LeetCode上有一道数独题,https://leetcode.com/problems/sudoku-solver/。问题就不再赘述了。笔者能想到的方法就是根据数独的规则,然后暴力搜索了。
一开始用了List Set等集合类来表示当前的数字使用情况,结果性能较差,把List Set等集合类换成int[][]实现,性能大大提高了(-_-!平时用集合类用习惯了没想到性能差这么多)。
然后再把一个打印的地方给去掉。做了这两个优化后,在LeetCode上的执行时间从70ms减少为7ms。
不过LeetCode的这道数独题目比较简单(虽然显示是Hard类型的题),基本上不用怎么优化,但是实际上如果数独的解比较多时,暴搜应该就不太容易出结果了。下面是LeetCode上AC的代码。
代码:
public class Solution {
private static final char INVALID = '.';
private static final int SUDOKU_SIZE = 9;
private boolean isSolved = false;
public void solveSudoku(char[][] board) {
// rowStatus[i][j] == 1表示当前的数独中,第i行中,数字j已经被使用
// colStatus[i][j] == 1表示当前的数独中,第i列中,数字j已经被使用
// gridStatus[i][j] == 1表示当前的数独中,第i个九宫格中,数字j已经被使用(把一个数独的图分成9个九宫格,起始编号为0)
int[][] rowStatus, colStatus, gridStatus;
rowStatus = new int[SUDOKU_SIZE][SUDOKU_SIZE + 1];
colStatus = new int[SUDOKU_SIZE][SUDOKU_SIZE + 1];
gridStatus = new int[SUDOKU_SIZE][SUDOKU_SIZE + 1];
for (int i = 0; i < SUDOKU_SIZE; ++i) {
for (int j = 0; j < SUDOKU_SIZE; ++j) {
if (board[i][j] != INVALID) {
rowStatus[i][board[i][j] - '0'] = 1;
colStatus[j][board[i][j] - '0'] = 1;
gridStatus[i / 3 * 3 + j / 3][board[i][j] - '0'] = 1;
}
}
}
solveSudoku(board, 0, 0, rowStatus, colStatus, gridStatus);
}
private void solveSudoku(char[][] board, int i, int j,
int[][] rowStatus, int[][] colStatus,
int[][] gridStatus) {
if (board[i][j] == INVALID) {
// 如果当前位置没有合法值,尝试找一个
for (int k = 1; k <= SUDOKU_SIZE; ++k) {
if (rowStatus[i][k] != 1
&& colStatus[j][k] != 1
&& gridStatus[i / 3 * 3 + j / 3][k] != 1) {
// k是个合法值,试一下
board[i][j] = (char)(k + '0');
rowStatus[i][k] = 1;
colStatus[j][k] = 1;
gridStatus[i / 3 * 3 + j / 3][k] = 1;
if (i == SUDOKU_SIZE - 1 && j == SUDOKU_SIZE - 1) {
// Find the solution.
isSolved = true;
return;
} else {
// 还没完事,继续往下搜索
if (j < SUDOKU_SIZE - 1) {
solveSudoku(board, i, j + 1, rowStatus, colStatus, gridStatus);
} else {
solveSudoku(board, i + 1, 0, rowStatus, colStatus, gridStatus);
}
if (isSolved) {
return;
} else {
// 还没找到解,恢复一下现场,继续搜索
board[i][j] = INVALID;
rowStatus[i][k] = 0;
colStatus[j][k] = 0;
gridStatus[i / 3 * 3 + j / 3][k] = 0;
}
}
}
}
} else {
if (i == SUDOKU_SIZE - 1 && j == SUDOKU_SIZE - 1) {
// Find the solution.
isSolved = true;
return;
} else {
// 继续搜索
if (j < SUDOKU_SIZE - 1) {
solveSudoku(board, i, j + 1, rowStatus, colStatus, gridStatus);
} else {
solveSudoku(board, i + 1, 0, rowStatus, colStatus, gridStatus);
}
}
}
}
public static void main(String[] args) {
Solution solution = new Solution();
char[][] board = new char[][] {
{'5', '3', '.', '.', '7', '.', '.', '.', '.'},
{'6', '.', '.', '1', '9', '5', '.', '.', '.'},
{'.', '9', '8', '.', '.', '.', '.', '6', '.'},
{'8', '.', '.', '.', '6', '.', '.', '.', '3'},
{'4', '.', '.', '8', '.', '3', '.', '.', '1'},
{'7', '.', '.', '.', '2', '.', '.', '.', '6'},
{'.', '6', '.', '.', '.', '.', '2', '8', '.'},
{'.', '.', '.', '4', '1', '9', '.', '.', '5'},
{'.', '.', '.', '.', '8', '.', '.', '7', '9'},
};
solution.solveSudoku(board);
}
}