【Leecode】Leecode刷题之路第37天之解数独

题目出处

37-解数独-题目出处

题目描述

个人解法

思路:

java 复制代码
todo

代码示例:(Java)

java 复制代码
todo

复杂度分析

java 复制代码
todo

官方解法

37-解数独-官方解法

方法1:回溯

思路:

代码示例:(Java)

java 复制代码
public class Solution1 {
    private boolean[][] line = new boolean[9][9];
    private boolean[][] column = new boolean[9][9];
    private boolean[][][] block = new boolean[3][3][9];
    private boolean valid = false;
    private List<int[]> spaces = new ArrayList<int[]>();

    public void solveSudoku(char[][] board) {
        for (int i = 0; i < 9; ++i) {
            for (int j = 0; j < 9; ++j) {
                if (board[i][j] == '.') {
                    spaces.add(new int[]{i, j});
                } else {
                    int digit = board[i][j] - '0' - 1;
                    line[i][digit] = column[j][digit] = block[i / 3][j / 3][digit] = true;
                }
            }
        }

        dfs(board, 0);
    }

    public void dfs(char[][] board, int pos) {
        if (pos == spaces.size()) {
            valid = true;
            return;
        }

        int[] space = spaces.get(pos);
        int i = space[0], j = space[1];
        for (int digit = 0; digit < 9 && !valid; ++digit) {
            if (!line[i][digit] && !column[j][digit] && !block[i / 3][j / 3][digit]) {
                line[i][digit] = column[j][digit] = block[i / 3][j / 3][digit] = true;
                board[i][j] = (char) (digit + '0' + 1);
                dfs(board, pos + 1);
                line[i][digit] = column[j][digit] = block[i / 3][j / 3][digit] = false;
            }
        }
    }


}

复杂度分析

  • 时间复杂度:O(1)。数独共有 81 个单元格,只需要对每个单元格遍历一次即可。
  • 空间复杂度:O(1)。由于数独的大小固定,因此哈希表的空间也是固定的。

方法2:位运算优化

思路:

代码示例:(Java)

java 复制代码
public class Solution2 {
    private int[] line = new int[9];
    private int[] column = new int[9];
    private int[][] block = new int[3][3];
    private boolean valid = false;
    private List<int[]> spaces = new ArrayList<int[]>();

    public void solveSudoku(char[][] board) {
        for (int i = 0; i < 9; ++i) {
            for (int j = 0; j < 9; ++j) {
                if (board[i][j] == '.') {
                    spaces.add(new int[]{i, j});
                } else {
                    int digit = board[i][j] - '0' - 1;
                    flip(i, j, digit);
                }
            }
        }

        dfs(board, 0);
    }

    public void dfs(char[][] board, int pos) {
        if (pos == spaces.size()) {
            valid = true;
            return;
        }

        int[] space = spaces.get(pos);
        int i = space[0], j = space[1];
        int mask = ~(line[i] | column[j] | block[i / 3][j / 3]) & 0x1ff;
        for (; mask != 0 && !valid; mask &= (mask - 1)) {
            int digitMask = mask & (-mask);
            int digit = Integer.bitCount(digitMask - 1);
            flip(i, j, digit);
            board[i][j] = (char) (digit + '0' + 1);
            dfs(board, pos + 1);
            flip(i, j, digit);
        }
    }

    public void flip(int i, int j, int digit) {
        line[i] ^= (1 << digit);
        column[j] ^= (1 << digit);
        block[i / 3][j / 3] ^= (1 << digit);
    }


}

复杂度分析

  • 时间复杂度:O(1)。数独共有 81 个单元格,只需要对每个单元格遍历一次即可。
  • 空间复杂度:O(1)。由于数独的大小固定,因此哈希表的空间也是固定的。

方法3:枚举优化

思路:

代码示例:(Java)

java 复制代码
public class Solution3 {
    private int[] line = new int[9];
    private int[] column = new int[9];
    private int[][] block = new int[3][3];
    private boolean valid = false;
    private List<int[]> spaces = new ArrayList<int[]>();

    public void solveSudoku(char[][] board) {
        for (int i = 0; i < 9; ++i) {
            for (int j = 0; j < 9; ++j) {
                if (board[i][j] != '.') {
                    int digit = board[i][j] - '0' - 1;
                    flip(i, j, digit);
                }
            }
        }

        while (true) {
            boolean modified = false;
            for (int i = 0; i < 9; ++i) {
                for (int j = 0; j < 9; ++j) {
                    if (board[i][j] == '.') {
                        int mask = ~(line[i] | column[j] | block[i / 3][j / 3]) & 0x1ff;
                        if ((mask & (mask - 1)) == 0) {
                            int digit = Integer.bitCount(mask - 1);
                            flip(i, j, digit);
                            board[i][j] = (char) (digit + '0' + 1);
                            modified = true;
                        }
                    }
                }
            }
            if (!modified) {
                break;
            }
        }

        for (int i = 0; i < 9; ++i) {
            for (int j = 0; j < 9; ++j) {
                if (board[i][j] == '.') {
                    spaces.add(new int[]{i, j});
                }
            }
        }

        dfs(board, 0);
    }

    public void dfs(char[][] board, int pos) {
        if (pos == spaces.size()) {
            valid = true;
            return;
        }

        int[] space = spaces.get(pos);
        int i = space[0], j = space[1];
        int mask = ~(line[i] | column[j] | block[i / 3][j / 3]) & 0x1ff;
        for (; mask != 0 && !valid; mask &= (mask - 1)) {
            int digitMask = mask & (-mask);
            int digit = Integer.bitCount(digitMask - 1);
            flip(i, j, digit);
            board[i][j] = (char) (digit + '0' + 1);
            dfs(board, pos + 1);
            flip(i, j, digit);
        }
    }

    public void flip(int i, int j, int digit) {
        line[i] ^= (1 << digit);
        column[j] ^= (1 << digit);
        block[i / 3][j / 3] ^= (1 << digit);
    }


}

复杂度分析

  • 时间复杂度:O(1)。数独共有 81 个单元格,只需要对每个单元格遍历一次即可。
  • 空间复杂度:O(1)。由于数独的大小固定,因此哈希表的空间也是固定的。

考察知识点

收获

1.位运算

Gitee源码位置

37-解数独-源码

同名文章,已同步发表于CSDN,个人网站,公众号

相关推荐
没书读了11 分钟前
ssm框架-spring-spring声明式事务
java·数据库·spring
小二·19 分钟前
java基础面试题笔记(基础篇)
java·笔记·python
开心工作室_kaic42 分钟前
ssm161基于web的资源共享平台的共享与开发+jsp(论文+源码)_kaic
java·开发语言·前端
懒洋洋大魔王43 分钟前
RocketMQ的使⽤
java·rocketmq·java-rocketmq
武子康1 小时前
Java-06 深入浅出 MyBatis - 一对一模型 SqlMapConfig 与 Mapper 详细讲解测试
java·开发语言·数据仓库·sql·mybatis·springboot·springcloud
转世成为计算机大神1 小时前
易考八股文之Java中的设计模式?
java·开发语言·设计模式
qq_327342732 小时前
Java实现离线身份证号码OCR识别
java·开发语言
Swift社区2 小时前
LeetCode - #139 单词拆分
算法·leetcode·职场和发展
Kent_J_Truman3 小时前
greater<>() 、less<>()及运算符 < 重载在排序和堆中的使用
算法
阿龟在奔跑3 小时前
引用类型的局部变量线程安全问题分析——以多线程对方法局部变量List类型对象实例的add、remove操作为例
java·jvm·安全·list