软件工程第三次做业
| 这个做业属于哪一个课程 | https://edu.cnblogs.com/campus/zswxy/software-engineering-2017-1 |
|---|---|
| 这个做业要求在哪里 | https://edu.cnblogs.com/campus/zswxy/software-engineering-2017-1/homework/10494 |
| 这个做业的目标 | 我的编写程序——实现数独算法 |
| 做业正文 | http://www.javashuo.com/article/p-vhjfhmqc-mm.html |
| 其余参考文献 | 百度 |
https://github.com/waterrr/Software-Engineering-Homework/blob/master/sudoku.pyhtml
PSP表格
| PSP2.1 | Personal Software Process Stages | 预估耗时（分钟） | 实际耗时（分钟） |
|---|---|---|---|
| Planning | 计划 | 10 | 30 |
| Estimate | 估计这个任务须要多少时间 | 20 | 30 |
| Development | 开发 | 180 | 150 |
| Analysis | 需求分析 (包括学习新技术) | 30 | 120 |
| Design Spec | 生成设计文档 | 30 | 30 |
| Design Review | 设计复审 | 15 | 15 |
| Coding Standard | 代码规范 (为目前的开发制定合适的规范) | 15 | 15 |
| Design | 具体设计 | 30 | 60 |
| Coding | 具体编码 | 30 | 30 |
| Code Review | 代码复审 | 30 | 60 |
| Test | 测试（自我测试，修改代码，提交修改） | 30 | 120 |
| Reporting | 报告 | 30 | 30 |
| Test Repor | 测试报告 | 30 | 20 |
| Size Measurement | 计算工做量 | 20 | 10 |
| Postmortem & Process Improvement Plan | 过后总结, 并提出过程改进计划 | 30 | 30 |
| 合计 | 530 | 750 |
写在前面
其实一开始听到这个消息我实际上是拒绝的，我根本不会这么复杂的算法啊，上次走迷宫我都走了好久，彻底不会，我对python的认知，仅仅存在会写简单脚本的水平，一旦涉及到复杂的算法，对不起，打扰了。python
可是问题来了，既然已经布置了，仍是硬着头皮也要作完，没办法，无奈之下，在网上找了大量资料，包括但不限于朱旭炜大佬、刘涛大佬、刘印传大佬、邓畅伟大佬、唐巍神仙的博客、github等，在这里表示感谢，虽然参考了这么多大佬的写法，感受真的是一个比一个神仙，算法写得我根本看不懂，无法理解具体过程。git
可是好在，我仍是写出来了，在网上参考了一个比较容易理解的方法，鬼知道我经历了什么。github
需求分析以及代码实现
首先，我跑去看了数独的规则，详细研究了一下，虽然这是一个很经典的益智游戏，可是我真的从小到大都没玩过，可能我对这些须要高智商的游戏不怎么感兴趣，题目要求咱们作一个解数独的程序。固然三宫格的就没什么可玩的呢，就暂时不考虑，咱们直接从四宫格开始吧。算法
一、创建坐标
咱们首先把棋盘化为一个坐标，创建一个坐标系，把每一个位置都变为一个坐标。编程
class point:
"""
初始化方法
创建坐标系
"""
def __init__(self,x,y):
self.x = x
self.y = y
self.available = []
self.value = 0
二、判断行列
判断行重复和列重复，简单判断一下就行了，好比在第一行的数字为[4,0,0,0]，那么第一行填充数只能为[1,2,3]。app
def rowNum(p,sudoku):
"""
判断行
:return:
"""
row = set(sudoku[p.y * 4:(p.y + 1) * 4])
row.remove(0)
return row
def colNum(p,sudoku):
"""
判断列
:return:
"""
col = []
length = len(sudoku)
for i in range(p.x,length,4):
col.append(sudoku[i])
col = set(col)
col.remove(0)
return col
三、找到须要填充的位置
如图所示。假设给定一个四宫格，须要填充的地方就是数字0所在的地方，因此咱们如今把他们都找出来。函数
举个例子，第一行为[4,0,0,0]，那么在坐标关系上，4表明(0,0)，那么须要填充的位置就为(1,0)、(2,0)、(3,0)。性能
def initPoint(sudoku):
"""
找到须要填充的位置
:return:
"""
pointList = []
length = len(sudoku)
for i in range(length):
if sudoku[i] == 0:
p = point(i % 4,i // 4) #遍历全部的点
for j in range(1,5): #找到不重复的结果
if j not in rowNum(p,sudoku) and j not in colNum(p,sudoku):
p.available.append(j)
pointList.append(p)
return pointList
四、填充位置
对每一个位置进行全部可能性地填充重复操做，直到知足数独的要求为止。单元测试
def tryInsert(p,sudoku):
"""
对于每一个须要的位置进行填充
:return:
"""
availNum = p.available
for v in availNum:
p.value = v
if check(p,sudoku):
sudoku[p.y*4 + p.x] = p.value
if len(pointList) <= 0:
exit()
p2 = pointList.pop()
tryInsert(p2,sudoku)
sudoku[p2.y * 4 + p2.x] = 0
sudoku[p.y * 4 + p.x] = 0
p2.value = 0
pointList.append(p2)
else:
pass
五、判断填充条件
在填充以前，首先检查须要填充的点是否为0，而后再次检查点有没有重复。
def check(p,sudoku):
"""
判断填充条件
:return:
"""
#若是为0就不填充
if p.value == 0:
return False
#再次检查填充的点是否与当前已经填充的点重复
if p.value not in rowNum(p,sudoku) and p.value not in colNum(p,sudoku):
return True
else:
return False
六、主函数
if __name__ == '__main__':
sudoku = [
4,0,0,0,
0,0,0,1,
0,0,1,0,
0,0,3,4,
]
pointList = initPoint(sudoku)
p = pointList.pop()
tryInsert(p,sudoku)
半成品代码
至此，咱们就大概得出了一个基本的模型，咱们来看一下如今的半成品代码(并非最终版)。
class point:
"""
初始化方法
创建坐标系
"""
def __init__(self,x,y):
self.x = x
self.y = y
self.available = []
self.value = 0
def rowNum(p,sudoku):
"""
判断行
:return:
"""
row = set(sudoku[p.y * 4:(p.y + 1) * 4])
row.remove(0)
return row
def colNum(p,sudoku):
"""
判断列
:return:
"""
col = []
length = len(sudoku)
for i in range(p.x,length,4):
col.append(sudoku[i])
col = set(col)
col.remove(0)
return col
def initPoint(sudoku):
"""
找到须要填充的位置
:return:
"""
pointList = []
length = len(sudoku)
for i in range(length):
if sudoku[i] == 0:
p = point(i % 4,i // 4) #遍历全部的点
for j in range(1,5): #找到不重复的结果
if j not in rowNum(p,sudoku) and j not in colNum(p,sudoku):
p.available.append(j)
pointList.append(p)
return pointList
def tryInsert(p,sudoku):
"""
对于每一个须要的位置进行填充
:return:
"""
availNum = p.available
for v in availNum:
p.value = v
if check(p,sudoku):
sudoku[p.y*4 + p.x] = p.value
if len(pointList) <= 0:
exit()
p2 = pointList.pop()
tryInsert(p2,sudoku)
sudoku[p2.y * 4 + p2.x] = 0
sudoku[p.y * 4 + p.x] = 0
p2.value = 0
pointList.append(p2)
else:
pass
def check(p,sudoku):
"""
判断填充条件
:return:
"""
#若是为0就不填充
if p.value == 0:
return False
#再次检查填充的点是否与当前已经填充的点重复
if p.value not in rowNum(p,sudoku) and p.value not in colNum(p,sudoku):
return True
else:
return False
if __name__ == '__main__':
sudoku = [
4,0,0,0,
0,0,0,1,
0,0,1,0,
0,0,3,4,
]
pointList = initPoint(sudoku)
p = pointList.pop()
tryInsert(p,sudoku)
固然，我忘记把DEBUG阶段写出来了，固然没人知道个人DEBUG过程的痛苦过程，改一个BUG，多了十几个报错，可是好在我花了很长一段时间把报错都解决了。都是一些常见的错误，缩进问题，中文符号问题，变量名打错这几个问题，还好逻辑上没有错误，否则会花上更多的时间。
至此，一段解数独的胶水代码就完成了，咱们来看看结果吧！
结果正确！！！！！
此时个人心情：
等等，好像离要求的还差很远，可是这不是正常现象吗。
静态代码检查
#!/usr/bin/env python3
# -*- encoding: utf-8 -*-
"""
@File : sudoku.py
@Contact : admin@gksec.com
@License : (C)Copyright 2007, GNU General Public License V3
@Modify Time @Author @Version @Desciption
------------ ------- -------- -----------
2020/3/26 15:28 W4ter 1.0 None
"""
class point:
"""
初始化方法
创建坐标系
"""
def __init__(self,x,y):
self.x = x
self.y = y
self.available = []
self.value = 0
def rowNum(p,sudoku):
"""
判断行
:return:
"""
row = set(sudoku[p.y * 4:(p.y + 1) * 4])
row.remove(0)
return row
def colNum(p,sudoku):
"""
判断列
:return:
"""
col = []
length = len(sudoku)
for i in range(p.x,length,4):
col.append(sudoku[i])
col = set(col)
col.remove(0)
return col
def initPoint(sudoku):
"""
找到须要填充的位置
:return:
"""
pointList = []
length = len(sudoku)
for i in range(length):
if sudoku[i] == 0:
p = point(i % 4,i // 4) #遍历全部的点
for j in range(1,5): #找到不重复的结果
if j not in rowNum(p,sudoku) and j not in colNum(p,sudoku):
p.available.append(j)
pointList.append(p)
return pointList
def tryInsert(p,sudoku):
"""
对于每一个须要的位置进行填充
:return:
"""
availNum = p.available
for v in availNum:
p.value = v
if check(p,sudoku):
sudoku[p.y*4 + p.x] = p.value
if len(pointList) <= 0:
showSudoku(sudoku)
exit()
p2 = pointList.pop()
tryInsert(p2,sudoku)
sudoku[p2.y * 4 + p2.x] = 0
sudoku[p.y * 4 + p.x] = 0
p2.value = 0
pointList.append(p2)
else:
pass
def check(p,sudoku):
"""
判断填充条件
:return:
"""
#若是为0就不填充
if p.value == 0:
return False
#再次检查填充的点是否与当前已经填充的点重复
if p.value not in rowNum(p,sudoku) and p.value not in colNum(p,sudoku):
return True
else:
return False
def showSudoku(sudoku):
"""
定义输出格式
"""
for j in range(4):
for i in range(4):
print('%d '%(sudoku[j * 4 + i]),end='')
print('')
if __name__ == '__main__':
sudoku = [
4,0,0,0,
0,0,0,1,
0,0,1,0,
0,0,3,4,
]
pointList = initPoint(sudoku)
p = pointList.pop()
tryInsert(p,sudoku)
这是改完以后的，基本上都符合规范了，由于Pycharm在写的时候就会提示你的规范，因此改起来并无什么很大的难度。
性能分析
这显然对我来讲太难了，涉及到了个人知识盲区，我想不到更好的方法了，更好的方法我看不太懂，若是你真想看，请移步唐巍神仙的github去康康吧，对不起，我一个都不会。
单元测试
简单测试一下吧
import unittest
from sudoku import point
class SudokuTestCase(unittest.TestCase):
def test_point(self):
p = point(x=1, y=2)
self.assertEqual(p.x,1)
self.assertEqual(p.y,2)
self.assertTrue(isinstance(p, point))
if __name__ == '__main__':
unittest.main()
大工告成，别问我为何不写其余的单元测试，由于我懒。
后记
文件输入输出
我还有不少东西没写完，好比要求的是文件输入输出，可是我尚未了解Python对文件的操做，我不太会，我看看我这两天有没有空，有空地话再补上。
关于高宫格
个人以上代码是基于四宫格的，也适用于像三宫格、四宫格、五宫格、七宫格只考虑格而不考虑宫的数独，四宫格是一个特殊状况，由于结果是惟一的，虽然他有宫，可是并不用考虑。至六宫格、八宫格、九宫格还要考虑宫，而且宫里面也有不少种状况，我没有很好的思路，我个人脑细胞已经死完了，简单了解了一下好像很是麻烦，超过个人能力范围了。
总结
我不会编程，我不适合开发。
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