軟件工程實踐2019第三次做業

GitHub項目地址：

個人github項目連接：https://github.com/54zhazhahui/131700114

需求

實現一個命令行程序，不妨稱之爲Sudoku。

百度百科簡介：

數獨盤面是個九宮，每一宮又分爲九個小格。在這八十一格中給出必定的已知數字和解題條件，利用邏輯和推理，在其餘的空格上填入1-9的數字。使1-9每一個數字在每一行、每一列和每一宮中都只出現一次，因此又稱「九宮格」。

具體任務：

如今咱們想一步一步來，完成從三宮格到九宮格的進階；完成三宮格和其餘博客任務，就算過了初級考覈，其餘的算升級。具體各階規則以下：

三宮格：盤面是33。使1-3每一個數字在每一行、每一列中都只出現一次，不考慮宮； 四宮格：盤面是22四個宮，每一宮又分爲22四個小格。使1-4每一個數字在每一行、每一列和每一宮中都只出現一次； 五宮格：盤面是55。使1-5每一個數字在每一行、每一列中都只出現一次，不考慮宮； 六宮格：盤面是23六個宮，每一宮又分爲32六個小格。使1-6每一個數字在每一行、每一列和每一宮中都只出現一次； 七宮格：盤面是77。使1-7每一個數字在每一行、每一列中都只出現一次，不考慮宮； 八宮格：盤面是42八個宮，每一宮又分爲24八個小格。使1-8每一個數字在每一行、每一列和每一宮中都只出現一次； 九宮格：盤面是33九個宮，每一宮又分爲3*3九個小格。使1-9每一個數字在每一行、每一列和每一宮中都只出現一次；

PSP表格

<style type="text/css"> .tg {border-collapse:collapse;border-spacing:0;} .tg td{font-family:Arial, sans-serif;font-size:14px;padding:10px 5px;border-style:solid;border-width:1px;overflow:hidden;word-break:normal;border-color:black;} .tg th{font-family:Arial, sans-serif;font-size:14px;font-weight:normal;padding:10px 5px;border-style:solid;border-width:1px;overflow:hidden;word-break:normal;border-color:black;} .tg .tg-0pky{border-color:inherit;text-align:left;vertical-align:top} </style>

<table class="tg"> <tr> <th class="tg-0pky">PSP2.1</th> <th class="tg-0pky">Personal Software Process Stages</th> <th class="tg-0pky">預估耗時（分鐘）</th> <th class="tg-0pky">實際耗時（分鐘）</th> </tr> <tr> <td class="tg-0pky">Planning</td> <td class="tg-0pky">計劃</td> <td class="tg-0pky">10分鐘</td> <td class="tg-0pky">5分鐘</td> </tr> <tr> <td class="tg-0pky">Estimate</td> <td class="tg-0pky">估計這個任務須要多少時間</td> <td class="tg-0pky">36小時</td> <td class="tg-0pky">48小時</td> </tr> <tr> <td class="tg-0pky">Development</td> <td class="tg-0pky">開發</td> <td class="tg-0pky">4小時</td> <td class="tg-0pky">6小時</td> </tr> <tr> <td class="tg-0pky">Analysis</td> <td class="tg-0pky">需求分析 (包括學習新技術)</td> <td class="tg-0pky">2小時</td> <td class="tg-0pky">6小時</td> </tr> <tr> <td class="tg-0pky">Design Spec</td> <td class="tg-0pky">生成設計文檔</td> <td class="tg-0pky">2小時</td> <td class="tg-0pky">4小時</td> </tr> <tr> <td class="tg-0pky">Design Review</td> <td class="tg-0pky">設計複審</td> <td class="tg-0pky">2小時</td> <td class="tg-0pky">1小時</td> </tr> <tr> <td class="tg-0pky">Coding Standard</td> <td class="tg-0pky">代碼規範 (爲目前的開發制定合適的規範)</td> <td class="tg-0pky">1小時</td> <td class="tg-0pky">4小時</td> </tr> <tr> <td class="tg-0pky">Design</td> <td class="tg-0pky">具體設計</td> <td class="tg-0pky">1小時</td> <td class="tg-0pky">1小時</td> </tr> <tr> <td class="tg-0pky">Coding</td> <td class="tg-0pky">具體編碼</td> <td class="tg-0pky">2小時</td> <td class="tg-0pky">1小時</td> </tr> <tr> <td class="tg-0pky">Code Review</td> <td class="tg-0pky">代碼複審</td> <td class="tg-0pky">2小時</td> <td class="tg-0pky">30分鐘</td> </tr> <tr> <td class="tg-0pky">Test</td> <td class="tg-0pky">測試（自我測試，修改代碼，提交修改）</td> <td class="tg-0pky">2小時</td> <td class="tg-0pky">8小時</td> </tr> <tr> <td class="tg-0pky">Reporting</td> <td class="tg-0pky">報告</td> <td class="tg-0pky">1小時</td> <td class="tg-0pky">1小時</td> </tr> <tr> <td class="tg-0pky">Test Repor</td> <td class="tg-0pky">測試報告</td> <td class="tg-0pky">30分鐘</td> <td class="tg-0pky">10分鐘</td> </tr> <tr> <td class="tg-0pky">Size Measurement</td> <td class="tg-0pky">計算工做量</td> <td class="tg-0pky">10分鐘</td> <td class="tg-0pky">20分鐘</td> </tr> <tr> <td class="tg-0pky">Postmortem &amp; Process Improvement Plan</td> <td class="tg-0pky">過後總結, 並提出過程改進計劃</td> <td class="tg-0pky">30分鐘</td> <td class="tg-0pky">45分鐘</td> </tr> <tr> <td class="tg-0pky">合計</td> <td class="tg-0pky"></td> <td class="tg-0pky">19.2小時</td> <td class="tg-0pky">33.2小時</td> </tr> </table> # 解題思路 看完題目要求以後，我就本身動手畫了了一個九宮格。在作題目的過程當中，我慢慢體會到解題的思路。基本上就是，排查一個空可能填的數，當只剩下一種可能的時候就能夠填了。可是有時候可能有兩種或者更多的可能值，這就須要咱們去試探了。由於題目比較簡單，思路也很快就出來了。用正常的搜索+遞歸，就能把題目要求的惟一解（標準）數獨算出來。比較難的就須要咱們去試探了。據說有道史上最難的數獨，只有最聰明的人才能解出來，但願個人程序能夠算出來。 # 源代碼 先看一下主函數吧。這個文件輸入輸出我整整搞了兩天，最後發現兩個問題。一個是vs2017創建項目的時候，應該選擇創建Windows控制檯應用程序。還有一個問題就是input.txt和output.txt寫成input.txt.txt和output.txt.txt。講真的，我自閉了，心態被搞崩了。看了好多資料，用了無數的方法都不行。最後能夠實現的那一刻，內心舒服了好多。 **主函數** ``` int main(int argc, char** argv) { int i, j; ifstream ifp; ofstream ofp; m = atoi(argv[2]);//宮階數 n = atoi(argv[4]);//盤面數 choosemn(); ifp.open(argv[6]); if (!ifp.is_open())//判斷文件是否成功打開 cout << "文件打開失敗" << endl; ofp.open(argv[8]); if (!ofp.is_open()) cout << "文件打開失敗" << endl; while (n > 0) { resetmay(); for (i = 0; i < m; i++)//輸入數獨盤面 { for (j = 0; j < m; j++) { ifp >> a[i][j].num; } } inputsign(); scansign();

for (i = 0; i < m; i++)//輸出解出的數獨
	{
		for (j = 0; j < m; j++)
		{
			if (j < (m - 1))
				ofp << a[i][j].num << " ";
			else
				ofp << a[i][j].num;
		}
		ofp << endl;
	}
	ofp << endl;
	n--;
}
return 0;

}

**結構體定義數據**

struct number //每一個數的結構體 sa { int sign;//定義一個標記,表示這個數還有幾種可能的取值 int maybe[9] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };//定義num的可能取值 int num;//定義num的肯定值 }a[9][9];

### 核心代碼
核心代碼是兩個函數，一個**惟一值函數**，一個**排查函數**。

 **惟一值函數**

void onlyone(int i, int j)//這個函數是把惟一解求出來； { for (int k = 0; k < line; k++) //惟一解在maybe裏面 { if (a[i][j].maybe[k] != 0) { a[i][j].num = a[i][j].maybe[k]; a[i][j].maybe[k] = 0; a[i][j].sign = 0; del(i, j); break; } } }

**排查函數**

void deletehl(int i, int j) { for (int k = 0; k < line; k++)//把同一行的sign減一，把maybe的可能取值變零 { if (a[i][k].maybe[a[i][j].num - 1] != 0)//若是不等0，說明還沒去掉這個可能； //等0的話，說明前面已經去掉了，sign不用再減一了； { a[i][k].maybe[a[i][j].num - 1] = 0; a[i][k].sign--; if (a[i][k].sign == 1) { onlyone(i, k); } }//把同一行的相同可能值刪掉

if (a[k][j].maybe[a[i][j].num - 1] != 0)
	{
		a[k][j].maybe[a[i][j].num - 1] = 0;
		a[k][j].sign--;
		if (a[k][j].sign == 1)
		{
			onlyone(k, j);
		}
	}//把同一列的相同可能值刪掉 
}

}

void deletegong(int i, int j) { //宮的首地址計算 //x,y；這個宮的首個數的地址爲a[x][y] ; int x, y; x = (i / gongrow) * gongrow; y = (j / gongline) * gongline; for (int gi = 0; gi < gongrow; gi++) for (int gj = 0; gj < gongline; gj++)//把同一宮的sign減一，把maybe【num】的取值變零 { if (a[gi + x][gj + y].maybe[a[i][j].num - 1] != 0) { a[gi + x][gj + y].maybe[a[i][j].num - 1] = 0; a[gi + x][gj + y].sign--; if (a[gi + x][gj + y].sign == 1) { onlyone(gi + x, gj + y); } } } }

惟一值函數就是當一個空的可能性只有一種的時候，就能夠填入了。
排查函數就是把同一列或同一行或同一宮的，已存在的值的可能性排除掉。
### 數據測試
下面是5和6宮格的數據測試結果
![](https://img2018.cnblogs.com/blog/1797348/201909/1797348-20190925220600589-545168212.png)
![](https://img2018.cnblogs.com/blog/1797348/201909/1797348-20190925220640289-1100503425.png)
### 性能分析
![](https://img2018.cnblogs.com/blog/1797348/201909/1797348-20190925223552849-1785591570.png)
![](https://img2018.cnblogs.com/blog/1797348/201909/1797348-20190925223640034-1913736679.png)
![](https://img2018.cnblogs.com/blog/1797348/201909/1797348-20190925223659569-995779287.png)


###總結
此次做業花了我很長的時間，可是也是收穫滿滿。好比說學會了在github上傳代碼，還有vs2017的使用，還有文件輸入輸出！！！在寫做業的過程當中遇到了不少困難，不少bug，不少意想不到的問題，當是經過本身的努力，一步步攻克過來，最後成功解決。我以爲這個過程纔是最重要的，也是我此次最大的收穫。