图形界面数独游戏

一、项目背景

1.数独

**数独（Sudoku）**是一种数学逻辑游戏，游戏由9×9个格子组成，玩家需要根据格子提供的数字推理出其他格子的数字。

这种游戏只需要逻辑思维能力，与数字运算无关，所以数学不好的人也很适合。

虽然玩法简单，但提供的数字却千变万化，所以不少教育者认为数独是锻炼脑筋的好方法。

数独游戏由美国自由拼图发明者Howard Garns于1979年发明，日本出版商Nikoli于1986年发展，意思为“每个格子只有一个数字”。

数独规则：

数独游戏由九个3*3的九宫格呈3*3排列，构成9*9小格的矩阵，每个小格中只能填入1-9中的一个数字，对于数字的位置有如下限制：

•

矩阵的每一行包含1-9的每一个数字，且不能重复
•

矩阵每一列的数字不能重复（要求同行）
•

每一个3*3的九宫格内，数字不能重复

一个填好的9*9矩阵称为终盘(Endgame)，在终盘中去掉部分数字，供解谜者填写，称为初盘。

2.图形用户界面

图形用户界面（Graphical User Interface，缩写：GUI）是指采用图形方式显示的计算机操作用户界面。

与早期计算机使用的命令行界面相比，除了降低用户的操作负担之外，对于新用户而言，图形界面对于用户来说在视觉上更易于接受，学习成本大幅下降，也让电脑的大众化得以实现。

虽然图形用户界面已经成为现代电脑的主要界面，然而这界面必定要透过在显示器的特定位置，以“各种美观、而不单调的视觉消息”提示用户“状态的改变”，势必得比简单的文字消息呈现，花上更多的电脑运算能力，计算“要改变显示器哪些光点，变成哪些颜色”，功能命令的设计也比较复杂，现代操作系统的图形复杂程度更远超早期的GUI。

3.QT

Qt是一个跨平台的C++应用程序开发框架。广泛用于开发GUI程序，这种情况下又被称为部件工具箱。也可用于开发非GUI程序，例如控制台工具和服务器。

Qt 被用于 OPIE、Skype、VLC media player、Adobe Photoshop Elements、VirtualBox与Mathematica以及被Autodesk、欧洲空间局、梦工厂、Google、HP、KDE、卢卡斯影业、西门子公司、沃尔沃集团，华特迪士尼动画制作公司、三星集团、飞利浦、Panasonic所使用。它是 Digia 公司的产品。

Qt使用标准的C++和特殊的代码生成扩展以及一些宏。通过语言绑定，其他的编程语言也可以使用Qt。 Qt是自由且开放源代码的软件，在GNU宽通用公共许可证（LGPL）条款下发布。所有版本都支持广泛的编译器，包括GCC的C++编译器和Visual Studio。

官方网站：Qt | Cross-platform software development for embedded & desktop

4.PyQT

PyQt 是一组用于Qt 公司的Qt 应用程序框架的 Python 绑定，可在 Qt支持的所有平台上运行，包括 Windows、macOS、Linux、iOS 和 Android。

PyQt6 支持 Qt v6，PyQt5 支持 Qt v5，PyQt4 支持 Qt v4。绑定是作为一组 Python 模块实现的，包含 1,000 多个类。

项目地址：PyQt5 · PyPI

二、项目目标

1.主要目标

编写一个拥有图形界面的数独游戏，功能包括：

•

游戏主要界面、鼠标/键盘交互操作
•

游戏过程控制（新建游戏、加载问题、重新开始、退出等）
•

支持自动游戏求解

2.目标分解

•

编写图像用户界面
•

根据添加相关功能

三、技术选型

1.问题：图形界面框架如何选择？

Python常用第三方GUI图形界面框架如下，推荐使用PyQT、TKinter、PySimpleGUI来构建。

•

PyQT
•

TKinter
•

WxPython
•

PySide
•

Kivy
•

PySimpleGUI

2.问题：数独生成算法有那几种？

一般有两种数独生成算法：

•

矩阵变换：对一个正确的终盘使用随机的矩阵变换，得到一个合乎规范的新终盘，此方法随机程度较差，结果与初始差别不大
•

自动生成：利用求解算法，先随机填入一些初始格，后交给求解算法得到终盘

3.问题：数独求解算法有那几种？

目前，主流的数独求解算法有以下几种：

•

暴力搜索：（效率低）
•

舞蹈链算法：使用交叉链表优化搜索的算法
•

基于约束满足问题的搜索算法：使用启发式函数优化搜索流程，使更快得解
•

推理算法：使用逻辑推理的形式，推出问题内容，适用于简单数独求解，复杂数独将无法求解

四、课堂要求

1.提交项目结构

--javascripttypescriptbashsqljsonhtmlcssccppjavarubypythongorustmarkdown

main.py           项目执行主文件
README.md                   项目描述说明文档
requirements.txt    项目依赖包版本号（项目需要下载到本地执行，如果有第三方依赖包，必须填写）

2.标注核心算法函数位置

--javascripttypescriptbashsqljsonhtmlcssccppjavarubypythongorustmarkdown

# 破解算法 位于main.py文件 第102行
def sudoku():pass

3.程序运行效果截图

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图形界面数独游戏

一、项目背景

1.数独

2.图形用户界面

3.QT

4.PyQT

二、项目目标

1.主要目标

2.目标分解

三、技术选型

1.问题：图形界面框架如何选择？

2.问题：数独生成算法有那几种？

3.问题：数独求解算法有那几种？

四、课堂要求

1.提交项目结构

2.标注核心算法函数位置

3.程序运行效果截图

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2.目标分解

三、技术选型

1.问题：图形界面框架如何选择？

2.问题：数独生成算法有那几种？

3.问题：数独求解算法有那几种？

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