Swing数独游戏(一)：终盘生成之矩阵转换法
数独（すうどく，Sudoku）是一种运用纸、笔进行演算的逻辑游戏。玩家需要根据9×9盘面上的已知数字，推理出所有剩余空格的数字，并满足每一行、每一列、每一个粗线宫内的数字均含1-9，不重复。
参考：http://baike.baidu.com/link?url=ePXUCvpBaRKBkEA3pVfOkg3m-NBozO6a4GDS0N3E5_gK1nnJCDzd5O-YL1w7c5S3
最近手机上安装了数独游戏，算是重拾该游戏了。为了更加了解游戏生成的原理，自己在闲暇时间做了一个Swing版的数独游戏，将会写几篇博文记录一些内容。 内容大致如下：
Swing数独游戏(一)：终盘生成之矩阵转换法Swing数独游戏(二)：终盘生成之随机法Swing数独游戏(三)：“挖洞”法Swing数独游戏(四)：关键功能及实现。... ...
数独游戏一般产生的过程包括两个过程：
1. 生成一个终盘 （9 x 9）。
2. 然后根据难易程度，在终盘上挖掉不同数目的数字。
这样，就能确定那些格子是有数据且不可编辑以及哪些没有数据且可编辑的。
比如，我实现的一个Swing数独游戏界面：
产生数独终盘(9x9 的二维数组)的方法主要有两种：矩阵转换法或者随机法.
本篇博文将介绍使用矩阵转换的方法生成终盘，具体步骤如下：
1. 指定一个数独矩阵作为矩阵转换的种子矩阵
为了完成矩阵的转换，我们需要有可用的数独数组作为种子数组才行。
做法可以如下：
1. 先给定几个可用数独数组作为备选种子矩阵。
2. 产生一个随机数，随机选中其中的一个作为种子矩阵。
可以写一个产生种子矩阵的工具类，如：
package my.sudoku.utils;import java.util.Random;public final class SeedSudokuMatrixFactory {private static final Random random = new Random();private static final int seedSudokuArrays[][][] = {{ { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 }, { 4, 5, 6, 7, 8, 9, 1, 2, 3 },{ 7, 8, 9, 1, 2, 3, 4, 5, 6 },{ 2, 1, 4, 3, 6, 5, 8, 9, 7 },{ 3, 6, 5, 8, 9, 7, 2, 1, 4 },{ 8, 9, 7, 2, 1, 4, 3, 6, 5 },{ 5, 3, 1, 6, 4, 2, 9, 7, 8 },{ 6, 4, 2, 9, 7, 8, 5, 3, 1 },{ 9, 7, 8, 5, 3, 1, 6, 4, 2 } },{ { 3, 9, 4, 5, 1, 7, 6, 2, 8 }, { 5, 1, 7, 6, 2, 8, 3, 9, 4 },{ 6, 2, 8, 3, 9, 4, 5, 1, 7 },{ 9, 3, 5, 4, 7, 1, 2, 8, 6 },{ 4, 7, 1, 2, 8, 6, 9, 3, 5 },{ 2, 8, 6, 9, 3, 5, 4, 7, 1 },{ 1, 4, 3, 7, 5, 9, 8, 6, 2 },{ 7, 5, 9, 8, 6, 2, 1, 4, 3 },{ 8, 6, 2, 1, 4, 3, 7, 5, 9 } },{ { 7, 6, 1, 9, 8, 4, 2, 3, 5 }, { 9, 8, 4, 2, 3, 5, 7, 6, 1 },{ 2, 3, 5, 7, 6, 1, 9, 8, 4 },{ 6, 7, 9, 1, 4, 8, 3, 5, 2 },{ 1, 4, 8, 3, 5, 2, 6, 7, 9 },{ 3, 5, 2, 6, 7, 9, 1, 4, 8 },{ 8, 1, 7, 4, 9, 6, 5, 2, 3 },{ 4, 9, 6, 5, 2, 3, 8, 1, 7 },{ 5, 2, 3, 8, 1, 7, 4, 9, 6 } },{ { 7, 1, 5, 4, 3, 6, 2, 9, 8 }, { 4, 3, 6, 2, 9, 8, 7, 1, 5 },{ 2, 9, 8, 7, 1, 5, 4, 3, 6 },{ 1, 7, 4, 5, 6, 3, 9, 8, 2 },{ 5, 6, 3, 9, 8, 2, 1, 7, 4 },{ 9, 8, 2, 1, 7, 4, 5, 6, 3 },{ 3, 5, 7, 6, 4, 1, 8, 2, 9 },{ 6, 4, 1, 8, 2, 9, 3, 5, 7 },{ 8, 2, 9, 3, 5, 7, 6, 4, 1 } } };private SeedSudokuMatrixFactory(){}/** * 随机获取一个预先定义好的数独数组 */public static int[][] retrieveSeedSudokuArrayByRandom() {int randomInt = random.nextInt(seedSudokuArrays.length);return seedSudokuArrays[randomInt].clone();}}package my.sudoku.utils;import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.Random;public class SudokuPuzzleMatrixGenerator {/**待转换的数组种子数组*/private int sampleArray[][] = SeedSudokuMatrixFactory.retrieveSeedSudokuArrayByRandom();private Random random = new Random();public int[][] generateSudokuArray() {List<Integer> randomList = buildRandomList();for (int i = 0; i < 9; i++) {for (int j = 0; j < 9; j++) {for (int k = 0; k < 9; k++) {if (sampleArray[i][j] == randomList.get(k)) {sampleArray[i][j] = randomList.get((k + 1) % 9);break;}}}}return sampleArray;}private List<Integer> buildRandomList() {int[] array = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };int randomInt = 0;for (int i = 0; i < 20; i++) {randomInt = random.nextInt(8) + 1;int temp = array[0];array[0] = array[randomInt];array[randomInt] = temp;}List<Integer> randomList = new ArrayList<Integer>();for (int i : array) {randomList.add(i);}return randomList;}}
public int[][] generateSudokuArray1() {int randomRowNum = 0;//随机交换20次for (int i = 0; i < 20; i++) {randomRowNum = random.nextInt(8) + 1;for (int col = 0; col < 9; col++) {if(randomRowNum % 3 ==0){int temp = sampleArray[randomRowNum][col];sampleArray[randomRowNum][col] = sampleArray[randomRowNum+1][col];sampleArray[randomRowNum+1][col] = temp;}else{int temp = sampleArray[randomRowNum][col];sampleArray[randomRowNum][col] = sampleArray[randomRowNum-1][col];sampleArray[randomRowNum-1][col] = temp;}}}return sampleArray;}public int[][] generateSudokuArray2() {int randomColumnNum = 0;for (int i = 0; i < 20; i++) {randomColumnNum = random.nextInt(8) + 1;for (int row = 0; row < 9; row++) {if(randomColumnNum %3 ==0){int temp = sampleArray[row][randomColumnNum];sampleArray[row][randomColumnNum] = sampleArray[row][randomColumnNum+1];sampleArray[row][randomColumnNum+1] = temp;}else{int temp = sampleArray[row][randomColumnNum];sampleArray[row][randomColumnNum] = sampleArray[row][randomColumnNum-1];sampleArray[row][randomColumnNum-1] = temp;}}}return sampleArray;}
public int[][] getArrayWithDiagonalSymmetry() {int[][] result = new int[9][9];for (int i = 0; i < 9; i++) {for (int j = 0; j < 9; j++) {result[i][j] = sampleArray[j][i];}}return result;}package test;import java.io.IOException;import my.sudoku.utils.SudokuPuzzleMatrixGenerator;public class Main {public static void main(String[] args) throws IOException {SudokuPuzzleMatrixGenerator sp = new SudokuPuzzleMatrixGenerator();/* * 采用换数字的方法转换矩阵 */System.out.println("采用换数字的方法转换矩阵");printArray(sp.generateSudokuArray());/* * 采用行交换的方法转换矩阵 */System.out.println("采用行交换的方法转换矩阵");printArray(sp.generateSudokuArray1());/* * 采用列交换的方法转换矩阵 */System.out.println("采用列交换的方法转换矩阵");printArray(sp.generateSudokuArray2());/* * 采用对角线对称交换数据 */System.out.println("采用列交换的方法转换矩阵");printArray(sp.getArrayWithDiagonalSymmetry());}public static void printArray(int a[][]) {for (int i = 0; i < 9; i++) {for (int j = 0; j < 9; j++) {System.out.print(a[i][j]);System.out.print(" ");}System.out.println();}}}产生的种子矩阵是：