2019.9.25 21:27更新：优化了命令行参数的读取，在交作业前vs正式的单元测试可能来不及了
准备
Github地址
https://github.com/Brokenpumpkin/031702543
PSP表格
| PSP2.1 | Personal Software Process Stages | 预估耗时(min) | 实际耗时(min) |
|---|---|---|---|
| Planning | 计划 | 30 | 30 |
| Estimate | 估计这个任务需要多少时间 | 30 | 30 |
| Development | 开发 | 2260 | 1665 |
| Analysis | 需求分析（包括学习新技术） | 360 | 300 |
| Desgin Spec | 生成设计文档 | 30 | 10 |
| Design Review | 设计复审 | 10 | 5 |
| Coding Standard | 代码规范（为目前的开发制定合适的规范） | 60 | 30 |
| Design | 具体设计 | 120 | 60 |
| Coding | 具体编码 | 900 | 900 |
| Code Review | 代码复审 | 480 | 120 |
| Test | 测试（自我测试，修改代码，提交修改） | 300 | 240 |
| Reporting | 报告 | 270 | 220 |
| Test Repor | 测试报告 | 180 | 180 |
| Size Measurement | 计算工作量 | 20 | 10 |
| Postmortem & Process Improvement Plan | 事后总结，并提出过程改进计划 | 60 | 30 |
| 合计 | 2560 | 1915 |
解题
1.思考
百度百科：数独盘面是个九宫，每一宫又分为九个小格。在这八十一格中给出一定的已知数字和解题条件，利用逻辑和推理，在其他的空格上填入1-9的数字。使1-9每个数字在每一行、每一列和每一宫中都只出现一次，所以又称“九宫格”。
任务：完成从三宫格到九宫格的进阶
刚开始看题目的时候，因为题目说完成三宫格就给基本分，有点被误导，想从三宫格推到九宫格，转头想了想其实从九宫格推到三宫格更简单，我们可以将n宫格，分为需要划分和不需要划分，需要划分的通过n宫格划分的特性将里面的宫的长宽的长度设为两个变量，就可以对宫进行操作。我是用递归的方法进行解题的，在解比较难的数独时可能时间会比较长一点。
2.唯一性函数
首先要判定数字i在（x，y）时，i在x行，在y列（有宫时在所在的宫内）是否是唯一的。在数独中，同一行、同一列、同一宫中不能出现相同的数字，如果找到相同的就返回false。
bool check(int x,int y,int i) //判断在(x,y)处数字i在同一行、列、宫是否唯一
{
int l, w;
for (l = 0; l < gsiz; l++) //按列检查同一行是否有重复
{
if (l != y&&single_bor[x][l] == i)
return false;
}
for (w = 0; w < gsiz; w++)//按行检查同一列是否有重复
{
if (w != x&&single_bor[w][y] == i)
return false;
}
if (glen != gsiz) //如果有宫
{
for (l = (x / glen)*glen; l < (x /glen)*glen +glen; l++)
{
for (w = (y /gwid)*gwid; w < (y /gwid)*gwid +gwid; w++)
{
if (single_bor[l][w] == i)
{
if (l == x&&w == y)
continue;
else
return false;
}
}
}
}
return true;
}
测试check函数我是在input.txt文件中添加行相同，列相同，宫相同的例子，然后在主函数中调用check函数，如果发现有错便输出。
测试代码：
if (!check(0, 0, 8))//行
cout << "error in (0,0)" << endl;
if (!check(1, 4, 7))//列
cout << "error in (1,4)" << endl;
if (!check(1, 7, 9))//宫
cout << "error in (1,7)";
3.探求函数
解决完唯一性函数后，我们再来真正的解决数独问题。我一开始是没有想到用递归的，后来在看了网上各位大佬的思路才了解到可以运用递归。其实运用递归就是一个暴力解数独的过程，相当于一个穷举，在现实中肯定没有人会用这种方法解数独。DSF函数要先通过x = depth / gsiz, y = depth % gsiz，求出（x，y），然后如果该位置上已经有数字，就调用DSF（depth+1)函数，进入下一格，如果该位置上没有数字就将1~gsiz（gsiz是宫的大小）的数字填入一个，此时检查该数字的唯一性，若不唯一就填入下一个数字，直到有数字具有唯一性则调用DSF（depth+1）函数，进入下一格。若某一格所有数字试完都不满足唯一性，则将它继续置0，返回上一个depth。所以如果一个数独无解，调用这个函数输出的会是原来输入的数独。
bool DSF(int depth) //利用递归分别探求每个格子填入哪个数字
{
int i, x, y;
if (depth >= gsiz*gsiz)
return true;
x = depth / gsiz, y = depth % gsiz;
if (single_bor[x][y] != 0)//（x,y)已赋值
return DSF(depth + 1);
else
{
for (i = 1; i <= gsiz; i++)
{
if (check(x, y, i))
{
single_bor[x][y] = i;
//cout << i << "填入" << depth << "
";
if (DSF(depth + 1))
return true;
}
single_bor[x][y] = 0;
}
}
return false;
}
测试DSF函数的方法，我是在该函数中加了cout << i << "填入" << depth << " "语句，这样主函数每次调用DSF函数时都会输出一行文字，然后只需观察depth的值就行了。再将主函数中改成相应部分改成以下代码：
for (i = 0; i < num; i++)
{
for (j = 0; j < gsiz; j++)
{
for (k = 0; k < gsiz; k++)
{
cout << single_bor[j][k];
if (k != gsiz - 1)
cout << " ";
}
if (j != gsiz - 1)
cout << "
";
}
if (i != num - 1)
cout << "
";
}
cout << endl;
DSF(0);
for (i = 0; i < num; i++)
{
for (j = 0; j < gsiz; j++)
{
for (k = 0; k < gsiz; k++)
{
cout << single_bor[j][k];
if (k != gsiz - 1)
cout << " ";
}
if (j != gsiz - 1)
cout << "
";
}
if (i != num - 1)
cout << "
";
}
单一九宫格测试样例：
4.主函数
命令行传参输入后传入的是一个二维数组，数好二维数组行的序号可以把二维数组的一行直接拿出来用。
本来文件输入输出我打算用fstream头文件解决的，但我一开始测试了一下发现如果用ifstream读文件读进来是读字符串进来，连空格都会读，然后我疯狂的百度有没有什么解决办法，最后要感谢先交作业的几位大佬，我发现他们都用的FILE类，就去查了下用法拿来用了，FILE类可以直接读数字，让我工作量减轻了不少。
主函数一开始读入n宫格的大小后，通过n宫格的特性，将3/6/9宫格分为一类，4/8宫格分为一类，5/7宫格分为一类。
int main(int argc,char *argv[])
{
int i, j, k;
int InputFile=0, OutputFile=0;
string m = "-m",in = "-i", out = "-o", n = "-n";
if (argc > 0 && argv != NULL)
{
for (i = 0; i < argc; i++)
{
if (argv[i] == in)
InputFile = i + 1;
if (argv[i] == out)
OutputFile = i + 1;
if(argv[i]==m)
gsiz = atoi(argv[i + 1]);
if(argv[i]==n)
num = atoi(argv[i + 1]);
}
}
else
{
cout << "未输入参数" << endl;
}
FILE* afile;
afile = fopen(argv[6], "r");
if (afile == NULL)
{
cout << "cannot find input file" << endl;
return 0;
}
for (i = 0; i < num; i++)
{
for(j = 0; j < gsiz; j++)
for(k = 0; k< gsiz; k++)
fscanf(afile, "%d", &single_bor[j][k]);
DSF(0);
for (j = 0; j < gsiz; j++)
for (k = 0; k < gsiz; k++)
out_bor[i][j][k] = single_bor[j][k];
}
fclose(afile);
afile = fopen(argv[8], "w");
for (i = 0; i < num; i++)
{
for (j = 0; j < gsiz; j++)
{
for (k = 0; k < gsiz; k++)
{
fprintf(afile, "%d", out_bor[i][j][k]);
if (k != gsiz - 1)
fprintf(afile, " ");
}
if (j != gsiz - 1)
fprintf(afile, "
");
}
if (i != num - 1)
fprintf(afile, "
");
}
fclose(afile);
return 0;
}
当找不到相应的输入文件时：
测试
1.Code Quality Analysis工具分析
2.性能分析
额。。因为不知道加了命令行要怎么进行性能分析，所以我新建了个项目删去了命令行有关的东西，利用作业博客中的样例直接将宫的大小设置为9，盘面为2，进行性能分析。
九宫格样例性能分析：
3.样例测试
三宫格与四宫格：
五宫格与六宫格：
七宫格
八宫格：
九宫格：
总结
该项作业一路走来，解决了很多之前一窍不通的地方，比如文件输入输出，命令行传参，Visual Studio的基本使用，也回顾了一下以前的知识，如递归调用。但还是有一些不足的地方，例如vs的c++程序用到命令行传参时，一开始不懂得性能向导里可以输入命令行参数，性能探查器会停止运行，之后在性能向导里输入命令行参数后，结果发现性能分析文件是空的，至今我只想到新建一个项目，将参数在main函数内定好去性能分析，还有就是代码的优化，我在网上有看到Dance Links算法，但是要用到矩阵而且我看得不是很懂就又回归到递归的怀抱了，写完这个版本的代码后就不怎么敢推倒重来了。（感觉有点知难而退的意思。。。）