Alpha 版

前田稔の超初心者のプログラム入門

プログラムの説明

1. Menu でメニューの設定とイベントハンドラーは作成されています。
   今回は残りのメニューを実装して、一応プログラムを完成させます。
   データーの入出力メニューです。
   

   親メニュー	子メニュー	説明
   File(&F)
   	Save(&S)	数字テーブルを保存する
   	Load(&L)	数字テーブルとヒントを入力する
   	SaveAll(&A)	数字テーブルとヒントを保存する
   	Exit(&X)	プログラムを終了する

2. データーの入出力メニューを実装します。
   using を追加して、STAThread を設定して下さい。
   

   using System.IO; // for File, StreamReader using System.Text; // for Encoding class form01 { [STAThread] public static void Main() { MyForm mf = new MyForm(); Application.Run(mf); } }

3. プレイ中のファイルを保存する SaveFile() 関数です。
   数字テーブル(m_t[9, 9])に続いてカラーテーブル(m_ct[9, 9])を文字列で書き出します。
   数字が並ぶと見にくくなるので、数字テーブルの「0 を . に変換」して保存します。
   

   private void SaveFile(object sender, EventArgs e) { StreamWriter writer; string file, str; int i, j; SaveFileDialog saveDialog = new SaveFileDialog(); saveDialog.Title = "保存するファイルを選択してください"; saveDialog.Filter = "Number|*.num|すべてのファイル|*.*"; saveDialog.RestoreDirectory = true; if (saveDialog.ShowDialog(this) == DialogResult.OK) { file = saveDialog.FileName; writer = new StreamWriter(file, false, Encoding.GetEncoding("utf-8")); for (i = 0; i < 9; i++) { str = ""; for (j = 0; j < 9; j++) { str += (char)(m_t[i, j] | 0x30); } str = str.Replace('0', '.'); writer.WriteLine(str); } for (i = 0; i < 9; i++) { str = ""; for (j = 0; j < 9; j++) { str += (char)(m_ct[i, j] | 0x30); } writer.WriteLine(str); } writer.Close(); } saveDialog.Dispose(); }

4. ファイルを入力する LoadFile() 関数です。
   数字テーブル(m_t[9, 9])に続いてカラーテーブル(m_ct[9, 9])を入力します。
   数字が並ぶと見にくくなるので、数字テーブルの「0 を . に変換」した形式も扱います。
   またカラーを省略した次のような数字の並びデータ(一行毎に改行して下さい)もサポートします。
   Text Editor で簡単にタイプ出来るので、ネットに掲載されている問題をタイプして試してみて下さい。
   

   ...46.2.5 .465138.9 .7389..61 .5824.7.. ..79.512. 9..67854. 13..26984 7...59.12 .92184.57

   LoadFile() 関数です。
   

   private void LoadFile(object sender, EventArgs e) { string file, str; int i, j; OpenFileDialog openDialog = new OpenFileDialog(); openDialog.Title = "Number ファイルを選択してください"; openDialog.Filter = "Number|*.num|すべてのファイル|*.*"; if (openDialog.ShowDialog() == DialogResult.OK) { file = openDialog.FileName; if (!File.Exists(file)) return; //ファイルの有無をチェック for (i = 0; i < 9; i++) { for (j = 0; j < 9; j++) { m_t[i, j] = 0; m_ct[i, j] = 0; } } StreamReader reader = new StreamReader(file, Encoding.GetEncoding("utf-8")); for (i = 0; i < 9; i++) { if ((str = reader.ReadLine()) == null) break; str = str.Replace('.', '0'); for (j = 0; j < 9; j++) { m_t[i, j] = (int)(str[j] & 0xf); if (m_t[i, j]==0) m_ct[i, j] = 1; } } for (i = 0; i < 9; i++) { if ((str = reader.ReadLine()) == null) break; if (str.Length<9) continue; for (j = 0; j < 9; j++) { m_ct[i, j] = (int)(str[j] & 0xf); } } reader.Close(); } openDialog.Dispose(); Debug(m_t); Invalidate(); }

5. プログラムを終了する Exit() 関数です。
   

   private void Exit(object sender, EventArgs e) { this.Close(); }

6. 完成を確認する Complete() 関数です。
   m_OK フラグを定義して下さい。
   

   bool m_OK = false; //完成フラグ // 完成を確認 private void Complete(object sender, EventArgs e) { int sum; if (Error()) { Invalidate(); return; } for (int i = 0; i < 9; i++) { sum = 0; for (int j = 0; j < 9; j++) sum += m_t[i, j]; if (sum != 45) return; sum = 0; for (int j = 0; j < 9; j++) sum += m_t[j, i]; if (sum != 45) return; } m_OK = true; Invalidate(); }

7. MyHandler() で完成メッセージを表示します。
   

   private void MyHandler(object sender, PaintEventArgs e) { ・・・ if (m_OK) { Font f = new Font("ＭＳ ゴシック", 30); g.DrawString("完成しました！ ＼(^o^)／", f, Brushes.Red, new PointF(30F, 260F)); m_OK = false; } }

8. Complete() から呼ばれる Error() 関数です。
   エラーを見つけたマスの色を 6 に設定します。
   Err3() 関数は小プレートの中を調べる関数です。
   

   public bool Error() { int[] chk = new int[10]; int i,j,w; bool flag = false; for(i=0; i<9; i++) { for(j = 0; j < 10; j++) chk[j] = 0; for(j = 0; j < 9; j++) { if (m_ct[i, j]!=0) m_ct[i, j] = 1; chk[m_t[i, j]]++; } for(j = 0; j < 9; j++) { if (m_ct[i, j]>0 && m_ct[i, j]<7) { w = m_t[i, j]; if (w>0 && chk[w] > 1) { m_ct[i, j] = 6; flag = true; } } } for(j = 0; j < 10; j++) chk[j] = 0; for(j = 0; j < 9; j++) chk[m_t[j, i]]++; for(j = 0; j < 9; j++) { if (m_ct[j, i]>0 && m_ct[j ,i]<7) { w = m_t[j, i]; if (w>0 && chk[w] > 1) { m_ct[j, i] = 6; flag = true; } } } } for (i = 0; i < 3; i++) for (j = 0; j < 3; j++) if (Err3(i*3, j*3)) flag = true; return flag; }

9. 小プレートの中を調べる関数 Err3() 関数です。
   

   public bool Err3(int y, int x) { int[] chk = new int[10]; //3*3 で使われている数字 int i,j,w; bool flag = false; for(i=0; i<10; i++) chk[i] = 0; for(i=0; i<3; i++) for(j=0; j<3; j++) chk[m_t[i+y, j+x]]++; for(i=0; i<3; i++) for(j=0; j<3; j++) if (m_ct[i+y, j+x] > 0 && m_ct[i+y, j+x] < 7) { w = m_t[i+y, j+x]; if (w>0 && chk[w] > 1) { m_ct[i+y, j+x] = 6; flag = true; } } return flag; }

10. Tool メニューです。
    現在の盤面でエラーを調べる Check() 関数です。
    ヒントやカラーのリセットも行います。
    

    private void Check(object sender, EventArgs e) { Error(); m_hint = false; Invalidate(); }

11. 正解画面を設定する Play() 関数です。
    自動生成したテーブル(m_b[9, 9])を表示するので、入力したファイルでは正解は得られません。
    

    private void Play(object sender, EventArgs e) { for(int y=0; y<9; y++) for(int x=0; x<9; x++) { m_t[y, x] = m_b[y, x]; if (m_ct[y,x]!=0) m_ct[y, x] = 1; } Invalidate(); }

12. Hint/RunHint を選ぶと、小プレートに候補が一個の数字(赤色)を確定してコンピューターが簡単な問題を解いてくれます。
    「赤の数字」に該当するマスが見つからなくなければ、解析が停止します。
    Hint/Think は RunHint より１段上の思考メニューです。
    Hint/Think を実行すると、難問以外はこのメニュー一発で解けるかも知れません。 (^_^;)
    
13. ヒント無しで解けたら良いのですが、上級になると手に負えません。
    そんなときの強い見方が Hint メニューで、マスに入る可能性のある数字を教えてくれます。
    数字が一個のときは、その数字で確定です。
    またグループ(行・列・3*3 の小プレート)で候補が一個のときも確定できます。
    詳細は Number Game からナンプレ(数独)ヒントを参照して下さい。
    

    int[,,] m_ht = new int[9,9,10]; //Helpテーブル int[,] m_ct = new int[9, 9]; //プレートの色テーブル bool m_hint = false; //Hint Mode private void Hint(object sender, EventArgs e) { SetHint(); m_hint = true; Invalidate(); }

14. Hint() 関数から呼ばれる SetHint() 関数です。
    ９＊９のマスに１０個の領域を設定して、１～９の数字から行や列や小プレートで使われている数字を消し込みます。
    Del33() は小プレートの中を調べる関数です。
    

    public void SetHint() { int x,y,k,wn; for(y=0; y<9; y++) for(x=0; x<9; x++) { if (m_ct[y,x]>4) m_ct[y,x] = 1; for(k=0; k<10; k++) m_ht[y,x,k] = k; } for(y=0; y<9; y++) for(x=0; x<9; x++) { wn = m_t[y,x]; if (wn!=0) { for(k=0; k<9; k++) { m_ht[y,k,wn] = 0; //y行から消す m_ht[k,x,wn] = 0; //x列から消す Del33(y,x); } } } }

15. SetHint() 関数から呼ばれる Del33() 関数です。
    y,x が含まれる小プレートから使われている数字を消し込みます。
    

    public void Del33(int y, int x) { int i,j,yw,xw,n; n = m_t[y,x]; yw = (y/3)*3; xw = (x/3)*3; for(i=0; i<3; i++) for(j=0; j<3; j++) m_ht[yw+i,xw+j,n] = 0; }

問題の作成

1. 問題の作成は NewGame メニューで行います。
   

   親メニュー	説明
   NewGame(&G)
   	Lebel-1(&A)	初心者レベルの問題です
   	Lebel-2(&B)	初級者レベルの問題です
   	Lebel-3(&C)	中級者レベルの問題です
   	Init(&R)	リセットして出題図に戻す
   	Complete(&Q)	問題が正しく作成できたことを確認する

2. 問題の生成では、毎回同じパターンで出題していたのでは芸がありません。
   そこでプログラムでナンプレの問題を作成します。
   問題の作成は一筋縄ではいかず、回答が得られるまで繰り返すことになります。
   我と思わん方はプログラムを解析してみて下さい。
   取り合えず次のソースを組み込むと問題を作成してくれます。
   
3. 問題を作成するための領域を定義します。
   

   // Data 作成領域 int[,] restcol = new int[9, 10]; //縦列制限テーブル[col][num] = 0 : 埋めれる, 1 : 埋めれない int[, ,] restblock = new int[3, 3, 10]; //ブロック制限テーブル[row/3][col/3][num] = 同上

4. Generate() から問題を作成する makeMahoujin() 関数を呼び出します。
   作成された m_b[9, 9] から rate の確率で穴を抜いて出題します。
   娘によれば、ナンプレでは複数の正解が生じる問題は駄目だと言うのですが、今回は目をつぶります。 (^_^;)
   

   public void Generate(int rate) { makeMahoujin(); for(int y=0; y<9; y++) for(int x=0; x<9; x++) m_t[y, x] = m_b[y, x]; // m_t[y,x]=0 色=1 で穴抜きを設定 for(int y=0; y<9; y++) for(int x=0; x<9; x++) { m_ct[y, x] = 0; if (rand.Next(100) < rate) { m_t[y, x] = 0; m_ct[y, x] = 1; } } Invalidate(); }

5. 問題を作成する makeMahoujin() 関数です。
   

   public void makeMahoujin() { int i,j,k; int row,col,num; do //回答得られるまで繰り返し { //制限テーブル、回答テーブル初期化 for(i=0; i<9; i++) for(j=0; j<9; j++) m_b[i,j] = 0; for(i=0; i<9; i++) for(j=0; j<10; j++) restcol[i,j] = 0; for(i=0; i<3; i++) for(j=0; j<3; j++) for(k=0; k<10; k++) restblock[i,j,k] = 0; //埋めようとしてみます for(row=0; row<9; row++) { //１行あたり 40回 挑戦。 for(i=0; i<40; i++) { if( num_tryfillrow(row)!=0 ) break; //埋めアルゴリズムここで変更 //else x[row]++; //つまった回数行ごとにカウント } //無理ぽ。最初からやり直し if( i >= 40 ) break; //１行埋まった。制限テーブル更新 for(col=0; col<9; col++) { num = m_b[row,col]; restcol[col,num] = 1; restblock[row/3,col/3,num] = 1; } } } while(row < 9);//最後の行まで埋まるまで繰り返し } //引数で渡された未完の行、空にして埋めなおす //埋める数字をランダムで決定(0 失敗 1 成功) public int num_tryfillrow(int row) { int k; int col,num; int[] kouho = new int[9]; int[] used = new int[10]; //どの数字既に埋めたかテーブル初期化 for(num=1; num<10; num++) used[num] = 0; //左から順に埋めていく for(col=0; col<9; col++){ //埋めれる数字を kouho に入れる k = 0; for(num=1; num<10; num++) if( restcol[col,num] == 0 && restblock[row/3,col/3,num] == 0 && used[num] == 0 ) kouho[k++] = num; //何も埋められない→失敗 if(k == 0) { return(0); } //ランダムで数字を決定 num = kouho[rand.Next(k)]; m_b[row,col] = num; used[num] = 1; } return(1); //成功 }

6. これで一応ゲーム(α版)は完成です。
   Level-1～Level-3 を選んでプレイしてみて下さい。
   またネットに掲載されている問題をタイプして試してみて下さい。
   ファイルから入力した問題は、メニューから Anser を選んでも解答は表示されません。
   

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超初心者のプログラム入門(C# Frame Work)