞士的一种数学游戏。是一种运用纸、笔进行演算的逻辑游戏。...那其实就两步: 第一步:遍历数独中的每一个元素 第二步:验证该元素是否满足上述条件 遍历这个没什么好说的,从左到右,从上到下进行遍历即可。就一个两层循环。...因为题目本身就是常数级的规模,所以时间复杂度就是 O(1)。 问题来了:如何验证元素在 行 / 列 / 子数独中没有重复项?...其实很简单,我们建立三个数组分别记录每行,每列,每个子数独(子数独就是上面各种颜色的小框框)中出现的数字。

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    Python实现AI数独:从基础算法到高级优化

    本文将深入探讨如何使用Python实现一个能够自动解决甚至生成数独谜题的AI系统,从基础的回溯算法到高级的约束传播技术,再到启发式搜索和机器学习方法,全面展示数独AI的实现过程与优化策略。...:回溯法 解决数独问题最直接的方法是使用回溯算法(Backtracking)。...在移除过程中,它会确保谜题仍然具有唯一解,这是一个设计良好的数独谜题的重要特性。 机器学习在数独中的应用 除了传统的算法方法,我们还可以使用机器学习技术来解决数独问题。以下是几种可能的方法: 1....: 一个Sudoku类,封装了数独的数据结构和各种算法 回溯算法和优化的回溯算法(使用约束传播和MRV启发式) 数独生成功能,可以生成不同难度级别的谜题 命令行界面,支持解决和生成模式 使用示例: #...总结与展望 在本文中,我们深入探讨了使用Python实现AI数独解决方案的多种方法: 基础回溯算法:通过尝试所有可能的数字组合来找到解决方案,是最直接但效率较低的方法。

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    算法系列之回溯算法求解数独及所有可能解

    有没有对数独感兴趣的朋友呢?数独作为一款经典的逻辑游戏,其目标是在一个9x9的方格中填入数字1至9,确保每一行、每一列以及每一个3x3的子网格中都包含这些数字且不重复。...尽管数独的规则看似简单,但编写一个能够自动求解数独的程序却是一项颇具挑战性的任务。本文将深入探讨如何运用回溯算法来实现数独的自动求解。...数独求解算法及步骤 我们使用一个二维数组来表示数独的表格,空位置填充0。 数独求解的核心算法是回溯算法。回溯算法是一种通过逐步构建解决方案并在遇到冲突时回退的算法。...寻找空格:我们循环数独的所有单元格,如果数组的值为0的话则此格未填写数字。 2. 尝试填入数字:对于这个空格,尝试填入1到9中的一个数字。 3....总结 通过使用回溯算法,我们可以有效地求解数独问题。虽然回溯算法在最坏情况下的时间复杂度较高,但对于标准9x9的数独问题,它通常能够在合理的时间内找到解决方案。

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    算法系列之回溯算法求解数独及所有可能解

    有没有对数独感兴趣的朋友呢?数独作为一款经典的逻辑游戏,其目标是在一个9x9的方格中填入数字1至9,确保每一行、每一列以及每一个3x3的子网格中都包含这些数字且不重复。...尽管数独的规则看似简单,但编写一个能够自动求解数独的程序却是一项颇具挑战性的任务。本文将深入探讨如何运用回溯算法来实现数独的自动求解。...数独求解算法及步骤我们使用一个二维数组来表示数独的表格,空位置填充0。数独求解的核心算法是回溯算法。回溯算法是一种通过逐步构建解决方案并在遇到冲突时回退的算法。...算法步骤寻找空格:我们循环数独的所有单元格,如果数组的值为0的话则此格未填写数字。尝试填入数字:对于这个空格,尝试填入1到9中的一个数字。...虽然回溯算法在最坏情况下的时间复杂度较高,但对于标准9x9的数独问题,它通常能够在合理的时间内找到解决方案。希望本文对你理解数独求解算法有所帮助,并激发你进一步探索算法的兴趣。

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    回溯法+约束编程-LeetCode37(数独扫雷问题、Tuple使用)

    作者:TeddyZhang,公众号:算法工程师之路 回溯问题:LeetCode #37 1 编程题 【STL中的Tuple容器】 在Python中,大家都知道tuple这个概念,是一个只读的元素容器...Hard) 编写一个程序,通过已填充的空格来解决数独问题。...一个数独的解法需遵循如下规则: 数字 1-9 在每一行只能出现一次。 数字 1-9 在每一列只能出现一次。 数字 1-9 在每一个以粗实线分隔的 3x3 宫内只能出现一次。 空白格用 '.' 表示。...Note: 给定的数独序列只包含数字 1-9 和字符 '.' 。 你可以假设给定的数独只有唯一解。...给定数独永远是 9x9 形式的 解题思路: 官方的解答已经很好很清晰了,希望大家可以去看一下,主要思想为约束编程和回溯!

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    【暴力搜索】有效的数独

    有效的数独 36. 有效的数独 请你判断一个 9 x 9 的数独是否有效。只需要 根据以下规则 ,验证已经填入的数字是否有效即可。 数字 1-9 在每一行只能出现一次。...数字 1-9 在每一个以粗实线分隔的 3x3 宫内只能出现一次。(请参考示例图) 注意: 一个有效的数独(部分已被填充)不一定是可解的。 只需要根据以上规则,验证已经填入的数字是否有效即可。...但由于位于左上角的 3x3 宫内有两个 8 存在, 因此这个数独是无效的。...解题思路:暴力搜索 + 布尔值数组判断 ​ 这道题其实就是得暴力搜索,遍历每个位置看看是否符合数独要求,但其实我们可以在判断要求的时候进行一点小优化(也不算是大优化,因为是用空间换时间),就是用布尔值类型的数组来表示某一行...并且我们这样子做有个好处,小坐标中的 0~2 为大坐标的 0,它可以直接 通过 0~2 除以 3 就能得到大坐标 0;而小坐标中的 3~5 为大坐标的 1,它可以直接通过 3~5 除以 3 就能得到大坐标

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