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编程问答

编程大实践数独破解 #Cilay #嵩天

發布時間：2024/1/8 编程问答 70 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 #嵩天小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

圖形界面數獨游戲

一、項目背景

1.數獨

**數獨（Sudoku）**是一種數學邏輯游戲，游戲由9×9個格子組成，玩家需要根據格子提供的數字推理出其他格子的數字。

這種游戲只需要邏輯思維能力，與數字運算無關，所以數學不好的人也很適合。

雖然玩法簡單，但提供的數字卻千變萬化，所以不少教育者認為數獨是鍛煉腦筋的好方法。

數獨游戲由美國自由拼圖發明者Howard Garns于1979年發明，日本出版商Nikoli于1986年發展，意思為“每個格子只有一個數字”。

數獨規則：

數獨游戲由九個3*3的九宮格呈3*3排列，構成9*9小格的矩陣，每個小格中只能填入1-9中的一個數字，對于數字的位置有如下限制：

?

矩陣的每一行包含1-9的每一個數字，且不能重復
?

矩陣每一列的數字不能重復（要求同行）
?

每一個3*3的九宮格內，數字不能重復

一個填好的9*9矩陣稱為終盤(Endgame)，在終盤中去掉部分數字，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算機操作用戶界面。

與早期計算機使用的命令行界面相比，除了降低用戶的操作負擔之外，對于新用戶而言，圖形界面對于用戶來說在視覺上更易于接受，學習成本大幅下降，也讓電腦的大眾化得以實現。

雖然圖形用戶界面已經成為現代電腦的主要界面，然而這界面必定要透過在顯示器的特定位置，以“各種美觀、而不單調的視覺消息”提示用戶“狀態的改變”，勢必得比簡單的文字消息呈現，花上更多的電腦運算能力，計算“要改變顯示器哪些光點，變成哪些顏色”，功能命令的設計也比較復雜，現代操作系統的圖形復雜程度更遠超早期的GUI。

3.QT

Qt是一個跨平臺的C++應用程序開發框架。廣泛用于開發GUI程序，這種情況下又被稱為部件工具箱。也可用于開發非GUI程序，例如控制臺工具和服務器。

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

Qt使用標準的C++和特殊的代碼生成擴展以及一些宏。通過語言綁定，其他的編程語言也可以使用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。

官方網站：Qt | Cross-platform software development for embedded & desktop

4.PyQT

PyQt 是一組用于Qt 公司的Qt 應用程序框架的 Python 綁定，可在 Qt支持的所有平臺上運行，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 模塊實現的，包含 1,000 多個類。

項目地址：PyQt5 · PyPI

二、項目目標

1.主要目標

編寫一個擁有圖形界面的數獨游戲，功能包括：

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游戲主要界面、鼠標/鍵盤交互操作
?

游戲過程控制（新建游戲、加載問題、重新開始、退出等）
?

支持自動游戲求解

2.目標分解

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編寫圖像用戶界面
?

根據添加相關功能

三、技術選型

1.問題：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來構建。

?

PyQT
?

TKinter
?

WxPython
?

PySide
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Kivy
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PySimpleGUI

2.問題：數獨生成算法有那幾種？

一般有兩種數獨生成算法：

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矩陣變換：對一個正確的終盤使用隨機的矩陣變換，得到一個合乎規范的新終盤，此方法隨機程度較差，結果與初始差別不大
?

自動生成：利用求解算法，先隨機填入一些初始格，后交給求解算法得到終盤

3.問題：數獨求解算法有那幾種？

目前，主流的數獨求解算法有以下幾種：

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暴力搜索：（效率低）
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舞蹈鏈算法：使用交叉鏈表優化搜索的算法
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基于約束滿足問題的搜索算法：使用啟發式函數優化搜索流程，使更快得解
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推理算法：使用邏輯推理的形式，推出問題內容，適用于簡單數獨求解，復雜數獨將無法求解

四、課堂要求

1.提交項目結構

--javascripttypescriptbashsqljsonhtmlcssccppjavarubypythongorustmarkdown

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

2.標注核心算法函數位置