c语言课程设计报告 - 数独

课程设计

设计题目 数独解谜程序

学生姓名 学号

专业班级 指导教师 2015年4月20日

目 录

一、使用资料 ................................................................. 错误！未定义书签。 二、设计内容 ..................................................................................................... 11 三、详细设计说明 ............................................................................................ 12 四、软件使用说明 ............................................................................................ 13 五、附录：部分程序清单（带有较详细的注释）.................................. 19

1

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。

2

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。

#define MAXLEN 50 struct DATA {

string name; int age; };

struct StackType {

DATA data[MAXLEN+1]; int top; };

3

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=new StackType) //申请栈空间 {

p->top=0; //设置栈顶为0 return p; //返回栈顶指针 }

4

return NULL; }

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：

int STIsEmpty(StackType *s) { int t;

t=(s->top==0); //通过栈顶的值进行判断 return t; }

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：

5

int STIsFull(StackType *s) { int t;

t=(s->top==MAXLEN); return t; }

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：

void STClear(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。

6

示例代码如下：

void STFree(StackType *s) { delete s; }

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:

int PushST(StackType *s,DATA data) {

if((s->top+1)>MAXLEN)

7

{

cout<<\栈溢出\ return 0; }

s->data[++s->top]=data; //将元素压入栈 return 1; }

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) {

8

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\

9

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.

10

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

11

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

12

四、软件使用说明

工具： vc++6.0；

输入数据

13

运行结果

14

15

16

17

18

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}}; */

int data[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},

19

// input(); Calc(); output(); return 0; }

25

设计 题目 数独解谜程序 成绩 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,一个格子课 程 设 计 主 要 内 容 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

26

27

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/8byv.html