第二次作业——个人项目实战：数独

第二次作业——个人项目实战：数独

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运行环境： windows10
编程IDE: Visual Studio 2017 社区版
编程语言： C++
Github地址：传送门

1)项目需求

利用程序随机构造出N个已解答的数独棋盘。
输入： 数独棋盘题目个数N（0< N<=1000000）
输出：随机生成N个 不重复 的 已解答完毕的 数独棋盘，并输出到sudoku.txt中

2)解题思路

首先我想到的是本题中的随机性，用C++中的随机函数rand()来产生随机数。在一开始先利用随机数生成左上角的第一个宫格，在此过程中只需要判断第一个宫格是否数独冲突。在接下去的宫格生成过程中，需要每个数的宫格检查、行检查、列检查。而在后续的宫格生成过程中可能会存在无解的情况，这时候就需要回溯重来。
由于左上第一个数字是固定的，则第一个宫格的随机排列组合有8!=40320种，若再加上其他行列的变化后会有几何数级增长的可能性，经过了解，数独的可能有6,670,903,752,021,072,936,960种组合。其他宫格中每个数字的生成有9种可能（1~9），若试完这些可能仍然无法填入宫格则为无解，需要重新再来。

3)设计实现

采用一个动态的二维数组来表示数独棋盘(9×9)，初始化为0表示未填入。设计列检查、行检查、宫检查的函数以及生成宫格的函数和打印函数（检查用）。输入需要生成棋盘的个数N后，开始初始化棋盘，首先用随机数生成一个满足要求的第一宫格，接下去的八个宫格均同样方法（若无解回到第一步生成宫格开始），为提高效率，若重试次数过多（这里限制为100次），则重新生成整个棋盘。(简单粗暴的方法)

4)代码说明

//行检查(列检查同理)
bool Sudoku_Row(int arr[9][9],int row, int num)
{
	bool flag = false;
	for (int i = 0; i < 9; i++)
	{
		if (arr[row][i] == num) 
		{
			flag = true;
			break;
		}
	}
	return flag;
}
//宫检查
bool Sudoku_Square(int arr[9][9],int row, int col, int num)
{
	bool flag = false;  //冲突标志
	int Square_Row = (row / 3) * 3;
	int Square_Col = (col / 3) * 3;
	for (int i = 0; i < 3; i++)
	{
		for (int j = 0; j < 3; j++)
		{
			if (arr[Square_Row + i][Square_Col + j] == num)
			{
				flag = true;
				break;
			}
		}
	}
	return flag;
}
//生成宫格
bool makeSquare(int arr[9][9],int num)
{
	int square_row = (num / 3) * 3;
	int square_col = (num % 3) * 3;
	int x, y;
	int temp;
	if (num == 0)  //第一个宫格
	{
		for (int i = 1; i < 9; i++)
		{
			x = square_row + i / 3;
			y = square_col + i % 3;
			temp = Random(8) + 2;//生成2~9的随机数
			if (!Sudoku_Square(arr, x, y, temp))
			{
				arr[x][y] = temp;
			}
			else i--;
		}
	}
	else  //其他宫格
	{
		int try_count = 0;
		temp = Random(9)+1;////生成1~9的随机数
		for (int i = 0; i < 9; i++)
		{
			x = square_row + i / 3;
			y = square_col + i % 3;
			temp++;
			temp = temp % 10;//循环随机数在1~9范围内
			if (!Sudoku_Square(arr, x, y, temp) && !Sudoku_Col(arr, y, temp) && !Sudoku_Row(arr, x, temp)&&temp!=0)
			{
				arr[x][y] = temp;
				try_count = 0;
			}
			else
			{
				i--;
				try_count++;
			}
			if (try_count > 10)
			{
				return false;
				break;
			}//若所有可能试完则返回无解
		}
	}
	return true;//有解
}

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5)测试运行

N=10000
如图所示 输出和宫格生成占用的时间最多，在这方面还有很多需要改善。
由于项目开始时间太晚，只能先完成这些部分了，后续再完善（有生之年）

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6)关于执行力与泛泛而谈

执行力是一个种将意愿转化为实际结果的能力，也就是与办事能力、工作效率相挂钩。若是三分钟热度，往往只是停留在空想阶段，容易泛泛而谈，一旦碰壁就放弃。兴趣和热情很重要，方式方法也是另一面手心，热情毕竟是有限的，提高执行力能看到实际的结果，也比较有信心把这件事做下去。

PSP

PSP2.1	Personal Software Process Stages	预估耗时（分钟）	实际耗时（分钟）
Planning	计划	600	800
· Estimate	· 估计这个任务需要多少时间	30	20
Development	开发	600	800
· Analysis	· 需求分析 (包括学习新技术)	120	60
· Design Spec	· 生成设计文档	100	60
· Design Review	· 设计复审 (和同事审核设计文档)	60	30
· Coding Standard	· 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范)	100	0
· Design	· 具体设计	100	100
· Coding	· 具体编码	600	800
· Code Review	· 代码复审	100	150
· Test	· 测试（自我测试，修改代码，提交修改）	100	150
Reporting	报告	150	250
· Test Report	· 测试报告	60	30
· Size Measurement	· 计算工作量	30	25
· Postmortem & Process Improvement Plan	· 事后总结, 并提出过程改进计划	30	10
合计		2180	2485