LeetCode #37 Sudoku Solver 解数独

37 Sudoku Solver 解数独

Description:
Write a program to solve a Sudoku puzzle by filling the empty cells.

A sudoku solution must satisfy all of the following rules:

Each of the digits 1-9 must occur exactly once in each row.
Each of the digits 1-9 must occur exactly once in each column.
Each of the the digits 1-9 must occur exactly once in each of the 9 3x3 sub-boxes of the grid.
Empty cells are indicated by the character '.'.

A sudoku puzzle...
...and its solution numbers marked in red.

Note:

The given board contain only digits 1-9 and the character '.'.
You may assume that the given Sudoku puzzle will have a single unique solution.
The given board size is always 9x9.

题目描述:
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。

说明:

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。

思路:

回溯法

  1. 初始化条件, 在这里是给出题目中已经存在的数字
  2. 做选择, 从 1-9中选出满足 row, col, box的进入下一层函数选择
  3. 撤销选择
  4. 满足条件的加入结果
    时间复杂度O(1), 空间复杂度O(1)

代码:
C++:

class Solution 
{
public:
    void solveSudoku(vector<vector<char>>& board) 
    {
        bool row[9][9]{false}, col[9][9]{false}, box[9][9]{false};
        for (int i = 0; i < 9; i++)
        {
            for (int j = 0; j < 9; j++)
            {
                int num = board[i][j] - '1';
                if (num > -1)
                {
                    row[i][num] = true;
                    col[j][num] = true;
                    box[i / 3 * 3 + j / 3][num] = true;
                }
            }
        }
        helper(board, row, col, box, 0, 0);
    }
private:
    bool helper(vector<vector<char>>& board, bool row[9][9], bool col[9][9], bool box[9][9], int i, int j)
    {
        if (j == 9)
        {
            j = 0;
            ++i;
            if (i == 9) return true;
        }
        if (board[i][j] == '.')
        {
            for (int num = 0; num < 9; num++)
            {
                bool valid = !(row[i][num] or col[j][num] or box[i / 3 * 3 + j / 3][num]);
                if (valid)
                {
                    row[i][num] = true;
                    col[j][num] = true;
                    box[i / 3 * 3 + j / 3][num] = true;
                    board[i][j] = (char)(num + '1');
                    if (helper(board, row, col, box, i, j + 1)) return true;
                    board[i][j] = '.';
                    row[i][num] = false;
                    col[j][num] = false;
                    box[i / 3 * 3 + j / 3][num] = false;
                }
            }
        }
        else return helper(board, row, col, box, i, j + 1);
        return false;
    }
};

Java:

class Solution {
    public void solveSudoku(char[][] board) {
        boolean row[][] = new boolean[9][9], col[][] = new boolean[9][9], box[][] = new boolean[9][9];
        for (int i = 0; i < 9; i++) {
            for (int j = 0; j < 9; j++) {
                int num = board[i][j] - '1';
                if (num > -1) {
                    row[i][num] = true;
                    col[j][num] = true;
                    box[i / 3 * 3 + j / 3][num] = true;
                }
            }
        }
        helper(board, row, col, box, 0, 0);
    }
    
    private boolean helper(char[][]board, boolean[][]row, boolean[][]col, boolean[][]box, int i, int j){
        if (j == 9) {
            j = 0;
            ++i;
            if (i == 9) return true;
        }
        if (board[i][j] == '.') {
            for (int num = 0; num < 9; num++) {
                boolean valid = !(row[i][num] || col[j][num] || box[i / 3 * 3 + j / 3][num]);
                if (valid) {
                    row[i][num] = true;
                    col[j][num] = true;
                    box[i / 3 * 3 + j / 3][num] = true;
                    board[i][j] = (char)('1' + num);
                    if (helper(board, row, col, box, i, j + 1)) return true;
                    board[i][j] = '.';
                    row[i][num] = false;
                    col[j][num] = false;
                    box[i / 3 * 3 + j / 3][num] = false;
                }
            }
        } else return helper(board, row, col, box, i, j + 1);
        return false;
    }
}

Python:

class Solution:
    def solveSudoku(self, board: List[List[str]]) -> None:
        """
        Do not return anything, modify board in-place instead.
        """
        row, col, box = [[False for _ in range(9)] for _ in range(9)], [[False for _ in range(9)] for _ in range(9)], [[False for _ in range(9)] for _ in range(9)]
        for i in range(9):
            for j in range(9):
                num = ord(board[i][j]) - ord('1')
                if num > -1:
                    row[i][num], col[j][num], box[i // 3 * 3 + j // 3][num] = True, True, True
        def trackback(board: List[List[str]], row: List[List[bool]], col: List[List[bool]], box: List[List[bool]], i: int, j: int) -> bool:
            if j == 9:
                j = 0
                i += 1
                if i == 9:
                    return True
            if board[i][j] == '.':
                for num in range(9):
                    valid = not (row[i][num] or col[j][num] or box[i // 3 * 3 + j // 3][num])
                    if valid:
                        row[i][num], col[j][num], box[i // 3 * 3 + j // 3][num], board[i][j] = True, True, True, chr(num + ord('1'))
                        if trackback(board, row, col, box, i, j + 1):
                            return True
                        board[i][j], row[i][num], col[j][num], box[i // 3 * 3 + j // 3][num] = '.', False, False, False
            else:
                return trackback(board, row, col, box, i, j + 1)
            return False
        trackback(board, row, col, box, 0, 0)
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 204,053评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,527评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 150,779评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,685评论 1 276
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,699评论 5 366
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,609评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,989评论 3 396
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,654评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,890评论 1 298
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,634评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,716评论 1 330
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,394评论 4 319
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,976评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,950评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,191评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 44,849评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,458评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容