leetcode-37-sudoku solver

题目:求解数独,假设只有一种结果。

回溯法递归判断每一个 空位置的 所有可能性。
比如 第一个为空 的位置 为1是是有效的,然后递归调用 solvesudoku(新的第一个位置为1的board),依次递归。如果false了,在返回到第一个位置为第二个有效数字的情况。

注意:
board[i][j] = ‘1’ + k;
int 和 char 可以直接加,vector。

// LeetCode, Sudoku Solver
// 时间复杂度O(9^4),空间复杂度O(1)
class Solution {
public:
    bool solveSudoku(vector<vector<char> > &board) {
        for (int i = 0; i < 9; ++i)
            for (int j = 0; j < 9; ++j) {
                if (board[i][j] == '.') {
                    for (int k = 0; k < 9; ++k) {
                        board[i][j] = '1' + k;
                        if (isValid(board, i, j) && solveSudoku(board))
                            return true;
                        board[i][j] = '.';
                    }
                    return false;
                }
            }
        return true;
    }
private:
    // 检查 (x, y) 是否合法
    bool isValid(const vector<vector<char> > &board, int x, int y) {
        int i, j;
        for (i = 0; i < 9; i++) // 检查 y 列
            if (i != x && board[i][y] == board[x][y])
                return false;
        for (j = 0; j < 9; j++) // 检查 x 行
            if (j != y && board[x][j] == board[x][y])
                return false;
        for (i = 3 * (x / 3); i < 3 * (x / 3 + 1); i++)
            for (j = 3 * (y / 3); j < 3 * (y / 3 + 1); j++)
                if ((i != x || j != y) && board[i][j] == board[x][y])
                    return false;
        return true;
    }
};
class Solution {
public:
    void solveSudoku(vector<vector<char> > &board) {
        for(int i = 0; i < 9; i++)
            for(int j = 0; j < 9; j++)
                if(board[i][j] != '.')
                    fill(i, j, board[i][j] - '0');
        solver(board, 0);
    }

    bool solver(vector<vector<char> > &board, int index)
    {// 0 <= index <= 80,index表示接下来要填充第index个格子
        if(index > 80)return true;
        int row = index / 9, col = index - 9*row;
        if(board[row][col] != '.')
            return solver(board, index+1);
        for(int val = '1'; val <= '9'; val++)//每个为填充的格子有9种可能的填充数字
        {
            if(isValid(row, col, val-'0'))
            {
                board[row][col] = val;
                fill(row, col, val-'0');
                if(solver(board, index+1))return true;
                clear(row, col, val-'0');
            }
        }
        board[row][col] = '.';//注意别忘了恢复board状态
        return false;
    }

    //判断在第row行col列填充数字val后,是否是合法的状态
    bool isValid(int row, int col, int val)
    {
        if(rowValid[row][val] == 0 &&
           columnValid[col][val] == 0 &&
           subBoardValid[row/3*3+col/3][val] == 0)
           return true;
        return false;
    }

    //更新填充状态
    void fill(int row, int col, int val)
    {
        rowValid[row][val] = 1;
        columnValid[col][val] = 1;
        subBoardValid[row/3*3+col/3][val] = 1;
    }

    //清除填充状态
    void clear(int row, int col, int val)
    {
        rowValid[row][val] = 0;
        columnValid[col][val] = 0;
        subBoardValid[row/3*3+col/3][val] = 0;
    }
private:
    int rowValid[9][10];//rowValid[i][j]表示第i行数字j是否已经使用
    int columnValid[9][10];//columnValid[i][j]表示第i列数字j是否已经使用
    int subBoardValid[9][10];//subBoardValid[i][j]表示第i个小格子内数字j是否已经使用
};

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