使用Microsoft Solver Foundation解决数独问题

数独是一种流行的逻辑游戏,玩家需要在9x9的网格中填入数字,使得每行、每列和每个3x3的子网格中的数字都是1到9,且不重复。解决数独问题的方法有很多,从简单的回溯算法到复杂的启发式搜索。在本文中,将探讨如何使用Microsoft Solver Foundation库来创建一个数独解决器。

准备工作

首先,需要下载Microsoft Solver Foundation的程序集。这可以通过MSDN Code Gallery来完成。可以选择只下载DLL文件,或者下载完整安装包以获取示例和文档。

创建Visual Studio项目

接下来,将在Visual Studio中创建一个新的控制台应用程序。然后,将添加一个名为MySudokuSolver.cs的类,并引用Microsoft Solver Foundation。

编写数独解决器代码

在MySudokuSolver.cs文件中,将编写代码来定义数独的约束条件,并使用Solver Foundation的约束求解器来找到解决方案。以下是代码示例:

using Microsoft.SolverFoundation.Solvers; namespace SudokuSolverSample { internal class MySudokuSolver { private static CspTerm[] GetSlice(CspTerm[][] sudoku, int Ra, int Rb, int Ca, int Cb) { CspTerm[] slice = new CspTerm[9]; int i = 0; for (int row = Ra; row < Rb + 1; row++) for (int col = Ca; col < Cb + 1; col++) { slice[i++] = sudoku[row][col]; } return slice; } public static int[,] Solve(int[,] input) { int[,] result = new int[9, 9]; ConstraintSystem S = ConstraintSystem.CreateSolver(); CspDomain Z = S.CreateIntegerInterval(1, 9); CspTerm[][] sudoku = S.CreateVariableArray(Z, "cell", 9, 9); for (int row = 0; row < 9; row++) { for (int col = 0; col < 9; col++) { if (input[row, col] > 0) { S.AddConstraints(S.Equal(input[row, col], sudoku[row][col])); } } S.AddConstraints(S.Unequal(GetSlice(sudoku, row, row, 0, 8))); } for (int col = 0; col < 9; col++) { S.AddConstraints(S.Unequal(GetSlice(sudoku, 0, 8, col, col))); } for (int a = 0; a < 3; a++) { for (int b = 0; b < 3; b++) { S.AddConstraints(S.Unequal(GetSlice(sudoku, a * 3, a * 3 + 2, b * 3, b * 3 + 2))); } } ConstraintSolverSolution soln = S.Solve(); for (int row = 0; row < 9; row++) { for (int col = 0; col < 9; col++) { object val = null; soln.TryGetValue(sudoku[row][col], out val); result[row, col] = (int)val; } } return result; } } }

这段代码定义了一个名为MySudokuSolver的类,其中包含了一个名为Solve的方法,该方法接受一个9x9的整数数组作为输入,并返回数独的解决方案。

更新主程序

最后,需要更新Program.cs文件,以使用MySudokuSolver类来解决数独问题。以下是代码示例:

using System; namespace SudokuSolverSample { class Program { static void Main(string[] args) { int[,] input = new int[,] { {6, 0, 0, 0, 0, 1, 4, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 3, 0, 0, 7, 0}, {1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 3}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 7}, {5, 0, 0, 4, 0, 0, 9, 0, 0}, {9, 0, 0, 0, 0, 7, 5, 0, 0}, {0, 3, 0, 0, 4, 0, 0, 9, 0}, {0, 0, 1, 0, 2, 0, 0, 0, 8}, {0, 0, 0, 5, 0, 0, 0, 0, 0} }; int[,] output = MySudokuSolver.Solve(input); for (int row = 0; row < 9; row++) { if ((row % 3) == 0) System.Console.WriteLine(); System.Console.WriteLine("{0}{1}{2} {3}{4}{5} {6}{7}{8}", output[0, row], output[1, row], output[2, row], output[3, row], output[4, row], output[5, row], output[6, row], output[7, row], output[8, row]); } Console.ReadLine(); } } }

这段代码定义了一个名为Program的类,其中包含了一个名为Main的方法,该方法创建一个9x9的数独输入数组,并使用MySudokuSolver类的Solve方法来找到解决方案。然后,它将解决方案打印到控制台上。

运行程序

现在,可以运行程序并查看数独问题的解决方案。

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