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编程问答

编程大实践数独破解 #Cilay #嵩天

發(fā)布時(shí)間：2024/1/8 编程问答 51 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了编程大实践数独破解 #Cilay #嵩天小編覺(jué)得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.

圖形界面數(shù)獨(dú)游戲

一、項(xiàng)目背景

1.數(shù)獨(dú)

**數(shù)獨(dú)（Sudoku）**是一種數(shù)學(xué)邏輯游戲，游戲由9×9個(gè)格子組成，玩家需要根據(jù)格子提供的數(shù)字推理出其他格子的數(shù)字。

這種游戲只需要邏輯思維能力，與數(shù)字運(yùn)算無(wú)關(guān)，所以數(shù)學(xué)不好的人也很適合。

雖然玩法簡(jiǎn)單，但提供的數(shù)字卻千變?nèi)f化，所以不少教育者認(rèn)為數(shù)獨(dú)是鍛煉腦筋的好方法。

數(shù)獨(dú)游戲由美國(guó)自由拼圖發(fā)明者Howard Garns于1979年發(fā)明，日本出版商N(yùn)ikoli于1986年發(fā)展，意思為“每個(gè)格子只有一個(gè)數(shù)字”。

數(shù)獨(dú)規(guī)則：

數(shù)獨(dú)游戲由九個(gè)3*3的九宮格呈3*3排列，構(gòu)成9*9小格的矩陣，每個(gè)小格中只能填入1-9中的一個(gè)數(shù)字，對(duì)于數(shù)字的位置有如下限制：

?

矩陣的每一行包含1-9的每一個(gè)數(shù)字，且不能重復(fù)
?

矩陣每一列的數(shù)字不能重復(fù)（要求同行）
?

每一個(gè)3*3的九宮格內(nèi)，數(shù)字不能重復(fù)

一個(gè)填好的9*9矩陣稱為終盤(Endgame)，在終盤中去掉部分?jǐn)?shù)字，供解謎者填寫，稱為初盤。

2.圖形用戶界面

圖形用戶界面（Graphical User Interface，縮寫：GUI）是指采用圖形方式顯示的計(jì)算機(jī)操作用戶界面。

與早期計(jì)算機(jī)使用的命令行界面相比，除了降低用戶的操作負(fù)擔(dān)之外，對(duì)于新用戶而言，圖形界面對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)在視覺(jué)上更易于接受，學(xué)習(xí)成本大幅下降，也讓電腦的大眾化得以實(shí)現(xiàn)。

雖然圖形用戶界面已經(jīng)成為現(xiàn)代電腦的主要界面，然而這界面必定要透過(guò)在顯示器的特定位置，以“各種美觀、而不單調(diào)的視覺(jué)消息”提示用戶“狀態(tài)的改變”，勢(shì)必得比簡(jiǎn)單的文字消息呈現(xiàn)，花上更多的電腦運(yùn)算能力，計(jì)算“要改變顯示器哪些光點(diǎn)，變成哪些顏色”，功能命令的設(shè)計(jì)也比較復(fù)雜，現(xiàn)代操作系統(tǒng)的圖形復(fù)雜程度更遠(yuǎn)超早期的GUI。

3.QT

Qt是一個(gè)跨平臺(tái)的C++應(yīng)用程序開發(fā)框架。廣泛用于開發(fā)GUI程序，這種情況下又被稱為部件工具箱。也可用于開發(fā)非GUI程序，例如控制臺(tái)工具和服務(wù)器。

Qt 被用于 OPIE、Skype、VLC media player、Adobe Photoshop Elements、VirtualBox與Mathematica以及被Autodesk、歐洲空間局、夢(mèng)工廠、Google、HP、KDE、盧卡斯影業(yè)、西門子公司、沃爾沃集團(tuán)，華特迪士尼動(dòng)畫制作公司、三星集團(tuán)、飛利浦、Panasonic所使用。它是 Digia 公司的產(chǎn)品。

Qt使用標(biāo)準(zhǔn)的C++和特殊的代碼生成擴(kuò)展以及一些宏。通過(guò)語(yǔ)言綁定，其他的編程語(yǔ)言也可以使用Qt。 Qt是自由且開放源代碼的軟件，在GNU寬通用公共許可證（LGPL）條款下發(fā)布。所有版本都支持廣泛的編譯器，包括GCC的C++編譯器和Visual Studio。

官方網(wǎng)站：Qt | Cross-platform software development for embedded & desktop

4.PyQT

PyQt 是一組用于Qt 公司的Qt 應(yīng)用程序框架的 Python 綁定，可在 Qt支持的所有平臺(tái)上運(yùn)行，包括 Windows、macOS、Linux、iOS 和 Android。

PyQt6 支持 Qt v6，PyQt5 支持 Qt v5，PyQt4 支持 Qt v4。綁定是作為一組 Python 模塊實(shí)現(xiàn)的，包含 1,000 多個(gè)類。

項(xiàng)目地址：PyQt5 · PyPI

二、項(xiàng)目目標(biāo)

1.主要目標(biāo)

編寫一個(gè)擁有圖形界面的數(shù)獨(dú)游戲，功能包括：

?

游戲主要界面、鼠標(biāo)/鍵盤交互操作
?

游戲過(guò)程控制（新建游戲、加載問(wèn)題、重新開始、退出等）
?

支持自動(dòng)游戲求解

2.目標(biāo)分解

?

編寫圖像用戶界面
?

根據(jù)添加相關(guān)功能

三、技術(shù)選型

1.問(wèn)題：圖形界面框架如何選擇？

Python常用第三方GUI圖形界面框架如下，推薦使用PyQT、TKinter、PySimpleGUI來(lái)構(gòu)建。

?

PyQT
?

TKinter
?

WxPython
?

PySide
?

Kivy
?

PySimpleGUI

2.問(wèn)題：數(shù)獨(dú)生成算法有那幾種？

一般有兩種數(shù)獨(dú)生成算法：

?

矩陣變換：對(duì)一個(gè)正確的終盤使用隨機(jī)的矩陣變換，得到一個(gè)合乎規(guī)范的新終盤，此方法隨機(jī)程度較差，結(jié)果與初始差別不大
?

自動(dòng)生成：利用求解算法，先隨機(jī)填入一些初始格，后交給求解算法得到終盤

3.問(wèn)題：數(shù)獨(dú)求解算法有那幾種？

目前，主流的數(shù)獨(dú)求解算法有以下幾種：

?

暴力搜索：（效率低）
?

舞蹈鏈算法：使用交叉鏈表優(yōu)化搜索的算法
?

基于約束滿足問(wèn)題的搜索算法：使用啟發(fā)式函數(shù)優(yōu)化搜索流程，使更快得解
?

推理算法：使用邏輯推理的形式，推出問(wèn)題內(nèi)容，適用于簡(jiǎn)單數(shù)獨(dú)求解，復(fù)雜數(shù)獨(dú)將無(wú)法求解

四、課堂要求

1.提交項(xiàng)目結(jié)構(gòu)

--javascripttypescriptbashsqljsonhtmlcssccppjavarubypythongorustmarkdown

main.py 項(xiàng)目執(zhí)行主文件 README.md 項(xiàng)目描述說(shuō)明文檔 requirements.txt 項(xiàng)目依賴包版本號(hào)（項(xiàng)目需要下載到本地執(zhí)行，如果有第三方依賴包，必須填寫）

2.標(biāo)注核心算法函數(shù)位置