九宫格:
九宫格游戏对人们的思维锻炼有着极大的作用,从古时起人们便意识到九宫的教育意义。千百年来影响巨大,在文学、影视中都曾出现过。九宫格最早叫“洛书”,现在也叫“幻方” 。
要求很简单:
1至9九个数字,横竖都有3个格,思考怎么使每行、每列两个对角线上的三数之和都等于15
算法:
九宫图的算法有很多种,我们今天讲的是最原始的算法,算是暴力破解法
- 九宫格是三行三列,每一行都是1-9中的3个数字,我们先获取1-9所有的3个数字全排列组合[S1,S2..Sn],差不多有9*8*7=504种
- 这样的话3行,其实就是每一行从这个504序列里面取一个放到第一排,第二排,第三排,就形成一个矩阵
- 对这个3*3矩阵,只要判断行,列,对角线和斜对角线都是15就可以了
是不是很简单,好我们下面详细来讲一下算法步骤
1.获取1-9数字的全排列
- Python标准库中有一个赫赫有名的模块叫做itertools
- 这模块提供了很多操作迭代对象的函数,非常方便(以后我们会有文章专门讲Python中你必须要知道的模块)
- 这次我们用itertools里面的permutations,它可以方便的全排列序列中的数字,每一个组合都是3个数字:比如S1(1,2,3),S2(1,5,8)..这样我们得到一个长的列表[S1,S2...Sn]
2.列出3*3的矩阵
- 每一行都是48个中选1个,那么3行最大的搜索空间就是48*48*48=110592
- 让电脑运算十几万搜索空间只需要几秒钟,我们先列出110592个3*3的矩阵
- 怎么做呢,很简单,3个for循环搞定:
3.计算行,列,对角线和斜对角线都是15
上面我们已经把这3*3的矩阵列出来了:
row1_1,row1_2,row1_3
row2_1,row2_2,row2_3
row3_1,row3_2,row3_3
只要判断行,列,对角线和斜对角线都是15就可以了
4.过滤重复的矩阵
这样我们就可以得到'行,列,对角线和斜对角线都是15'的矩阵,但是这里面会有重复的元素,比如下面这样的:
1 9 5
9 5 1
5 1 9
比如第一行是(1,5,9),第二行是(9,5,1)这样的怎么过滤呢,简单我们用集合
把第一行和第二行都放到集合里面,主要判断他们的交集长度为0,则表示他们没有交集就可以了
if len(set(row1)&set(row2))==0:
好了,经过上面的4步就可以很方便的搞定九宫格,其实九宫格就是3阶魔方,还有4阶的魔方,就是四四格,使横看竖看斜看均为34,也是类似的,有兴趣的同学可以解一下4阶的
最后的代码运行的输出如下
>>
2 7 6
9 5 1
4 3 8
2 9 4
7 5 3
6 1 8
4 3 8
9 5 1
2 7 6
4 9 2
3 5 7
8 1 6
6 1 8
7 5 3
2 9 4
6 7 2
1 5 9
8 3 4
8 1 6
3 5 7
4 9 2
8 3 4
1 5 9
6 7 2
怎么样,是不是觉得很神奇呢?觉得好玩的同学可以关注抠脚小哥哦!私信【学习】还可以免费领取学习资料哦。
閱讀更多 摳腳程序員 的文章