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379
main.c
Normal file
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@ -0,0 +1,379 @@
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#include <string.h>
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#include <stdbool.h>
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#include <stdlib.h>
|
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#include <stdio.h>
|
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#define MAX_LIST_LENGTH 9
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typedef struct {
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int length;
|
||||
int list[MAX_LIST_LENGTH];
|
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} list_t;
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typedef struct {
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list_t field[9][9];
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} field_t;
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void setAll(list_t* list) {
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list->length = MAX_LIST_LENGTH;
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for(int i = 0; i < MAX_LIST_LENGTH; i++) {
|
||||
list->list[i] = i + 1;
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}
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}
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void output(field_t field) {
|
||||
for (int y = 0; y < 9; y++) {
|
||||
for (int x = 0; x < 9; x++) {
|
||||
if (field.field[x][y].length == 0) {
|
||||
putchar('#');
|
||||
} else if (field.field[x][y].length == 1) {
|
||||
putchar(field.field[x][y].list[0] + '0');
|
||||
} else {
|
||||
putchar('?');
|
||||
}
|
||||
}
|
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putchar('\n');
|
||||
}
|
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}
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field_t readField(const char* input) {
|
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int x = 0, y = 0;
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field_t field;
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size_t length = strlen(input);
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for (size_t i = 0; i < length; i++) {
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char c = input[i];
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bool inc = false;
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if (c == ' ') {
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setAll(&(field.field[x][y]));
|
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inc = true;
|
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} else if (c >= '1' && c <= '9') {
|
||||
field.field[x][y].length = 1;
|
||||
field.field[x][y].list[0] = c - '0';
|
||||
|
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inc = true;
|
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}
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if (inc) {
|
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x++;
|
||||
if (x >= 9) {
|
||||
x = 0;
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y++;
|
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}
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if (y >= 9) {
|
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break;
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}
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}
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}
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return field;
|
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}
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static inline void removeFromList(list_t* list, int i) {
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for (int li = i + 1; li < list->length; li++) {
|
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list->list[li - 1] = list->list[li];
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}
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list->length--;
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}
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static inline int eliminate(field_t *field) {
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int eliminated = 0;
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// columns
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for (int x = 0; x < 9; x++) {
|
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unsigned long bitfield = 0x1ff;
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|
||||
for (int y = 0; y < 9; y++) {
|
||||
list_t* list = &(field->field[x][y]);
|
||||
|
||||
if (list->length == 1) {
|
||||
bitfield &= ~(1 << (list->list[0] - 1));
|
||||
}
|
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}
|
||||
|
||||
for (int y = 0; y < 9; y++) {
|
||||
list_t* list = &(field->field[x][y]);
|
||||
|
||||
if (list->length == 1) {
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < list->length; i++) {
|
||||
if (!(bitfield & (1 << (list->list[i] - 1)))) {
|
||||
eliminated++;
|
||||
removeFromList(list, i);
|
||||
i--;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// rows
|
||||
for (int y = 0; y < 9; y++) {
|
||||
unsigned long bitfield = 0x1ff;
|
||||
|
||||
for (int x = 0; x < 9; x++) {
|
||||
list_t* list = &(field->field[x][y]);
|
||||
|
||||
if (list->length == 1) {
|
||||
bitfield &= ~(1 << (list->list[0] - 1));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int x = 0; x < 9; x++) {
|
||||
list_t* list = &(field->field[x][y]);
|
||||
|
||||
if (list->length == 1) {
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < list->length; i++) {
|
||||
if (!(bitfield & (1 << (list->list[i] - 1)))) {
|
||||
eliminated++;
|
||||
removeFromList(list, i);
|
||||
i--;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int xs = 0; xs < 3; xs++) {
|
||||
for (int ys = 0; ys < 3; ys++) {
|
||||
unsigned long bitfield = 0x1ff;
|
||||
|
||||
for (int x = xs * 3; x < (xs + 1) * 3; x++) {
|
||||
for (int y = ys * 3; y < (ys + 1) * 3; y++) {
|
||||
list_t* list = &(field->field[x][y]);
|
||||
|
||||
if (list->length == 1) {
|
||||
bitfield &= ~(1 << (list->list[0] - 1));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int x = xs * 3; x < (xs + 1) * 3; x++) {
|
||||
for (int y = ys * 3; y < (ys + 1) * 3; y++) {
|
||||
list_t* list = &(field->field[x][y]);
|
||||
|
||||
if (list->length == 1) {
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < list->length; i++) {
|
||||
if (!(bitfield & (1 << (list->list[i] - 1)))) {
|
||||
eliminated++;
|
||||
removeFromList(list, i);
|
||||
i--;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
return eliminated;
|
||||
}
|
||||
|
||||
typedef enum {
|
||||
solved, unsolved, error
|
||||
} state_t;
|
||||
|
||||
typedef struct {
|
||||
state_t state;
|
||||
field_t field;
|
||||
} solution_t;
|
||||
|
||||
static inline state_t getState(field_t field) {
|
||||
for (int x = 0; x < 9; x++) {
|
||||
for (int y = 0; y < 9; y++) {
|
||||
int l = field.field[x][y].length;
|
||||
switch(l) {
|
||||
case 0:
|
||||
return error;
|
||||
case 1:
|
||||
continue;
|
||||
default:
|
||||
return unsolved;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
return solved;
|
||||
}
|
||||
|
||||
typedef struct {
|
||||
int length;
|
||||
struct guess {
|
||||
int x;
|
||||
int y;
|
||||
int n;
|
||||
}* guesses;
|
||||
} guesslist_t;
|
||||
|
||||
static inline guesslist_t possibleGuesses(field_t field) {
|
||||
guesslist_t list;
|
||||
list.guesses = NULL;
|
||||
list.length = 0;
|
||||
|
||||
for (int x = 0; x < 9; x++) {
|
||||
for (int y = 0; y < 9; y++) {
|
||||
int l = field.field[x][y].length;
|
||||
|
||||
if (l > 1) {
|
||||
void* tmp = realloc(list.guesses, (list.length + l) * sizeof(struct guess));
|
||||
if (tmp == NULL) {
|
||||
fprintf(stderr, "panic: malloc failed\n");
|
||||
exit(1);
|
||||
}
|
||||
list.guesses = tmp;
|
||||
for (int i = 0; i < l; i++) {
|
||||
list.guesses[list.length++] = (struct guess) {
|
||||
x, y, field.field[x][y].list[i]
|
||||
};
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
return list;
|
||||
}
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||||
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||||
static inline void freeGuesses(guesslist_t guesses) {
|
||||
free(guesses.guesses);
|
||||
}
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||||
|
||||
solution_t solve(field_t field) {
|
||||
int n;
|
||||
|
||||
while ((n = eliminate(&field))) {
|
||||
printf("possibilities eliminated: %d\n", n);
|
||||
}
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||||
|
||||
state_t state = getState(field);
|
||||
|
||||
if (state == solved || state == error) {
|
||||
return (solution_t) {
|
||||
state, field
|
||||
};
|
||||
} else {
|
||||
printf("no solution found using basic rules\n");
|
||||
|
||||
guesslist_t list = possibleGuesses(field);
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < list.length; i++) {
|
||||
field_t field_ = field;
|
||||
struct guess guess = list.guesses[i];
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||||
|
||||
printf("guessing: %d,%d = %d\n", guess.x + 1, guess.y + 1, guess.n);
|
||||
|
||||
field_.field[guess.x][guess.y].length = 1;
|
||||
field_.field[guess.x][guess.y].list[0] = guess.n;
|
||||
|
||||
solution_t solution = solve(field_);
|
||||
|
||||
if (solution.state == solved) {
|
||||
freeGuesses(list);
|
||||
|
||||
return solution;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
freeGuesses(list);
|
||||
|
||||
return (solution_t) {
|
||||
error,
|
||||
field
|
||||
};
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
const char* wikipedia = "\
|
||||
53 7 \
|
||||
6 195 \
|
||||
98 6 \
|
||||
8 6 3\
|
||||
4 8 3 1\
|
||||
7 2 6\
|
||||
6 28 \
|
||||
419 5\
|
||||
8 79\
|
||||
";
|
||||
|
||||
const char* medium = "\
|
||||
47 53 \
|
||||
9 8 \
|
||||
1 2 5 \
|
||||
1 7 5 4\
|
||||
39 1 \
|
||||
65 9 3\
|
||||
95 172 6\
|
||||
28 1\
|
||||
7 64 9 \
|
||||
";
|
||||
|
||||
const char* hard = "\
|
||||
29 4 \
|
||||
31 5 26\
|
||||
96 \
|
||||
2 83 \
|
||||
1 98 5\
|
||||
57 \
|
||||
768 4\
|
||||
6 2 9\
|
||||
4 3\
|
||||
";
|
||||
|
||||
const char* very_difficult = "\
|
||||
21 6 4 \
|
||||
5 9 \
|
||||
4 2 1\
|
||||
84 5 \
|
||||
1 2\
|
||||
4 75\
|
||||
7 6 4\
|
||||
3 9 \
|
||||
8 3 61 \
|
||||
";
|
||||
|
||||
const char* hardest = "\
|
||||
8 \
|
||||
36 \
|
||||
7 9 2 \
|
||||
5 7 \
|
||||
457 \
|
||||
1 3 \
|
||||
1 68\
|
||||
85 1 \
|
||||
9 4 \
|
||||
";
|
||||
|
||||
int main() {
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||||
field_t field = readField(hardest);
|
||||
output(field);
|
||||
|
||||
solution_t solution = solve(field);
|
||||
|
||||
printf("\n\n");
|
||||
|
||||
switch(solution.state) {
|
||||
case error:
|
||||
printf("error\n");
|
||||
break;
|
||||
case solved:
|
||||
printf("solved\n");
|
||||
break;
|
||||
case unsolved:
|
||||
printf("unsolved\n");
|
||||
break;
|
||||
default:
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
output(solution.field);
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
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