Das Logikrätsel Sudoku dürften den meisten Menschen ein Begriff sein. Es geht darum, die Zahlen 1-9 in einem 9x9 Feld unterzubringen. Bei der Anordnung der Zahlen gilt: Weder in einer Zeile, noch in einer Spalte, noch in einem 3x3 Feld darf zweimal dieselbe Zahl auftauchen.
Das erste der rechts zu sehenden Sudokus ist eine Vorlage, bei der bereits ein paar Zahlen vorgegeben sind. Das zweite Bild zeigt dann die dazugehörige Lösung. Alle roten Zahlen wurden auf Basis der vorgegebenen schwarzen Zahlen hinzugefügt.
Auch Sudokus lassen sich wunderbar mittels einfachem Backtracking durch Ausprobieren aller möglichen Kombinationen lösen. Tatsächlich gibt es bei Sudokus noch einige andere Möglichkeiten, eine Lösung auch deutlich "intelligenter" und zeitsparender zu finden. Grundsätzlich genügt aber das Backtracking.
Lade die
Vorlage herunter und mache dich rudimentär mit der Funktionsweise des Programms / der
GUI vertraut. Du musst den bereits vorgegebenen Code
nicht nachvollziehen.
Du kannst in der
GUI einzelne Zahlen vorgeben und dann auf den Knopf "Lösen" klicken. Daraufhin wird die Methode
loeseSudoku(0)
aufgerufen.
Implementiere diese Methode loeseSudoku(int feld)
sowie die Methode istFehlerfrei()
. Nachfolgend findest du Tipps in Form von Pseudocode sowie Lösungsvorschläge.
Pseudocode Löse-Algorithmus
loeseSudoku(feld):
wenn feld < 81:
// wenn das Feld bereits vorbelegt ist: überspringen
wenn spielfeld[feld] nicht 0:
loeseSudoku(feld+1)
return
für i von 1 bis 9:
setze die Zelle 'feld' in spielfeld auf i
wenn das spielfeld fehlerfrei ist: // implementiere dazu die separate methode istFehlerfrei()
loeseSudoku(feld+1)
wenn loesungGefunden ist true:
return
setze die Zelle 'feld' in spielfeld auf 0 // keine der oberen Zahlen war erfolgreich, es geht wieder eine Zelle zurück
sonst:
zeigeErgebnis()
loesungGefunden = true
Lösungsvorschlag loeseSudoku()
if (feld < 81) {
// wenn das Feld bereits vorbelegt ist: überspringen
if (spielfeld[feld] != 0) {
loeseSudoku(feld+1);
return;
}
for (int i = 1; i <= 9; i++) {
// setze die nächste Zahl ins Feld
spielfeld[feld] = i;
// wenn das Spielfeld fehlerfrei ist dann gehe zum nächsten Feld
if (istFehlerfrei()) {
loeseSudoku(feld+1);
if (loesungGefunden) {
return;
}
}
}
// es ist keine der oberen Zahlen -> Feld auf 0 setzen
spielfeld[feld] = 0;
}
else {
zeigeErgebnis();
loesungGefunden = true;
}
Lösungsvorschlag istFehlerfrei()
// überprüfe die Zeilen
for (int beginn = 0; beginn < 81; beginn += 9) {
// überprüfe die jeweils nächsten 9 Felder auf Dopplungen
for (int i = beginn; i < beginn+8; i++) {
for (int j = i+1; j < beginn+9; j++) {
// wenn zwei Felder identisch (aber nicht 0) sind, dann gibts nen Fehler
if (spielfeld[i] != 0 && spielfeld[i] == spielfeld[j]) {
return false;
}
}
}
}
// überprüfe die Spalten
for (int beginn = 0; beginn < 9; beginn++) {
// überprüfe das jeweils 9-te Feld auf Dopplung
for (int i = beginn; i < 72; i += 9) {
for (int j = i+9; j < 81; j += 9) {
if (spielfeld[i] != 0 && spielfeld[i] == spielfeld[j]) {
return false;
}
}
}
}
// überprüfe die 3x3-Blocks
int[] blockStartIndices = {
0, 3, 6,
27, 30, 33,
54, 57, 60
};
for (int beginn : blockStartIndices) {
// speichere die werte eines blocks in einem temporären Array
int[] block = new int[9];
for (int i = 0; i < 9; i++) {
int zeile = (i / 3) * 9;
int spalte = i % 3;
block[i] = spielfeld[beginn + zeile + spalte];
}
for (int i = 0; i < 8; i++) {
for (int j = i + 1; j < 9; j++) {
if (block[i] != 0 && block[i] == block[j]) {
return false;
}
}
}
}
return true;