java版数独游戏核心算法（一）

package hlc.shudu.src;

/*
 * 数独的帮助类，里面提供数据所需的所有算法
 */
public class ShuduHelper {
 //数独地图数组
 private static int[][] maps = new int[9][9];
 //每个小九宫格可放置位置的数
 private static int[] canPutSum = new int[9];
 //用来存储之前放置过的位置
 static int[] used = new int[9];
 //是否已经完成地图的生成
 static boolean isOk = true;

 /*
  * 得到数独地图数组
  */
 public static int[][] getMap() {
 //判断是否已经完成地图的生成，要是没有完成就重新生成。
 //从这里就可以看出算法还有待优化，如果回溯的好的话就一直可以通过回溯来重新生成，而这里是通过重新执行生成算法来重新生成。希望感兴趣的朋友可以去实现以下。
  do{
   isOk = true;
   initMaps();
  }while(!isOk);
  return maps;
 }

 /*
  * 初始化maps
  */
 private static void initMaps() {
  // 初始化地图数组中没有填入任何数字
  for (int i = 0; i < 9; i++) {
   for (int j = 0; j < 9; j++) {
    maps[i][j] = -1;
   }
  }

  // 依次填入1~9
  for (int num = 1; num <= 9; num++) {
   for (int i = 0; i < 9; i++) {
    used[i] = -1;
    canPutSum[i] = -1;
   }
   // 遍历大九宫格中的每个小九宫格
   for (int i = 0; i < 9; i++) {
    if (canPutSum[i]==-1) {
     canPutSum[i] = getCanPutSum(i, num);
    }
    if (canPutSum[i]==1) {
     used[i] = -1;
    }

    if (canPutSum[i] == 0) {
     canPutSum[i] = -1;
     used[i] = -1;
     // 如果当前小九宫格中不能放入数字num，则回到前一个小九宫格
     if (i > 0) {
      // 将前一个九宫格中放num的位置清空
      if (used[i-1]!=-1) {
       //maps[(int) (Math.floor(used[i-1]/3)+Math.floor((i-1)/3)*3)][used[i-1]%3+((i-1)%3)*3]=-1;
       clearNum(i - 1, num);
      }
      // i回退一个，因为等会for循环灰给i加一，所以这里减2
      i -= 2;
      continue;
     } else {
      isOk = false;
      return;
     }
    } else {
     // 将num放入当前小九宫格中
     boolean flag = false;
     while (!flag) {
      int j = (int) (Math.random() * 9);
      // 当前小方格横坐标
      int ii = (i / 3) * 3 + j / 3;
      // 当前小方格纵坐标
      int jj = (i % 3) * 3 + j % 3;
      //System.out.println("num:"+num+"\tii:"+ii+"\tjj:"+jj);
      // 如果可以放置num则放置
      if (maps[ii][jj] == -1 && j!=used[i] && isCanPut(ii, jj, num)) {
       maps[ii][jj] = num;
       used[i] = j;
       canPutSum[i] -= 1;
       flag = true;
      }

     }
    }

   }
  }

 }

 /*
  * 清空第i个小九宫格中的num
  */
 private static void clearNum(int i, int num) {
  for (int j = 0; j < 9; j++) {
   // 当前小方格横坐标
   int ii = (i / 3) * 3 + j / 3;
   // 当前小方格纵坐标
   int jj = (i % 3) * 3 + j % 3;
   // 判断当前小方格是否可以放置
   if (maps[ii][jj] == num) {
    maps[ii][jj] = -1;
   }
  }

 }

 /*
  * 得到当前小九宫格可以放入数字num的位置数目
  */
 private static int getCanPutSum(int i, int num) {
  int sum = 0;
  // 遍历小九宫格
  for (int j = 0; j < 9; j++) {
   // 当前小方格横坐标
   int ii = (i / 3) * 3 + j / 3;
   // 当前小方格纵坐标
   int jj = i % 3 * 3 + j % 3;
   // 判断当前小方格是否可以放置
   if (maps[ii][jj] == -1 && isCanPut(ii, jj, num)) {
    ++sum;
   }
  }

  return sum;

 }

 /*
  * 指定横纵坐标点是否可以放置num
  */
 private static boolean isCanPut(int ii, int jj, int num) {
  // 判断指定坐标点的同行或同列是否有相同数字，要是有则为false
  for (int i = 0; i < 9; i++) {
   if (maps[ii][i] == num) {
    return false;
   }
   if (maps[i][jj] == num) {
    return false;
   }
  }
  return true;
 }
}