最新_人工智能课程设计报告(数独游戏).docx
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人工智能课程设计报告
数独游戏
一、游戏介绍：
在9×9的格子中，用1到9共9个阿拉伯数字填满整个格子。
要求：
1.每一行都用到1到9，位置不限
2.每一列都用到1到9，位置不限
3.每3×3的格子都用到1到9，位置不限
开始时：
填完后：
二、程序实现的功能
1、玩家可以选择游戏的难易程度
2、玩家可以自己填数字
3、电脑直接显示答案
4、玩家如果不想玩可以开始新游戏
三、使用说明
运行Sudoku.exe程序，初始选择为简单模式，玩家可以自己选择，然后点击“开始游戏”，上面显示玩家用的时间，如果玩家想自己填数字，直接点要填的空格会出现一个编辑框，在里面输入要填的数字，按回车键。
想直接显示结果，点击“显示答案”。
点击“开始游戏”可以开始新一盘游戏。
四、算法设计
1、算法思想：
本算法采用“挖洞”思想。
经过以下两步生成数独题：
1）运用拉斯维加斯随机算法生成一个终盘；2）采用以下3个操作“抹去”一部分数字来生成数独题：
①根据所需要的难度等级选取一种挖洞顺序；②通过深度优先搜索来求解，从而保证“挖去”一个数字后该数独题仍有唯一解③引入剪枝技术来避免无效的“挖洞”尝试。
伪代码：
start 生成一个完整的终盘；
if（true） 生成成功；
else进行循环，直到终盘为true，即可解；
then按照难易成都，随机去掉几个数，进行检测；
if（检测成功）｛输出｝；
else｛重新“挖洞”｝，直到成功；
2、问题的分析
要能保证算法生成的数独题具有可变化的难度和唯一解，该算法内部应该包含有对数独题的求解和评级功能。
在此将该算法的设计工作分为生成、求解2部分工作（均在类KSudokuCaculate中）：
（1）先生成一个终盘，存在一个二维数组中。
（2）根据游戏者需求的难度等级，我们从已知格的总数和分布来确定“挖去”的个数。
3、生成终盘（算法如下）
建立一个新类KSudokuCaculate，在类里面编写下面源代码
boolKSudokuCaculate:
:
MakeSudokuData（SUDOKUMATRIXnGameData）
{
boolbRet=false;
//PROCESS_ERROR（NULL!
=nGameData）; //判断指针是否为空
bRet=true;
//先随机生成中间g_nSmallSize×方格_nSmallSize方格的个数字
RandomCenter（）;
//先后产生其他g_nSmallSize×方格_nSmallSize方格的个数字
CacMiddleUpAndDown（）;
CacMiddleLeftAndRight（）;CacCorner（）;
//将生成的矩阵复制输出到参数中
for（intnRow=0;nRow{
for（intnCol=0;nCol{
nGameData[nRow][nCol]=nMatrix[nRow][nCol];
}
}
Exit0:
returnbRet;
}
/**
*&brief 用于随机生成中间×方格的个数字
*&return若成功生成则返回true,否则返回false
*/
boolKSudokuCaculate:
:
RandomCenter（void）
{
//nHasAssign[i]标志数字i+1是否已经被分配intnHasAssign[g_nSize]={0};
intnRow,nCol,nNum;
srand（time（0））;
for（nRow=g_nSmallSize;nRow{
nNum=rand（）%g_nSize; //随机生成-9中的一个数字
while（0!
=nHasAssign[nNum]） //选择一个没有分配的数字
nNum=rand（）%g_nSize;nMatrix[nRow][nCol]=nNum+1;nHasAssign[nNum]=1;
}
returntrue;
}
//根据中间的方格数字经过列变换计算出中间上面和下面×方格内的数字
//若成功生成则返回true,否则返回false
bool KSudokuCaculate:
:
CacMiddleUpAndDown（void）
{
intnUp; //上面方格的x坐标差
intnDown; //下面方格的x坐标差
intnRow,nCol;
//交换中间第一列
nCol=g_nSmallSize;
nUp=1;
nDown=2;
for（nRow=g_nSmallSize;nRow{
//复制数字
nMatrix[nRow-g_nSmallSize][nCol+nUp]=nMatrix[nRow][nCol];
nMatrix[nRow+g_nSmallSize][nCol+nDown]=nMatrix[nRow][nCol];
}
//交换中间第二列
nCol++;
nUp=1;
nDown=-1;
for（nRow=g_nSmallSize;nRow{
//复制数字
nMatrix[nRow-g_nSmallSize][nCol+nUp]=nMatrix[nRow][nCol];
nMatrix[nRow+g_nSmallSize][nCol+nDown]=nMatrix[nRow][nCol];
}
//交换中间第三列
nCol++;
nUp=-2;
nDown=-1;
for（nRow=g_nSmallSize;nRow{
//复制数字
nMatrix[nRow-g_nSmallSize][nCol+nUp]=nMatrix[nRow][nCol];
nMatrix[nRow+g_nSmallSize][nCol+nDown]=nMatrix[nRow][nCol];
}
returntrue;
}
/**
*&brief 根据中间的方格数字经过列变换计算出中间左边和右边×方格内的数字
*&return若成功生成则返回true,否则返回false
*/
bool KSudokuCaculate:
:
CacMiddleLeftAndRight（void）
{
intnLeft; //左边方格的y坐标差
intnRight; //右边方格的y坐标差
intnRow,nCol;
//交换中间第一行
nRow=g_nSmallSize;
nLeft=1;
nRight=2;
for（nCol=g_nSmallSize;nCol{
//复制数字
nMatrix[nRow+nLeft][nCol-g_nSmallSize]=nMatrix[nRow][nCol];
nMatrix[nRow+nRight][nCol+g_nSmallSize]=nMatrix[nRow][nCol];
}
//交换中间第二行
nRow++;
nLeft=1;
nRight=-1;
for（nCol=g_nSmallSize;nCol{
//复制数字
nMatrix[nRow+nLeft][nCol-g_nSmallSize]=nMatrix[nRow][nCol];
nMatrix[nRow+nRight][nCol+g_nSmallSize]=nMatrix[nRow][nCol];
}
//交换中间第三行
nRow++;
nLeft=-2;
nRight=-1;
for（nCol=g_nSmallSize;nCol{
//复制数字
nMatrix[nRow+nLeft][nCol-g_nSmallSize]=nMatrix[nRow][nCol];
nMatrix[nRow+nRight][nCol+g_nSmallSize]=nMatrix[nRow][nCol];
}
returntrue;
}
/**
*&brief 计算出四个角上的×方格内的个数字
*&return若成功生成则返回true,否则返回false
*/
boolKSudokuCaculate:
:
CacCorner（void）
{
intnUp; //上面方格的x坐标差
intnDown; //下面方格的x坐标差
intnRow,nCol;
//通过列变换计算左边角上的×方格内的数字
{
//交换第一列
nCol=0;
nUp=1;
nDown=2;
for（nRow=g_nSmallSize;nRow{
//复制数字
nMatrix[nRow-g_nSmallSize][nCol+nUp]=nMatrix[nRow][nCol];
nMatrix[nRow+g_nSmallSize][nCol+nDown]=nMatrix[nRow][nCol];
}
//交换第二列
nCol++;
nUp=1;
nDown=-1;
for（nRow=g_nSmallSize;nRow{
//复制数字
nMatrix[nRow-g_nSmallSize][nCol+nUp]=nMatrix[nRow][nCol];
nMatrix[nRow+g_nSmallSize][nCol+nDown]=nMatrix[nRow][nCol];
}
//交换第三列
nCol++;nUp=-2;
nDown=-1;
for（nRow=g_nSmallSize;nRow{
//复制数字
nMatrix[nRow-g_nSmallSize][nCol+nUp]=nMatrix[nRow][nCol];nMatrix[nRow+g_nSmallSize][nCol+nDown]=nMatrix[nRow][nCol];
}
}
//通过列变换计算右边角上的×方格内的数字
{
//交换第一列
nCol=g_nSmallSize*2;
nUp=1;
nDown=2;
for（nRow=g_nSmallSize;nRow{
//复制数字
nMatrix[nRow-g_nSmallSize][nCol+nUp]=n
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