javascript解三阶幻方(九宫格)


Posted in Javascript onApril 22, 2015

谜题:三阶幻方, 试将1~9这9个不同整数填入一个3×3的表格,使得每行、每列以及每条对角线上的数字之和相同。

策略:穷举搜索。列出所有的整数填充方案,然后进行过滤。

亮点为递归函数getPermutation的设计,文章最后给出了几个非递归算法

// 递归算法,很巧妙,但太费资源
function getPermutation(arr) {
  if (arr.length == 1) {
    return [arr];
  }
  var permutation = [];
  for (var i = 0; i < arr.length; i++) {
    var firstEle = arr[i];         //取第一个元素
    var arrClone = arr.slice(0);      //复制数组
    arrClone.splice(i, 1);         //删除第一个元素,减少数组规模
    var childPermutation = getPermutation(arrClone);//递归
    for (var j = 0; j < childPermutation.length; j++) {
      childPermutation[j].unshift(firstEle);   //将取出元素插入回去
    }
    permutation = permutation.concat(childPermutation);
  }
  return permutation;
}

function validateCandidate(candidate) {
  var sum = candidate[0] + candidate[1] + candidate[2];
  for (var i = 0; i < 3; i++) {
    if (!(sumOfLine(candidate, i) == sum && sumOfColumn(candidate, i) == sum)) {
      return false;
    }
  }
  if (sumOfDiagonal(candidate, true) == sum && sumOfDiagonal(candidate, false) == sum) {
    return true;
  }
  return false;
}
function sumOfLine(candidate, line) {
  return candidate[line * 3] + candidate[line * 3 + 1] + candidate[line * 3 + 2];
}
function sumOfColumn(candidate, col) {
  return candidate[col] + candidate[col + 3] + candidate[col + 6];
}
function sumOfDiagonal(candidate, isForwardSlash) {
  return isForwardSlash ? candidate[2] + candidate[4] + candidate[6] : candidate[0] + candidate[4] + candidate[8];
}

var permutation = getPermutation([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]);
var candidate;
for (var i = 0; i < permutation.length; i++) {
  candidate = permutation[i];
  if (validateCandidate(candidate)) {
    break;
  } else {
    candidate = null;
  }
}
if (candidate) {
  console.log(candidate);
} else {
  console.log('No valid result found');
}

//求模(非递归)全排列算法

/*
算法的具体示例:
*求4个元素["a", "b", "c", "d"]的全排列, 共循环4!=24次,可从任意>=0的整数index开始循环,每次累加1,直到循环完index+23后结束;
*假设index=13(或13+24,13+224,13+3*24…),因为共4个元素,故迭代4次,则得到的这一个排列的过程为:
*第1次迭代,13/1,商=13,余数=0,故第1个元素插入第0个位置(即下标为0),得["a"];
*第2次迭代,13/2, 商=6,余数=1,故第2个元素插入第1个位置(即下标为1),得["a", "b"];
*第3次迭代,6/3, 商=2,余数=0,故第3个元素插入第0个位置(即下标为0),得["c", "a", "b"];
*第4次迭代,2/4,商=0,余数=2, 故第4个元素插入第2个位置(即下标为2),得["c", "a", "d", "b"];
*/

function perm(arr) {
  var result = new Array(arr.length);
  var fac = 1;
  for (var i = 2; i <= arr.length; i++)  //根据数组长度计算出排列个数
    fac *= i;
  for (var index = 0; index < fac; index++) { //每一个index对应一个排列
    var t = index;
    for (i = 1; i <= arr.length; i++) {   //确定每个数的位置
      var w = t % i;
      for (var j = i - 1; j > w; j--)   //移位,为result[w]留出空间
        result[j] = result[j - 1];
      result[w] = arr[i - 1];
      t = Math.floor(t / i);
    }
    if (validateCandidate(result)) {
      console.log(result);
      break;
    }
  }
}
perm([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]);
//很巧妙的回溯算法,非递归解决全排列

function seek(index, n) {
  var flag = false, m = n; //flag为找到位置排列的标志,m保存正在搜索哪个位置,index[n]为元素(位置编码)
  do {
    index[n]++;    //设置当前位置元素
    if (index[n] == index.length) //已无位置可用
      index[n--] = -1; //重置当前位置,回退到上一个位置
    else if (!(function () {
        for (var i = 0; i < n; i++)  //判断当前位置的设置是否与前面位置冲突
          if (index[i] == index[n]) return true;//冲突,直接回到循环前面重新设置元素值
        return false;  //不冲突,看当前位置是否是队列尾,是,找到一个排列;否,当前位置后移
      })()) //该位置未被选择
      if (m == n) //当前位置搜索完成
        flag = true;
      else
        n++;  //当前及以前的位置元素已经排好,位置后移
  } while (!flag && n >= 0)
  return flag;
}
function perm(arr) {
  var index = new Array(arr.length);
  for (var i = 0; i < index.length; i++)
    index[i] = -1;
  for (i = 0; i < index.length - 1; i++)
    seek(index, i);  //初始化为1,2,3,...,-1 ,最后一位元素为-1;注意是从小到大的,若元素不为数字,可以理解为其位置下标
  while (seek(index, index.length - 1)) {
    var temp = [];
    for (i = 0; i < index.length; i++)
      temp.push(arr[index[i]]);
    if (validateCandidate(temp)) {
      console.log(temp);
      break;
    }
  }
}
perm([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]);

/*
全排列(非递归求顺序)算法
1、建立位置数组,即对位置进行排列,排列成功后转换为元素的排列;
2、按如下算法求全排列:
设P是1~n(位置编号)的一个全排列:p = p1,p2...pn = p1,p2...pj-1,pj,pj+1...pk-1,pk,pk+1...pn
(1)从排列的尾部开始,找出第一个比右边位置编号小的索引j(j从首部开始计算),即j = max{i | pi < pi+1}
(2)在pj的右边的位置编号中,找出所有比pj大的位置编号中最小的位置编号的索引k,即 k = max{i | pi > pj}
pj右边的位置编号是从右至左递增的,因此k是所有大于pj的位置编号中索引最大的
(3)交换pj与pk
(4)再将pj+1...pk-1,pk,pk+1...pn翻转得到排列p' = p1,p2...pj-1,pj,pn...pk+1,pk,pk-1...pj+1
(5)p'便是排列p的下一个排列

例如:
24310是位置编号0~4的一个排列,求它下一个排列的步骤如下:
(1)从右至左找出排列中第一个比右边数字小的数字2;
(2)在该数字后的数字中找出比2大的数中最小的一个3;
(3)将2与3交换得到34210;
(4)将原来2(当前3)后面的所有数字翻转,即翻转4210,得30124;
(5)求得24310的下一个排列为30124。
*/

function swap(arr, i, j) {
  var t = arr[i];
  arr[i] = arr[j];
  arr[j] = t;

}
function sort(index) {
  for (var j = index.length - 2; j >= 0 && index[j] > index[j + 1]; j--)
    ; //本循环从位置数组的末尾开始,找到第一个左边小于右边的位置,即j
  if (j < 0) return false; //已完成全部排列
  for (var k = index.length - 1; index[k] < index[j]; k--)
    ; //本循环从位置数组的末尾开始,找到比j位置大的位置中最小的,即k
  swap(index, j, k);
  for (j = j + 1, k = index.length - 1; j < k; j++, k--)
    swap(index, j, k); //本循环翻转j+1到末尾的所有位置
  return true;
}
function perm(arr) {
  var index = new Array(arr.length);
  for (var i = 0; i < index.length; i++)
    index[i] = i;
  do {
    var temp = [];
    for (i = 0; i < index.length; i++)
      temp.push(arr[index[i]]);
    if (validateCandidate(temp)) {
      console.log(temp);
      break;
    }
  } while (sort(index));
}
perm([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]);

以上所述就是本文的全部内容了,希望大家能够喜欢。

Javascript 相关文章推荐
兼容多浏览器的iframe自适应高度(ie8 、谷歌浏览器4.0和 firefox3.5.3)
Nov 04 Javascript
js function使用心得
May 10 Javascript
jQuery的css()方法用法实例
Dec 24 Javascript
jQuery代码实现图片墙自动+手动淡入淡出切换效果
May 09 Javascript
如何学JavaScript?前辈的经验之谈
Dec 28 Javascript
原生js实现返回顶部缓冲效果
Jan 18 Javascript
利用node实现一个批量重命名文件的函数
Dec 21 Javascript
解决vue-router中的query动态传参问题
Mar 20 Javascript
详解Angular Forms中自定义ngModel绑定值的方式
Dec 10 Javascript
JS获取本地地址及天气的方法实例小结
May 10 Javascript
Vue 2.0 侦听器 watch属性代码详解
Jun 19 Javascript
vue动态禁用控件绑定disable的例子
Oct 28 Javascript
javascript递归回溯法解八皇后问题
Apr 22 #Javascript
使用C++为node.js写扩展模块
Apr 22 #Javascript
node.js 使用ejs模板引擎时后缀换成.html
Apr 22 #Javascript
JavaScript模拟深蓝vs卡斯帕罗夫的国际象棋对局示例
Apr 22 #Javascript
jscript读写二进制文件的方法
Apr 22 #Javascript
javascript格式化json显示实例分析
Apr 21 #Javascript
JavaScript汉诺塔问题解决方法
Apr 21 #Javascript
You might like
PHP5常用函数列表(分享)
2013/06/07 PHP
php向js函数传参的几种方法
2014/08/10 PHP
PHP实现的迷你漂流瓶
2015/07/29 PHP
Yii控制器中filter过滤器用法分析
2016/07/15 PHP
Git命令之分支详解
2021/03/02 PHP
文本框水印提示效果的简单实现代码
2014/02/22 Javascript
node.js中的fs.writeFileSync方法使用说明
2014/12/14 Javascript
JS+CSS实现简易的滑动门效果代码
2015/09/24 Javascript
jquery设置表单元素为不可用的简单代码
2016/07/04 Javascript
两种JavaScript的AES加密方式(可与Java相互加解密)
2016/08/02 Javascript
JavaScript 最佳实践:帮你提升代码质量
2016/12/03 Javascript
JS实现一次性弹窗的方法【刷新后不弹出】
2016/12/26 Javascript
微信小程序 Tab页切换更新数据
2017/01/05 Javascript
JavaScript函数基础详解
2017/02/03 Javascript
微信小程序 JS动态修改样式的实现代码
2017/02/10 Javascript
Django中使用jquery的ajax进行数据交互的实例代码
2017/10/15 jQuery
使用 UniApp 实现小程序的微信登录功能
2020/06/09 Javascript
[02:44]DOTA2英雄基础教程 魅惑魔女
2014/01/07 DOTA
[05:42]DOTA2英雄梦之声_第10期_蝙蝠骑士
2014/06/21 DOTA
编写Python脚本使得web页面上的代码高亮显示
2015/04/24 Python
手把手教你Python yLab的绘制折线图的画法
2019/10/23 Python
pycharm运行scrapy过程图解
2019/11/22 Python
opencv设置采集视频分辨率方式
2019/12/10 Python
详解Python实现进度条的4种方式
2020/01/15 Python
jupyter notebook中新建cell的方法与快捷键操作
2020/04/22 Python
在tensorflow以及keras安装目录查询操作(windows下)
2020/06/19 Python
详解如何修改jupyter notebook的默认目录和默认浏览器
2021/01/24 Python
应用电子专业学生的自我评价
2013/10/16 职场文书
创建服务型党组织实施方案
2014/02/25 职场文书
5.12护士节活动总结
2015/02/10 职场文书
2015年机关党委工作总结
2015/05/23 职场文书
休学证明范本
2015/06/19 职场文书
《吃水不忘挖井人》教学反思
2016/02/22 职场文书
年中了,该如何写好个人述职报告?
2019/07/02 职场文书
2019年XX公司的晨会制度及流程!
2019/07/23 职场文书
如何用Node.js编写内存效率高的应用程序
2021/04/30 Javascript