本篇内容主要讲解“怎么使用Python进行数独求解”，感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷，实用性强。下面就让小编来带大家学习“怎么使用Python进行数独求解”吧!
1. 引言
数独这个名字的由来来自日语短语suuji wa dokushin ni kagiru，意思是“数字必须保持单一”。数独游戏的流行也源于其规则的简单性：数独游戏要求在 9 x 9 空间的网格上进行数字填写。在行和列中有 9 个“正方形”的格子block(由 3 x 3 个子单元格cell组成)。每一行、每一列、每一个block都需要填写数字 1-9，行、列、block内不得重复任何数字。
好的，知道了上述数独的规则，那么我们就来直接进入主体吧。 ：）
2.描述数独九宫格
这一步主要为使用一组数字来初始化我们的九宫格。我们使用setBoard() 函数将输入转换为适合我们后续操作的数据类型。我们使用以下约定：
空的单元格cell初始化为默认值0。
维持数独谜题数字值的数据类型是一个 9x9 大小的二维列表。
这里我们的输入是一个多行字符串，我们将其处理成二维列表的形式。样例代码如下：
# Initialize a 2-D list with initial values described by the problem. # Returns boarddef setBoard(): board = list() sudokuBoard = ''' 200080300060070084030500209000105408000000000402706000301007040720040060004010003''' rows = sudokuBoard.split('\n') for row in rows: column = list() for character in row: digit = int(character) column.append(digit) board.append(column) return board上述代码运行后，如果展示在拼图游戏中，他的样子大概如下：
3.寻找下一个空子单元格
函数findEmpty() 函数的操作更加简单：对初始化后的九宫格作为参数传递，然后该遍历该九宫格中每一个子单元格cell，直到找到返回的第一个空的子单元格。如果没有找到空的子单元格，这表明我们的问题已解决，因此它返回None。
样例代码如下：
# Find next empty space in Sudoku board and return dimensionsdef findEmpty(board): for row in range(9): for col in range(9): if board[row][col] == 0 : return row,col return None4. 子单元格中设置值的合法性
函数isValid()的操作是确认设定的数字是否是九宫格子单元格的有效选项。为了使设置的值满足数独九宫格的要求，该值的设置需满足以下条件：
同一行的任何子单元格cell都不应包含该数字
同一列的任何子单元格cell都不应包含该数字
该子单元格cell所在的block不应该包含该数字
如果我们设定的值满足以上所有条件，该函数返回True，否则返回False。代码如下：
# Check whether a specific number can be used for specific dimensionsdef isValid(board, num, pos): row, col = pos # Check if all row elements include this number for j in range(9): if board[row][j] == num: return False # Check if all column elements include this number for i in range(9): if board[i][col] == num: return False # Check if the number is already included in the block rowBlockStart = 3* (row // 3) colBlockStart = 3* (col // 3) rowBlockEnd = rowBlockStart + 3 colBlockEnd = colBlockStart + 3 for i in range(rowBlockStart, rowBlockEnd): for j in range(colBlockStart, colBlockEnd): if board[i][j] == num: return False return True以下是通过isValid() 函数中描述的条件后成功插入新值的动态示例：
同时，若我们引入一个与九宫格数独上已经存在的值冲突的数值，那么此时该值将不会被插入。图例如下：
5. 实现回溯算法
下一个函数是我们整个解决方案的核心思想，这里引入了回溯思想，该算法的实现步骤如下：
搜索下一个空的子单元格cell。如果没有找到，那么我们已经解决了这个难题；如果没有，则转到第 2 步。
通过迭代数字1-9 来猜测正确的数字，并参考已经确定的数字来检查它是否是一个合法的数字。
如果找到一个有效的数字，此时递归调用solve() 函数并猜测下一个空的子单元格cell。
如果数字1-9均无效，则将将子单元格cell的值重置为 0，并继续迭代以查找下一个有效数字。
# Solve Sudoku using backtrackingdef solve(board): blank = findEmpty(board) if not blank: return True else: row, col = blank for i in range(1,10): if isValid(board, i, blank): board[row][col] = i if solve(board): return True board[row][col] = 0 return False由于递归理解起来不是那么直观，不妨让我们尝试使用动态来将整个过程形象化：
正如我们在上面的示例中看到的那样，该算法用有效数字填充空子单元格cell，直到出现死胡同；然后它回溯，直到重新迭代该过程。
6. 性能表现
上述我们的程序需要使用回溯算法来遍历每个单元格的许多潜在值。这当然不是最优的解法，可以预想到我们的解决方法的性能会很慢。
我们使用上述代码，来解决欧拉计划的第96题中的50道数独题目，运行时间为：
The execution time of above program is : 23.56185507774353 s到此，相信大家对“怎么使用Python进行数独求解”有了更深的了解，不妨来实际操作一番吧！这里是编程网网站，更多相关内容可以进入相关频道进行查询，关注我们，继续学习！
