计算机专业VC++课程设计.docx

计算机专业VC++课程设计.docx

《计算机专业VC++课程设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机专业VC++课程设计.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

计算机专业VC++课程设计

VisualC++谋程设计

题目名称：

数独游戏设计

班级：

信安1101

某某：

曹闯

学号：

1111290101

指导教师：

阎光伟

完成时间：

2013.1.18

1题目描述

利用VisualC++实现数独游戏的功能。

该程序能够设置不同难度等级的游戏，实现数

独游戏的多样化，采取有效的算法，保证答案的唯一解。

2功能分析

系统主要功能包括：

（1）游戏的生成

数独游戏的初始化，根据难度在格子里填上数量不同的数字，每种难度下的数字数量一样。

（2）游戏难度的选择

难度设置，从简单到困难，难度越大，生成游戏时数宁数量越少。

（3）游戏的提示

主对话框类

提示三次。

在计时削板上有暂停［钮，按下暂停［按钮后,游戏将进入不计时状态，同时界

~「难度选择:

钮类、

（6）游戏的帮助功能

I通过帮助文档的使用■人进

3界面分析

程序界面由棋盘和按钮组成，在棋盘内，通过单击鼠标选中方格时显示为问号，选中

数字时显为蓝色数字。

通过键盘在选中方格填入数字，假如填入的数字符合游戏规如此，显示为橙色，反之，显示为红色。

按钮处于选中状态时会变成亮色或者周围加上边框。

游戏光标在不同的游戏区域采用了不同的游戏光标。

4系统设计

4.1程序整体结构

4.1.1程序中的主要游戏类

在本程序中，主要分为三大根本类：

1、对话框类，2、游戏算法类，3、按钮类。

对

话框类包括游戏主对话框和选择难度对话框，自定义按钮类包括游戏主对话框的按钮类和

难度选择对话框的按钮类。

图1游戏主要框架

4.2主要模块设计

4.2.1游戏根本类设计

（1）游戏主话框类的实现过程

通过的按钮的响应函数来实现整个游戏的逻辑控制，当“新游戏'’按钮被单击后，游

戏界面将进展初始化，后续的操作才能继续进展，通过键盘响应函数来实现对输入数字的控制，通过鼠标移动函数OnMouseMove（）来判断区域和加载不同的光标。

通过单击鼠标

函数OnLButtonDown（）来判断单击的区域，实现整个节目的逻辑操作。

通过计时函数来实

现计时器的功能。

（2）按钮类ewButton和CMyButton类的实现过程

ewButton类是难度选择对话框的按钮类，CMyButton是主对话框的按钮类。

两个类

的实现方式一样，都是通过继承CButton类实现按钮的重绘功能，在按钮类里面通过

OnMouseHover（）函数判断鼠标是否停留在按钮上，通过OnMouseLeave（）判断鼠标是否离

开按钮。

当鼠标停在按钮上或者移开按钮，通过不同的返回值来调用DoGradientFill（）函

数，自定义的实现了绘制按钮边框的功能。

然后再通过按钮重绘函数DrawItem（）来实现

整个按钮的重绘。

（3）难度对话框的实现

定义CLevel类，通过四个单项选择按钮和两个控制按钮来构成难度选择对话框，通过重载CButton类来实现按钮的重绘。

通过主对话框的难度按钮选择，调用CLevel类，实现难度选择对话框的调用。

（4）算法流程图

r、

计算函数calculate。

2/10

假如为生成数独

时调用该计算函

跳过该格子，该格子继续在栈里

图2算法流程图

〔5〕游戏算法的实现过程

游戏算法类CSolvesoduku是数独游戏的核心算法，也是整个程序得以运行的中心。

图3游戏算法主要函数

4.2.2数据结构和函数的介绍

（1）数据结构

最主要的数据结构是4个整型数组，其中3个被设计成一维数组，还有1个二维数

组。

1）intsd[82]

该数组的用途是接收题目以与保存最终结果。

所有的9X9个数字被依次存储在该数

组中，空白处如此初始化为0。

之所以把数组X围设计成82而不是81,是为了程序的易读性，使得数组元素的最大下标可达81,下同。

2）intfix[82]

该数组的用途是：

假如sd数组中某位置的数字不为0,如此fix数组相应位置的元素

值记录为1,否如此记录为0。

即fix数组是用来记录哪些位置的数字是已经确定下来的。

3）intpossible[82][10]

该数组的用途是记录所有未确定数字的所有可能性。

可能性的记录方法是：

possible

数组各元素的值在初始化时被初始化为与其第二维的下标一致，即0-9（其中0是不会用

的）；中间计算过程中，假如发现第一维某位置的某种可能性已不复存在，如此将第一维

下标是该位置而第二维下标是该不再可能的数字的元素值改为-1。

4）intstack[82]

该数组的用途类似于栈，在核心回溯过程中起到至关重要的作用。

回溯之前，要把所有fix数组中值为0的位置依次存放进stack数组；回溯中，由低到高依次逐渐确定这些位置数值，无法确定者（即1-9的数字都不适合者）如此应当回退到前一个位置，修改其

假设值，以此类推，直至stack数组所存放的所有位置的值都能确定，或回退到最初点的

前一个位置。

（2）三个重要函数

下面介绍几个在“有限递推"预处理和回溯过程中会用到的三个重要函数。

1）voidsetPb（）;

该函数是用来修订possible数组的。

其具体功能是：

对于fix数组中每一个值为0的位置（即对于每一个没有确定下数字的位置），考察其可能的数字是哪些，记录下来。

考

察的方法是：

在1-9这些数字中除去当前行、列、九宫中已有的数字。

2）boolfixAll（）;

该函数是用来修订fix数组和possible数组的，其返回值表示了在此次运行该函数过程中是否执行了修订。

其具体功能是：

对于fix数组中每一个值为0的位置（即对于每一

个没有确定下数字的位置），考察其可能的数字的个数，假如为1,如此将fix数组该位置

的值改为1且sd数组该位置的值改为该唯一可能的数字（即该位置的值已确定下来）,

且返回真；假如没有只有一种可能性的位置，如此返回假。

3）boolExist（inti,intj）;

其用途是：

判断sd数组中位置为i的元素的值是否可能为j,即判断的是：

位置i所

在的行、列以与九宫中是否已经存在数字j,假如存在如此返回真，否如此返回假。

（3）“有限递推"预处理

在执行一次fixAll函数之后，就可能会确定下一些原来没有确定的数字，那么此

时,possible数组的值必然也会变动！

因为确定下的数字越多，某些位置的可能数字的数

目就会减少。

那么就应当再执行setPb函数修订possible数组，而修订之后可能又会出现

一些只有一种可能性的位置，那么就应该再执行fixAll函数了...于是，只要如此循环往复

下去，就能最大限度地确定下由题目本身含义与规如此而确定下的内容。

确定的数字越多,

对于将来回溯也就越有利。

那么，有限递推的循环什么时候完毕呢？

只有两种情况，一是

推出了全部结果；二是fixAll函数返回值为假，即不存在只有一种可能性的位置。

预处理的函数

voidpreDo（）

（

setPb（）;

FixAll（）;

if（isFull（））

return;

}

（4）回溯算法

1）

按下标的由低到高扫描sd数组，将值为0的位置记录进stack数组，记录的顺序也由

低到高。

最后，整型量max记录下:

sd数组中为0位置的个数再加1。

2）

整型量top初始化为0,即把stack看作栈（虽然stack数组的内容永远不会变，但top的增减仍代表了进栈和出栈的操作）,top记录的是栈顶。

3）

bool型变量flag初始化为true。

下面各步骤都将在一个条件始终为真的死循环中进

展，该循环由一条对flag进展真假判断的if-else语句分成两大局部。

flag所代表的意义是:

假如当前栈顶（top）是经过了回退操作而达到的，如此flag会已被记录为假；否如此

flag为真。

死循环完毕的条件是top与max的值相等，即解出最终结果，或者是无解，最

终top小于0（无解的情况根本上在最初做题目的合法性检查时已经排除了）。

在死循环

中：

假如flag为真，进入步骤（4）,否如此进入步骤（5）。

4）

flag为真，说明栈顶（top）是经过正常的假设而达到的，并非由回退达到，那么：

根据

possible数组以与Exist函数，对栈顶所保存位置的可能出现的数字进展判断，把遇到的第

一个可能数字设置进sd数组，并判断top和max相等否，假如相等，退出死循环；假如发现1-9都不可能应用在栈顶所保存的位置，如此说明前面的假设有错误，此时应当回退，

即:

fix数组和sd数组的该位置重设为0,top减1，并将flag置为假。

本轮循环体完毕，继

续下一轮的循环。

5）

flag为假，说明是经过了回退才达到现在这个栈顶的，那么：

假如仍然没有可能的数

字可以应用在当前栈顶所保存的位置上，那么继续执行出栈操作，即：

sd数组的该位置重

设为0,top减1;否如此将遇到的第一个可能数字应用到该位置，即:

再设好sd数组，将

top加1,并将flag置为真。

本轮循环体完毕，继续下一轮的循环。

6）

假如start==1时，表示现在进展的是生成随机数独时求解，当start==0时，代表此

时验证是否有两解，函数不会直接退出循环。

而是在遍历完所有情况或者找到第二个解的时候退出程序。

（5）数独生成算法

通过该算法用以生成各种难度等级的数独题，通过对游戏规如此的分析，首先从以下

三个方面定义难度等级：

格总数和穷举搜索复杂度.该算法采用“挖洞"思想。

经过以下两步生成数独题：

1）运用上面的算法生成一个终盘；

2）“抹去"一局部数字来生成数独题：

1根据所需要的难度等级选取挖洞的个数；

2每次挖取改位置的数字时，首先检验挖去该数字后是否是唯一解，假如挖去该数字

后不是唯一解，如此禁止此次操作。

为了防止重复挖洞计算，对于一个不挖去的位置，用

一个新数组保存下来，每次到高位置时与跳过，经过剪枝后的算法速度会大幅的提高。

5运行与测试结果

5.1程序主要运行界面

图4游戏开始界面

2〕按下新游戏后的游戏界面，其中计时器开始计时，如图5所示。

3〕按下暂停后，界面将不可视，如图6所示。

5〕按下显示答案或者填入答案都正确，出现如图

图7难度选择界面

6）填入的数字违反游戏规如此时显示为红色，如图

图5游戏开始后运行界面

图6暂停后的界面

4〕按下难度选择后，出现难度选择界面，如图7所示:

8所示界面:

图8答案正确的界面

9所示：

图9违反规如此时数字界面

7〕点击右上角的帮助按钮，弹出帮助文档，界面如图10、11所示:

5.2系统测试

5.2.1界面操作测试

相应的功能。

5.2.2数独唯一解测试

解的情况存在。

5.2.3数独功能的完整性测试

的整体完整性。

如暂停时，擦出界面；不同的条件下，帮组文档会显示不同的解决方案。

6小结

该程序根本上实现了数独的功能。

通过此次的程序书写，加深我对mfc的理解和增强

了我对mfc的使用能力。

该程序偶尔会出现死机的情况，但在调试阶段已根本解决掉了内

存泄露的问题，死机的bug出现频率较低，且不知道原因何在，在以后的学习中，希望能进一步改善。