Add 第四题.c

第四题.c

@@ -0,0 +1,225 @@
+#include <stdio.h>
+#include <stdbool.h>
+
+#define SIZE 9
+
+void print_sudoku(char matrix[][SIZE]) {
+    for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
+        for (int j = 0; j < SIZE; j++) {
+            printf("%c ", matrix[i][j]);
+            if (j == 2 || j == 5) {
+                printf("| ");
+            }
+        }
+        printf("\n");
+        if (i == 2 || i == 5) {
+            printf("- - - + - - - + - - -\n");
+        }
+    }
+}
+
+bool is_valid_sudoku(char matrix[][SIZE]) {
+    // 检查每一行是否满足数独定义
+    for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
+        bool used[SIZE] = {false};
+        for (int j = 0; j < SIZE; j++) {
+            char c = matrix[i][j];
+            if (c != '.') {
+                int index = c - '1';
+                if (used[index]) {
+                    return false;
+                }
+                used[index] = true;
+            }
+        }
+    }
+
+    // 检查每一列是否满足数独定义
+    for (int j = 0; j < SIZE; j++) {
+        bool used[SIZE] = {false};
+        for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
+            char c = matrix[i][j];
+            if (c != '.') {
+                int index = c - '1';
+                if (used[index]) {
+                    return false;
+                }
+                used[index] = true;
+            }
+        }
+    }
+
+    // 检查每个3x3的小方格是否满足数独定义
+    for (int block = 0; block < SIZE; block++) {
+        int row_start = (block / 3) * 3;
+        int col_start = (block % 3) * 3;
+        bool used[SIZE] = {false};
+        for (int i = row_start; i < row_start + 3; i++) {
+            for (int j = col_start; j < col_start + 3; j++) {
+                char c = matrix[i][j];
+                if (c != '.') {
+                    int index = c - '1';
+                    if (used[index]) {
+                        return false;
+                    }
+                    used[index] = true;
+                }
+            }
+        }
+    }
+
+    return true;
+}
+
+bool is_valid(char num, char matrix[][SIZE], int row, int col) {
+    // 检查同一行是否有重复数字
+    for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
+        if (matrix[row][i] == num) {
+            return false;
+        }
+    }
+
+    // 检查同一列是否有重复数字
+    for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
+        if (matrix[i][col] == num) {
+            return false;
+        }
+    }
+
+    // 检查所在的3x3小方格是否有重复数字
+    int row_start = (row / 3) * 3;
+    int col_start = (col / 3) * 3;
+    for (int i = row_start; i < row_start + 3; i++) {
+        for (int j = col_start; j < col_start + 3; j++) {
+            if (matrix[i][j] == num) {
+                return false;
+            }
+        }
+    }
+
+    return true;
+}
+
+bool backtrack(char matrix[][SIZE]) {
+    for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
+        for (int j = 0; j < SIZE; j++) {
+            if (matrix[i][j] == '.') {
+                for (char num = '1'; num <= '9'; num++) {
+                    if (is_valid(num, matrix, i, j)) {
+                        matrix[i][j] = num;
+                        if (backtrack(matrix)) {
+                            return true;
+                        }
+                        matrix[i][j] = '.';  // 回溯
+                    }
+                }
+                return false;
+            }
+        }
+    }
+    return true;
+}
+
+bool solve_sudoku(char matrix[][SIZE]) {
+    if (is_valid_sudoku(matrix)) {
+        if (backtrack(matrix)) {
+            return true;
+        } else {
+            return false;
+        }
+    } else {
+        return false;
+    }
+}
+
+int main() {
+    char board0[SIZE][SIZE] = {
+        {'5', '3', '.', '.', '7', '.', '.', '.', '.'},
+        {'6', '.', '.', '1', '9', '5', '.', '.', '.'},
+        {'.', '9', '8', '.', '.', '.', '.', '6', '.'},
+        {'8', '.', '.', '.', '6', '.', '.', '.', '3'},
+        {'4', '.', '.', '8', '.', '3', '.', '.', '1'},
+        {'7', '.', '.', '.', '2', '.', '.', '.', '6'},
+        {'.', '6', '.', '.', '.', '.', '2', '8', '.'},
+        {'.', '.', '.', '4', '1', '9', '.', '.', '5'},
+        {'.', '.', '.', '.', '8', '.', '.', '7', '9'}
+    };
+
+    char board1[SIZE][SIZE] = {
+        {'8', '3', '.', '.', '7', '.', '.', '.', '.'},
+        {'6', '.', '.', '1', '9', '5', '.', '.', '.'},
+        {'.', '9', '8', '.', '.', '.', '.', '6', '.'},
+        {'8', '.', '.', '.', '6', '.', '.', '.', '3'},
+        {'4', '.', '.', '8', '.', '3', '.', '.', '1'},
+        {'7', '.', '.', '.', '2', '.', '.', '.', '6'},
+        {'.', '6', '.', '.', '.', '.', '2', '8', '.'},
+        {'.', '.', '.', '4', '1', '9', '.', '.', '5'},
+        {'.', '.', '.', '.', '8', '.', '.', '7', '9'}
+    };
+
+    char board2[SIZE][SIZE] = {
+        {'5', '2', '.', '.', '7', '.', '.', '.', '.'},
+        {'6', '.', '.', '1', '9', '5', '.', '.', '.'},
+        {'.', '9', '8', '.', '.', '.', '.', '6', '.'},
+        {'8', '.', '.', '.', '6', '.', '.', '.', '3'},
+        {'4', '.', '.', '8', '.', '3', '.', '.', '1'},
+        {'7', '.', '.', '.', '2', '.', '.', '.', '6'},
+        {'.', '6', '.', '.', '.', '.', '2', '8', '.'},
+        {'.', '.', '.', '4', '1', '9', '.', '.', '5'},
+        {'.', '.', '.', '.', '8', '.', '.', '7', '9'}
+    };
+
+    printf("The original Sudoku matrix:\n");
+    print_sudoku(board0);
+
+    if (is_valid_sudoku(board0)) {
+        printf("True: Valid initial Sudoku matrix!\n");
+        if (solve_sudoku(board0)) {
+            printf("The solution of Sudoku matrix:\n");
+            print_sudoku(board0);
+        } else {
+            printf("No solution!\n");
+        }
+    } else {
+        printf("False: Invalid initial Sudoku matrix!\n");
+        printf("No solution!\n");
+    }
+
+    printf("\n");
+
+    printf("The original Sudoku matrix:\n");
+    print_sudoku(board1);
+
+    if (is_valid_sudoku(board1)) {
+        printf("True: Valid initial Sudoku matrix!\n");
+        if (solve_sudoku(board1)) {
+            printf("The solution of Sudoku matrix:\n");
+            print_sudoku(board1);
+        } else {
+            printf("No solution!\n");
+        }
+    } else {
+        printf("False: Invalid initial Sudoku matrix!\n");
+        printf("No solution!\n");
+    }
+
+    printf("\n");
+
+    printf("The original Sudoku matrix:\n");
+    print_sudoku(board2);
+
+    if (is_valid_sudoku(board2)) {
+        printf("True: Valid initial Sudoku matrix!\n");
+        if (solve_sudoku(board2)) {
+            printf("The solution of Sudoku matrix:\n");
+            print_sudoku(board2);
+        } else {
+            printf("No solution!\n");
+        }
+    } else {
+        printf("False: Invalid initial Sudoku matrix!\n");
+        printf("No solution!\n");
+    }
+
+    return 0;
+}