python实现简易数独小游戏

起源

既然“数独”有一个字是“数”,人们也往往会联想到数学,那就不妨从大家都知道的数学家欧拉说起,但凡想了解数独历史的玩家在网络、书籍中搜索时,共同会提到的就是欧拉的“拉丁方块(Latin square)”。

拉丁方块的规则:每一行(Row)、每一列(Column)均含1-N(N即盘面的规格),不重复。这与前面提到的标准数独非常相似,但少了一个宫的规则

近代发展

数独起源于18世纪初瑞士数学家欧拉等人研究的拉丁方阵(Latin Square)。19世纪80年代,一位美国的退休建筑师格昂斯(Howard Garns)根据这种拉丁方阵发明了一种填数趣味游戏,这就是数独的雏形。20世纪70年代,人们在美国纽约的一本益智杂志《Math Puzzles and Logic Problems》上发现了这个游戏,当时被称为填数字(Number Place),这也是公认的数独最早的见报版本。1984年一位日本学者将其介绍到了日本,发表在Nikoli公司的一本游戏杂志上,当时起名为“数字は独身に限る”(すうじはどくしんにかぎる),就改名为“数独”(すうどく),其中“数”(すう)是数字的意思,“独”(どく)是唯一的意思。后来一位前任香港高等法院的新西兰籍法官高乐德(Wayne Gould)在1997年3月到日本东京旅游时,无意中发现了 [2]  。他首先在英国的《泰晤士报》上发表,不久其他报纸也发表,很快便风靡全英国,之后他用了6年时间编写了电脑程序,并将它放在网站上(这个网站也就是著名的数独玩家论坛),后来因一些原因,网站被关闭,幸好数独大师Glenn Fowler恢复了数据,玩家论坛有了新处所。在90年代国内就有部分的益智类书籍开始刊登,南海出版社在2005年出版了《数独1-2》,随后日本著名数独制题人西尾彻也的《数独挑战》也由辽宁教育出版社出版。《北京晚报》、《扬子晚报》、《羊城晚报》、《新民晚报》、《成都商报》等等报纸媒体也先后刊登了数独游戏。

基础解法

排除法(摒除法)

摒除法:用数字去找单元内唯一可填空格,称为摒除法,数字可填唯一空格称为排除法 (Hidden Single)。

根据不同的作用范围,摒余解可分为下述三种:

数字可填唯一空格在「宫」单元称为宫排除(Hidden Single in Box),也称宫摒除法。

数字可填唯一空格在「行」单元称为行排除法(Hidden Single in Row),也称行摒除法。

数字可填唯一空格在「列」单元称为列排除法(Hidden Single in Column),也称列摒除法。

唯一余数法

唯一余数法:用格位去找唯一可填数字,称为余数法,格位唯一可填数字称为唯余解(Naked Single)。余数法是删减等位群格位(Peer)已出现的数字的方法,每一格位的等位群格位有 20 个

完整代码如下:

import random
import math
import pygame
matrix = []
sds = []
 
 
def get_random_unit():
    _num_list = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
    random.shuffle(_num_list)
    return _num_list
 
 
def print_grid(arr):
    for i in range(9):
        sds.append(arr[i])
 
 
def get_row(row):
    row_arr = []
    for v in matrix[row]:
        if v == 0:
            continue
        row_arr.append(v)
    return row_arr
 
 
def get_col(col):
    col_arr = []
    for i in range(9):
        val = matrix[i][col]
        if val == 0:
            continue
        col_arr.append(matrix[i][col])
    return col_arr
 
 
def get_block(num):
    col_arr = []
    seq = num % 3
    col_end = 9 if seq == 0 else seq * 3
    row_end = int(math.ceil(num / 3) * 3)
    for i in range(row_end - 3, row_end):
        for j in range(col_end - 3, col_end):
            val = matrix[i][j]
            if val != 0:
                col_arr.append(matrix[i][j])
    return col_arr
 
 
def get_block_seq(row, col):
    col_seq = int(math.ceil((col + 0.1) / 3))
    row_seq = int(math.ceil((row + 0.1) / 3))
    return 3 * (row_seq - 1) + col_seq
 
 
def get_enable_arr(row, col):
    avail_arr = get_random_unit()
    seq = get_block_seq(row, col)
    block = get_block(seq)
    row = get_row(row)
    col = get_col(col)
    unable_arr = list(set(block + row + col))
    for v in unable_arr:
        if v in avail_arr:
            avail_arr.remove(v)
    return avail_arr
 
 
def main():
    can_num = {}
    count = 0
    
    for i in range(9):
        matrix.append([0] * 9)
 
    num_list = get_random_unit()
    for row in range(3):
        for col in range(3):
            matrix[row][col] = num_list.pop(0)
 
    num_list = get_random_unit()
    for row in range(3, 6):
        for col in range(3, 6):
            matrix[row][col] = num_list.pop(0)
 
    num_list = get_random_unit()
    for row in range(6, 9):
        for col in range(6, 9):
            matrix[row][col] = num_list.pop(0)
 
    box_list = []
    for row in range(9):
        for col in range(9):
            if matrix[row][col] == 0:
                box_list.append({'row': row, 'col': col})
 
    i = 0
    while i < len(box_list):
        count += 1
        position = box_list[i]
        row = position['row']
        col = position['col']
        key = '%dx%d' % (row, col)
        if key in can_num:
            enable_arr = can_num[key]
        else:
            enable_arr = get_enable_arr(row, col)
            can_num[key] = enable_arr
 
        if len(enable_arr) <= 0:
            i -= 1
            if key in can_num:
                del (can_num[key])
            matrix[row][col] = 0
            continue
        else:
            matrix[row][col] = enable_arr.pop()
            i += 1
 
    print_grid(matrix)
 
if __name__ == "__main__":
    main()
    
 
# --------------------华丽の分割线--------------------
 
ac_num = 0
pausE = True
difficulty = 3
 
from tkinter import *
from tkinter import ttk
import time
import pygame as py 
 
def setDiff(difF):
    global difficulty
    global diff
    try:
        difficulty = int(difF)
        diff.destroy()
    except:
        pass
diff = Tk()
diff.title('难度选择')
diff.geometry('300x90')
diff.resizable(0,0)
Label(diff,text='选择你要挑战的难度!(0~9)',font=('微软雅黑',9)).pack()
cmb = ttk.Combobox(diff)
cmb.pack()
cmb['value'] = (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9)
Button(diff,text='我选好了',command=lambda:setDiff(cmb.get())).pack()
diff.mainloop()
window = Tk()
window.title('数独')
window.geometry('390x500')
window.resizable(0,0)
begin_time = 0
steps = 0
rights = 0
wrongs = 0
dwc = difficulty*9
ac_name = None
 
list = range(1,82)
try:
    ran = random.sample(list,dwc)
except:
    if difficulty > 9:
        ran = random.sample(list,9)
    elif difficulty < 0:
        ran = random.sample(list,1)
    print('难度输入出现问题 你将无法通关')
try:
    py.mixer.init()
    py.mixer.music.load('bg.mp3')
    py.mixer.music.play(-1)
except:
    print('未检测到名为 bg.mp3  的背景音乐')
    
def setBlock(num,name):
    global begin_time
    if begin_time == 0:
        begin_time = time.time()
    global ac_name
    global ac_num
    if ac_name != name and name != None and ac_name != None:
        ac_name.config(text='?',bg='orange',activebackground='orange',relief='groove')
    if name.cget('bg') != 'green':
        name.config(text='···',relief='sunken',bg='lightblue',activebackground='lightblue')
        ac_name = name
        ac_num = num
    else:
        ac_name = None
def setNum(num):
    global ac_name
    global begin_time
    global dwc
    global ac_num
    global re
    global difficulty
    global steps
    global wrongs
    global rights
    global steP
    try:
        b_color = ac_name.cget('bg')
        if ac_num == num:
            ac_name.config(text='√',activebackground='green',relief='groove',bg='green')
        else:   
            ac_name.config(text='×',activebackground='red',relief='groove')
        ac_name.flash()
        ac_name.flash()
        if ac_num == num:
            ac_name.config(text=str(num),activebackground='green',background='green',relief='groove')
        else:
            ac_name.config(text='?',bg='orange',activebackground='orange',relief='groove')
        if ac_name.cget('bg') == 'green' and b_color == 'lightblue':
            dwc -= 1
            ac_name = None
            rights += 1
            steps += 1
        elif b_color == 'lightblue' and ac_name.cget('bg') == 'orange':
            ac_name = None
            wrongs += 1
            steps += 1
        if dwc == 0:
            ac_name = None
            print('恭喜,你赢了!')
            Label(window,text='恭喜,你赢了!',font=('微软雅黑',30),bg='lightgreen').place(x=52,y=50)
            use_time = round(time.time()-begin_time,1)
            Label(window,text='用时'+str(use_time)+'秒  正确率'+str(round((rights/steps)*100,1))+'%',bg='yellow').place(x=113,y=121)
        re.config(text='剩余数字数量:'+str(dwc)+' 难度等级:'+str(difficulty))
        steP.config(text='步数:'+str(steps)+' 正确:'+str(rights)+' 错误:'+str(wrongs))
        ac_name = None
        
    except:
        pass
def tipSs():
    '''global sds
    for ynfo in sds:
        print(ynfo)'''
    global ac_num
    global ac_name
    try:
        ac_name.config(text=str(ac_num))
        ac_name.flash()
        ac_name.config(text='···')
    except:
        pass
def pauseOr(bgm):
    global pausE
    if pausE == True:
        py.mixer.music.pause()
        Button(window,text='♪',font=('楷体',7),relief='sunken',bg='white',command=lambda:pauseOr(bgm)).place(x=365,y=11)
        pausE = False
    elif pausE == False:
        py.mixer.music.unpause()
        Button(window,text='♫',font=('楷体',7),relief='sunken',bg='green',command=lambda:pauseOr(bgm)).place(x=365,y=11)
        pausE = True
j=0
i=0.7
_count = 1
wz = False
# 这里通过win10计算器,两年前的项目写出了算法
def spaceBtn(i,j,ri,rj):
    name =  'a'+str(i+1)+str(j+1)
    name = Button(window,text='?',font=('微软雅黑',10),relief='groove',bg='orange',activebackground='orange',command=lambda:setBlock(sds[i][j],name))
    name.place(x=rj*36,y=ri*38,width=30,height=30)
def numBtn(num):
    Button(window,text=str(num),font=('楷体',15),relief='sunken',bg='white',activebackground='blue',command=lambda:setNum(num)).place(x=x*42+9,y=380,width=37,height=37)
for info in sds:
    for jnfo in info:
        j+=1
        for znfo in ran:
            if _count == znfo:
                wz = True
        _count += 1
        if wz == True:
            spaceBtn(round(i-1),j-1,i,j)
            wz = False
        else:
            Label(window,text=jnfo,font=('微软雅黑',10),relief='ridge',bg='grey').place(x=j*36,y=i*38,width=30,height=30)
    j=0
    i+=1
for x in range(0,9):
    numBtn(x+1)
Button(window,text='提示',command=tipSs).place(x=50,y=430)
bgm = Button(window,text='♫',font=('楷体',7),relief='sunken',bg='green',command=lambda:pauseOr(bgm)).place(x=365,y=11)
re = Label(window,text='剩余数字数量:'+str(dwc)+' 难度等级:'+str(difficulty),relief='sunken')
re.place(x=185,y=470)
steP = Label(window,text='步数:'+str(steps)+' 正确:'+str(rights)+' 错误:'+str(wrongs),relief='sunken')
steP.place(x=5,y=470)
window.mainloop()

主要外部依赖库:tkinter,pygame

需要改动地方:    py.mixer.music.load('bg.mp3'),在同一目录准备自己喜欢的游戏背景音乐重命名为bg即可

游戏运行效果如下:

下拉框选择不同等级难度,开始游戏,点击问号方块再点击下方数字即可填入

点击黄色问号方块再点击提示就会显示一秒钟的答案,之后再填入即可

详细来源:

用python实现带界面的数独小游戏_eyz2022的博客-CSDN博客_python 数独游戏

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