c语言课程设计报告数独.docx

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c语言课程设计报告数独

课程设计

数独解谜程序

2015年4月20日

一、

使用资料

C++中栈结构建立与操作

什么是栈结构

栈结构是从数据的运算来分类的，也就是说栈结构具有特殊的运算规则，即：

后进先出。

我们可以把栈理解成一个大仓库，放在仓库门口（栈顶）的货物会优先被取出，然后再取出里面的货物。

而从数据的逻辑结构来看，栈结构起始就是一种线性结构。

如果从数据的存储结构来进一步划分，栈结构包括两类：

顺序栈结构：

即使用一组地址连续的内存单元依次保存栈中的数据。

在程序中，可以定义一个指定大小的结构数组来作为栈，序号为0的元素就是栈低，再定义一个变量top保存栈顶的序号即可。

链式栈结构：

即使用链表的的形式保存栈中各元素的值。

链表首部（head指针所指向元素）为栈顶，链表尾部（指向地址为NULL）为栈底。

在栈结构中只能在一端进行操作，该操作端称为栈顶，另一端称为栈底。

也就是说，保存和取出的数据都只能从栈结构的一端进行。

从数据的运算角度来分析，栈结构是按照“后进先出”的原则处理结点数据的。

在栈结构中，只有栈顶元素是可以访问的，栈结构的数据运算也是非常简单。

一般栈结构的基本操作只有两个：

入栈（Push）：

将数据保存到栈顶的操作。

进行入栈操作前，先修改栈顶指针，使其向上移一个元素位置，然后将数据保存到栈顶指针所指的位置。

出栈（Pop）：

将栈顶数据弹出的操作。

通过修改栈顶指针，使其指向栈中的下一个元素。

接下来，我们使用C++语言建立顺序栈，并完成顺序栈结构的基本运算

准备数据

准备在栈操作中需要用到的变量及数据结构等。

#defineMAXLEN50

structDATA

{

 stringname;

 intage;

};

structStackType

{

 DATAdata[MAXLEN+1];

 inttop;

};

定义栈结构的长度MAXLEN，栈结构的数据元素类型DATA，以及栈结构的数据结构StackType。

在数据结构StackType中，data为数据元素，top为栈顶的序号。

当top=0时，表示栈为空，当top=MAXLEN时表示栈满。

数组元素都是充下标0开始的，这里为了讲述和理解方便，我们从下标1开始记录数据结点，下标0的位置不用。

初始化栈结构

在使用栈结构之前，首先需要创建一个空的顺序栈，也就是初始化顺序栈。

顺序栈的初始化操作如下：

（1）按照符号常量MAXLEN指定大小申请一片内存空间，用来保存栈中的数据

（2）设置栈顶指针的值为0，表示一个空栈。

示例代码如下：

StackType*STInit（）

{

 StackType*p;

 if（p=newStackType）   //申请栈空间

 {

  p->top=0;     //设置栈顶为0

  returnp;     //返回栈顶指针

 } 

 returnNULL; 

}

首先用new申请内存，然后设置栈顶为0，然后返回申请内存的首地址，申请失败返回NULL;

判断空栈

判断栈结构是否为空，如果是空栈，则表示该栈结构中没有数据，此时可以进行入栈操作，但是不可以进行出栈操作。

示例代码如下：

intSTIsEmpty（StackType*s）

{

 intt;

 t=（s->top==0）;     //通过栈顶的值进行判断

 returnt;

}

输入参数s为一个指向操作的栈的指针。

根据栈顶指针top判断是否为0，判断栈是否为空。

判断满栈

判断栈结构是否为满。

如果是满栈，则表示该栈结构中没有多余的空间来保存额外数据。

此时不可以进行入栈操作，但是可以进行进栈操作。

示例代码如下：

intSTIsFull（StackType*s）

{

 intt;

 t=（s->top==MAXLEN）;

 returnt;

}

输入参数s为一个指向操作的栈的指针。

根据栈顶指针top判断是否和MAXLEN相等，判断栈是否已满。

清空栈

清空栈就是栈中所有的数据被清除。

示例代码如下：

voidSTClear（StackType*s）

{

 s->top=0;

}

将栈顶指针top设置为0，表示执行清空栈操作。

（这里只是逻辑上将栈中数据清空，实际上只是将top设置为0，以后再添加数据会覆盖原来的数据）

释放空间

释放空间是释放栈结构所占用的内存单元，使用delete释放用new运算符申请的内存空间。

示例代码如下：

voidSTFree（StackType*s）

{

 deletes;

}

在程序中直接调用delete运算符释放已分配的内存空间。

一般在不需要使用栈结构时调用该函数，特别是在程序结束的时候。

入栈

入栈（Push）是栈结构的基本操作，主要操作是将数据元素保存到栈结构。

入栈操作的具体步骤如下：

（1）首先判断栈顶top，如果top大于等于MAXLEN，则表示溢出，进行出错处理。

否则执行以下操作。

（2）设置top=top+1（栈顶指针加1，指向入栈地址）

（3）将入栈呀U尿素保存到top指向的位置。

示例代码如下:

intPushST（StackType*s,DATAdata）

{

 if（（s->top+1）>MAXLEN）

 {

  cout<<"栈溢出"<

  return0;

 }

 s->data[++s->top]=data;     //将元素压入栈

 return1;

}

输入参数s为一个指向操作的栈的指针，输入参数data是需要入栈的数据元素。

程序首先判断栈是否溢出，如果溢出就给出警告，不进行入栈操作，否则修改栈顶指针，即top先加1，然后将data放到top现在指向的数据单元。

出栈

出栈（Pop）是占据诶狗的基本操作，主要操作与入栈相反，它是从栈顶弹出一个数据元素，出栈操作的具体步骤如下：

（1）首先判断栈顶top，如果top等于0，则表示为恐慌在哪，进行出错处理。

否则执行下面的操作。

（2）将栈顶指针top所指向的位置的元素返回（实际是返回的指针）

（3）将top的减1，指向栈的下一个元素，原来栈顶的元素被弹出。

DATA*PopST（StackType*s）

{

 if（s->top==0）

 {

  cout<<"栈为空，不能再输出！

"<

  exit（0）;

 }

 return&（s->data[s->top--]）;

}

当栈中有数据时，该函数返回值是一个指向DATA类型数据的指针。

读取点结构

读取点结构也就是读取栈结构中结点的数据。

由于栈结构只能在一端进行操作，因此这里的读操作其实就是读站点的数据。

需要注意的是，读节点数据的操作和出栈操作不同。

读结点操作仅仅是显示栈顶结点数据的内容，而出栈操作则将栈顶数据弹出。

示例代码如下：

DATA*PeekST（StackType*s）

{

 if（s->top==0）

 {

  cout<<"栈已空"<

  exit（0）;

 }

 return&（s->data[s->top]）;

}

对比出栈的示例代码，不难发现读取点结构同样返回了栈顶结点的地址，但是却没有使top减1.

二、设计内容

1、开发一款“数独”计算程序

规则：

将数字1-9放置在每个小格里，使得每一行、没一列、每一个3*3的方框里都没有重复的数字即可。

要求：

（1）、自行输入数独表格中数字

（2）、组成数独网格

（3）、依次填入数字1-9检查约束条件

（4）、输出符合约束条件的结果

三、详细设计说明

1.数独小游戏说明

数独游戏在9×9的方格内进行,分为3×3的小方格,被称为“区”:

区数独游戏的目的是根据下列规则,用1至9之间的数字填满空格,一个格子只能填入一个数字。

每个数字在每一行只能出现一次。

每个数字在每一列只能出现一次。

每个数字在每一区只能出现一次

2.数独程序流程图

四、软件使用说明

工具：

vc++6.0；

输入数据

运行结果

五、附录：

部分程序清单（带有较详细的注释）

#include

/*数字0表示该位置为空，待填入数字

{0,0,4,6,0,2,0,9,1},

{2,1,0,9,8,4,0,5,6},

{9,0,0,0,7,1,4,2,0},

{1,2,5,0,6,0,3,4,7},

{4,7,6,0,0,0,9,8,5},

{8,3,9,0,4,0,1,6,2},

{0,9,1,2,5,0,0,0,4},

{5,8,0,4,1,6,0,3,9},

{6,4,0,3,0,7,5,0,0}};

*/

intdata[9][9]={

{0,7,0,2,6,0,9,0,0},

{3,0,0,0,0,8,0,0,7},

{0,9,0,0,5,7,0,0,0},

{5,0,0,0,0,0,0,7,0},

{0,4,7,3,1,2,8,5,0},

{0,8,0,0,0,0,0,0,1},

{0,0,0,8,2,0,0,4,0},

{7,0,0,6,0,0,0,0,2},

{0,0,4,0,3,9,0,8,0}};

voidinput（）

{

inti,j;

for（i=0;i<9;i++）

for（j=0;j<9;j++）

scanf（"%d",&data[i][j]）;

}

voidoutput（）

{

inti,j;

for（i=0;i<9;i++）

{

for（j=0;j<9;j++）

printf（"%d",data[i][j]）;

printf（"\n"）;

}

printf（"\n"）;

}

/*检查num是否可放置在3*3区域是否有冲突*/

intCheckSquare（intline,intcol,intnum）

{

inti=（line/3）*3;

intj=（col/3）*3;

intm,n;

for（m=i;m

for（n=j;n

if（（data[m][n]==num）&&!

（m==line&&n==col））

return0;

return1;

}

/*检查行冲突*/

intCheckLine（intline,intcol,intnum）

{

inti=9;

while（i--）

if（（data[line][i]==num）&&（i!

=col））

return0;

return1;

}

/*检查列冲突*/

intCheckColumn（intline,intcol,intnum）

{

inti=9;

while（i--）

if（（data[i][col]==num）&&（i!

=line））

return0;

return1;

}

/*检查i行j列是否可放置num*/

intCheck（inti,intj,intnum）

{

returnCheckSquare（i,j,num）&&CheckLine（i,j,num）&&CheckColumn（i,j,num）;

}

/*检查是否完成*/

intIsDone（）

{

inti,j;

for（i=0;i<9;i++）

for（j=0;j<9;j++）

if（!

Check（i,j,data[i][j]）||（data[i][j]==0））

return0;

return1;

}

voidCalc（）

{

inti,j,x;

if（IsDone（））

{

output（）;

return;

}

for（i=0;i<9;i++）

{

for（j=0;j<9;j++）

{

if（data[i][j]==0）

{

for（x=1;x<=9;x++）

{

if（Check（i,j,x））

{

data[i][j]=x;

Calc（）;

}

}

if（x==10）

{

data[i][j]=0;

return;

}

}

}

}

}

intmain（）

{

//input（）;

Calc（）;

output（）;

return0;

}

设计

题目

数独解谜程序

成绩

课

程

设

计

主

要

内

容

数独游戏在9×9的方格内进行,分为3×3的小方格,被称为“区”:

区数独游戏的目的是根据下列规则,用1至9之间的数字填满空格,一个格子只能填入一个数字。

每个数字在每一行只能出现一次。

每个数字在每一列只能出现一次。

每个数字在每一区只能出现一次。

运用动态数组反复尝试所有可能数字，循环打印并计算，输出所有可行解。

指

导

老

师

评

语

签名：

20年月日