SudokuMatrix/SolveMatrix.c

#include "SudokuMatrix.h"
#include <stdio.h>


/**
 * @brief 检查在指定位置是否可以放置数字num
 * 
 * @param sudoku 一个数独矩阵
 * @param row 行数位置
 * @param col 列数位置
 * @param num 想要放置的数字
 * @return true 数字可以在这里放置
 * @return false 数字不可以在这里放置
 */
bool isSafe(SudokuMatrix *sudoku, int row, int col, int num) {
    // 检查行
    for (int i = 0; i < 9; i++) {
        if (sudoku->matrix[row][i] == num) {
            return false;
        }
    }

    // 检查列
    for (int i = 0; i < 9; i++) {
        if (sudoku->matrix[i][col] == num) {
            return false;
        }
    }

    // 检查九宫格
    int startRow = row - row % 3;
    int startCol = col - col % 3;
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        for (int j = 0; j < 3; j++) {
            if (sudoku->matrix[i + startRow][j + startCol] == num) {
                return false;
            }
        }
    }
    return true;
}


/**
 * @brief 使用回溯和递归方法解决数独
 * 这是实际解决数独的函数，没有完整性检查之类的东西
 * 
 * @param matrix 待求解的数独。这个数独的内容会改变。
 * @return true 数独被成功求解
 * @return false 数独求解失败
 */
bool _SolveMatrix(SudokuMatrix* matrix){
    for (int row = 0; row < 9; row++) {
        for (int col = 0; col < 9; col++) {
            if (matrix->matrix[row][col] == 0) {
                for (int num = 1; num <= 9; num++) {
                    if (isSafe(matrix, row, col, num)) {
                        matrix->matrix[row][col] = num;
                        if (_SolveMatrix(matrix)) {
                            return true; // 已找到解决方案
                        }
                        matrix->matrix[row][col] = 0; // 回溯
                    }
                }
                return false; // 没有解决方案
            }
        }
    }
    return true; // 所有格子都已填满，找到解决方案
}


bool SolveMatrix(SudokuMatrix *matrix, SudokuMatrix *result){
    // 检查可求解性
    if (!JudgeMatrix(matrix)){
        printf("No solution!\n");
        return false;
    }

    // 复制矩阵内容
    if (matrix != result){
        for (int i=0;i<9;i++){
            for (int j=0;j<9;j++){
                result->matrix[i][j] = matrix->matrix[i][j];
            }
        }
    }

    // 进行求解
    bool result_bool = _SolveMatrix(result);
    if (result_bool){
        printf("The solution of Sudoku matrix:\n");
        PrintMatrix(result);
        return true;
    }
    else{
        printf("No solution!\n");
        return false;
    }
}