JAVA数独解题（二）：摒除法与优化框架
- 摒除法
- SudoUtil
- 优化框架
- AbstractCalc
- CalcEnum
- SudoListener 和 SudoPrintImpl
- DataConstant
- 代码详情
- 总结
摒除法
摒除法：是通过数字所在行或列或宫中，如果能够确定该数字在其所在行、列、宫中，只有一个单元格能够填写，那就确实这个数字就属于这个单元格。（描述不好，请移步数独解题方法大全 或 数独游戏进阶之占位法详解
所以逻辑就是遍历所有空单元格，再便利该单元格内所有候选值，如果其中一个候选值满足如上条件，则确定这个候选值就是最终值。
package com.suduku.calc;
import com.suduku.calc.enums.CalcEnum;
import com.suduku.entity.Box;
import com.suduku.util.SudoUtil;
/**
* 摒除法（数字在所在行或列或宫中，只有一个空格能够填写，则确定是唯一数字） <br/>
* 测试数据：DataConstant.XING_01_50
*/
public class OnlyBoxCalc extends AbstractCalc {
@Override
Box solve() {
// 遍历单元格列表
long count = -1;
for(Box box : getBoxList()) {
// 如果是空白格
if(box.isBlank()) {
// 遍历该单元格的候选值列表
for(Integer n : box.getCList()) {
// 判断所在宫内是否唯一
count = SudoUtil.getNumCount(getGList(box), box.getI(), n);
if(count == 0) {
// 说明在该宫中，数字n只有当前单元格存在
getSudo().getListener().sendMsg("通过所在宫");
box.setVAndClear(n);
return box;
}
// 判断所在行内是否唯一
count = SudoUtil.getNumCount(getXList(box), box.getI(), n);
if(count == 0) {
// 说明在该行中，数字n只有当前单元格存在
getSudo().getListener().sendMsg("通过所在行");
box.setVAndClear(n);
return box;
}
// 判断所在列内是否唯一
count = SudoUtil.getNumCount(getYList(box), box.getI(), n);
if(count == 0) {
// 说明在该宫中，数字n只有当前单元格存在
getSudo().getListener().sendMsg("通过所在列");
box.setVAndClear(n);
return box;
}
}
}
}
return null;
}
}SudoUtil
新增方法
/**
* 功能描述: 统计在area区域内，数字v不在当前单元格内出现的个数 <br/>
*
* @param areaList 区域列表
* @param i 下标
* @param v 数字
* @return "long"
*/
public static long getNumCount(List<Box> areaList, int i, Integer v) {
return areaList.stream().filter(b -> b.isBlank() && b.getI() != i && b.getCList().contains(v)).count();
}优化框架
AbstractCalc
由于在编写 摒除法 的过程中，发现有很多重复获取区域列表的内容，所以就提取到基类中获取。
package com.suduku.calc;
import com.suduku.entity.Box;
import com.suduku.entity.Sudo;
import com.suduku.calc.enums.CalcEnum;
import lombok.Data;
import java.util.List;
/**
* 基础解题方法 <br/>
*
* @author chena
*/
@Data
public abstract class AbstractCalc {
private Sudo sudo;
/**
* 功能描述: 实例化 <br/>
*
* @param clazz AbstractCalc子类
* @return "com.suduku.calc.AbstractCalc"
*/
public static AbstractCalc getInstance(Class<? extends AbstractCalc> clazz) {
try {
return clazz.newInstance();
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException("实例化异常：" + e.getMessage());
}
}
/**
* 功能描述: 计算 <br/>
*
* @return "com.suduku.calc.enums.CalcResultEnum"
*/
public boolean calculate() {
this.sudo.getListener().useCalc(this);
// 解题
Box box = solve();
if(box != null) {
// 刷新
this.sudo.refreshOtherBox(box);
// 发送改变监听
this.sudo.getListener().change(this.sudo.getBoxList(), box);
if(box.isBlank()) {
// 如果没有得到结果，则重复执行
calculate();
}
return true;
}
return false;
}
/**
* 功能描述: 解题方法 <br/>
*
* @return "com.suduku.entity.Box"
*/
abstract Box solve();
/**
* 功能描述: 算法枚举 <br/>
*
* @return "com.suduku.calc.enums.CalcEnum"
*/
public CalcEnum getCalcEnum() {
return CalcEnum.indexOf(this.getClass());
}
/**
* 功能描述: 方便使用，减少算法实现中的获取变量太长的写法 <br/>
*
* @return "java.util.List<com.suduku.entity.Box>"
*/
protected List<Box> getBoxList() {
return this.sudo.getBoxList();
}
/**
* 功能描述: 方便使用，获取当前单元格所在行的单元格集合 <br/>
*
* @param box 单元格
* @return "java.util.List<com.suduku.entity.Box>"
*/
protected List<Box> getXList(Box box) {
return this.sudo.getXMap().get(box.getX());
}
/**
* 功能描述: 方便使用，获取当前单元格所在列的单元格集合 <br/>
*
* @param box 单元格
* @return "java.util.List<com.suduku.entity.Box>"
*/
protected List<Box> getYList(Box box) {
return this.sudo.getYMap().get(box.getY());
}
/**
* 功能描述: 方便使用，获取当前单元格所在宫的单元格集合 <br/>
*
* @param box 单元格
* @return "java.util.List<com.suduku.entity.Box>"
*/
protected List<Box> getGList(Box box) {
return this.sudo.getGMap().get(box.getG());
}
}CalcEnum
编写过程中，发现双向绑定太过于麻烦，所以添加了indexOf方法
package com.suduku.calc.enums;
import com.suduku.calc.AbstractCalc;
import com.suduku.calc.OnlyBoxCalc;
import com.suduku.calc.OnlyNumCalc;
import com.suduku.calc.TemplateCalc;
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Getter;
/**
* 功能描述: 算法枚举 <br/>
*
*/
@Getter
@AllArgsConstructor
public enum CalcEnum {
/***/
ONLY_NUM(OnlyNumCalc.class, "唯余法", "唯一余数法（当前单元格中，候选数字只有一个）"),
ONLY_BOX(OnlyBoxCalc.class, "摒除法", "摒除法（数字在所在行或列或宫中，只有一个空格能够填写，则确定是唯一数字）"),
;
/**
* 功能描述: 通过类，获取枚举 <br/>
*
* @param clazz 类
* @return "com.suduku.calc.enums.CalcEnum"
*/
public static CalcEnum indexOf(Class<? extends AbstractCalc> clazz) {
for(CalcEnum ce : CalcEnum.values()) {
if(clazz.equals(ce.getClazz())) {
return ce;
}
}
return null;
}
private Class<? extends AbstractCalc> clazz;
private String name;
private String msg;
}SudoListener 和 SudoPrintImpl
并且在打印监听是，发现输出格式不是很友好，优化了监听内容
package com.suduku.listener;
import com.suduku.calc.AbstractCalc;
import com.suduku.entity.Box;
import java.util.List;
/**
* 监听接口 <br/>
*
* @author chena
*/
public interface SudoListener {
/**
* 功能描述: 发送提示信息 <br/>
*
* @param msg 消息内容
*/
void sendMsg(String msg, Object ...args);
/**
* 功能描述: 改变内容 <br/>
*
* @param list 数独列表
* @param b 单元格
*/
void change(List<Box> list, Box b);
/**
* 功能描述: 使用算法 <br/>
*
* @param ac 算法
*/
void useCalc(AbstractCalc ac);
}package com.suduku.listener.impl;
import com.suduku.calc.AbstractCalc;
import com.suduku.entity.Box;
import com.suduku.listener.SudoListener;
import com.suduku.util.SudoUtil;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;
/**
* 数独输出实现监听 <br/>
*
* @author chena
*/
public class SudoPrintImpl implements SudoListener {
@Override
public void sendMsg(String msg, Object ...args) {
System.out.printf(msg, args);
}
@Override
public void change(List<Box> list, Box b) {
sendMsg("确认位置【行：%d，列：%d】\t值为：【%d】\t候选值为：【%s】\n",
b.getX() + 1, b.getY() + 1, b.getV(),
b.getCList().stream().map(String::valueOf).collect(Collectors.joining(",")));
SudoUtil.print(list, b);
}
@Override
public void useCalc(AbstractCalc ac) {
sendMsg("尝试【\t%s\t】\n", ac.getCalcEnum().getName());
}
}DataConstant
新增数独数据 XING_01_50，将原先数独名修改为：RANDOM_01_01
/** 一星50关 */
public static final String XING_01_50 = "006800005080200007050347200000000013003009000800000500000060080000403000700100020";代码详情
总结
通过一边编写逻辑，一边优化框架的过程中，不断的进行抽象和封装。使框架和代码具有更好的扩展和易于使用。
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