数独-GUI开发

GUI界面开发

开发运行环境

??运行环境：JDK1.8

??运行命令：java -jar sudokuGUI.jar

??语言：java

??开发环境：Intellij IDEA 2019.2，JavaFX Scene Builder 8.3.0

项目结构和说明

??为了利用之前的源代码，UI界面采用javafx进行开发，使用MVC框架来设计整个应用，使用了数据绑定，通过构建容器组件，添加menu、监听器等实现图形化界面功能。

软件功能说明

??主要页面如下所示，一打开应用自动进行计时。

??点击菜单中的开始，可以开始新游戏、提交当前页面，查看答案，退出游戏。

??点击提交时，计时器停止，若有空位置没有填，会提示填满再提交，若有错误会弹窗会提示，完全正确时会弹窗恭喜用户。

面向对象分析设计

用例图

类图

总共有五个类
Main用于显示UI界面，界面用xml编写，在sample.xml中。
Controller监听图形页面、鼠标、键盘等。
Solve验证用户提交的数独是否正确。
Generate用于生成终局，对终局随机挖空，形成数独，显示在UI中。
AlterInfo用于弹窗提示。
SudokuCell表示数独中的每一个小块，控制是否可以输入，显示数字等。

状态图

设计思路

??GUI中的主体代码和命令行部分几乎一致，最开始选择生成数独的回溯算法。最初实现UI界面，用了优化以后利用排列组合快速生成终局的算法，但因为终局是由变换第一宫形成的，所以存在规律性，降低数独的可玩性。所以采用了最初生成终局的回溯算法。

??实现思路是先通过回溯算法生成一个终局，因为要求最少挖30个空，最多挖60个空，每个宫中最少有两个。当每个最少挖4个，4×9=36符合要求，每个宫最多挖6个，6×9=54个符合要求。所以循环九个宫，每个宫产生一个随机数n(4<=n<=6)，然后在1-9中生成n个不同的随机数，在该宫中将n个随机数所在的位置挖掉，便生成了一个数独。

??在编写代码的过程中，卡壳了很久一直在思考如何保证数独解的唯一性，但因为自己对这部分算法的理解并不是很深入，所以放弃了保证了数独解的唯一性。用户提交数独时，不与最初生成的终局比较，而是利用循环检查用户提交的答案中是否有错误，没有错误即为正确答案。若用户选择查看答案，则提供最初的终局。

??自定义了一个数据类型SudokuCell，来存放数独中的每一个小块，其中设置一个属性write保证可以多次修改答案，若数独中该位置需要填写，则将write设置为true，若不需要则设置为false，并且可以对每一个SudokuCelle用css进行美化，使数独的外观更加美观。

具体代码实现

??对用户提交数独进行检查，正确时返回true，错误时返回false，这个方法在命令行中用于测试，检查对txt数独中求解时，是否有错误。

/**
	 * @Title: checkSolution
	 * @Description: 检查结果
	 * @param  data
	 * @return boolean
	 * @throws
	 */
	boolean checkSolution(int[] data)
	{
		int index=0;
		int[] criterion=new int[27];
		Solve s=new Solve();
		for (int j = 0; j < 27; j++) {
			criterion[j] = 511;
		}
		s.setCriterion(criterion);
		if(!checkSudoku(data,index,s))
			return false;
		return true;
	}
/**
 * @Title: checkSudoku
 * @Description: 检查数独答案是否正确
 * @param  data
 * @param  index
 * @param  s
 * @return boolean
 * @throws
 */
private boolean checkSudoku(int[] data,int index,Solve s) {
	for (int j = 0; j < 9; j++) {
		for (int k = 0; k < 9; k++) {
			while (data[index]>9 || data[index]<1)
			{
				index++;
			}
			int temp = data[index++];
			if (!s.fill(j, k, temp)) {
				Logger logger=Logger.getLogger("SolveTest");
				logger.setLevel(Level.SEVERE);
				String msg="row:"+(j+1)+"clo:"+(k+1)+"value:"+temp;
				logger.severe(msg);
				return false;
			}else{
				s.usedNum(j,k,temp);
			}
		}
	}
	return true;
}

测试

??因为GUI项目中，除了UI部分代码，都是在命令行中经过测试的代码，所以只进行简单的系统测试，检测页面的响应、监听等是否正常。

简要开发过程