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在二维数组中生成唯一的行和列

javaarraysrandom
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我正在随机填充一个二维数组，但我希望在每行和每列生成的数字是唯一的。这是我使用的代码。
int[][] values = new int[3][3];

    Random randomGenerator = new Random();
    for (int i = 0; i < values.length; i++) {

        int[] sub = values[i];
        for (int x = 0; x < sub.length; x++) {
            sub[x]= randomGenerator.nextInt(4);;
        System.out.print(sub[x] + " ");
        }
        System.out.println();
    }

我的当前输出结果是，由于生成的数字是随机的，所以可能会发生变化。
2 2 2 
3 2 0 
0 2 1

但我期待的是这样的。
1 2 3 
3 1 2 
2 3 1
这个输出看起来和我从这段代码中预期的一样。它是纯（伪）随机的... - dotvav
我知道，我想对它加一些条件，以便在行或列中出现重复时可以重新生成它。 - MR AND
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@AND 你将使用的最大可能的二维数组大小是多少？只有3 x 3吗？ - user3437460
我正在计划9 x 9，并打算随机生成1到9的数字。 - MR AND
@AND 好消息，我刚试过用暴力法编写代码生成 9x9 独特矩阵，只需要不到 1 秒 的时间。如果您想让我发布我的代码，请告诉我。 - user3437460
3个回答
2

我看您似乎正在尝试创建一个类似数独棋盘的矩阵，只不过您没有要求检查每个3x3子矩阵。

如果您计划使用9x9矩阵，则不太可能对所有81个元素使用随机数（虽然可以，但可能需要比生成棋盘所需的时间更长）。

以下是您可以采取的措施：

  • 创建2个数组来跟踪当前行/列是否已经有了1-9
  • 创建一组数字供选择（数字范围遵循矩阵大小）
  • 随机填充第一行的1-9。
  • 通过检查它是否可以填充，递归地填充空格中的数字。
  • 在填写数字时，将其从数字集合中删除
  • 如果存在冲突，请回溯到上一个已知的良好位置并继续
1
我尝试了暴力方法解决这个问题，它可以工作。 生成一个独特的9 x 9棋盘只需要不到1秒。

输出：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 
2 6 8 9 7 4 1 3 5 
6 3 5 7 9 1 2 4 8 
9 5 4 8 6 2 3 1 7 
5 4 7 1 2 8 9 6 3 
8 1 9 6 3 7 5 2 4 
4 9 2 3 8 5 6 7 1 
7 8 6 5 1 3 4 9 2 
3 7 1 2 4 9 8 5 6

Below is my codes:

public static void main(String[] args){
    int size = 9;

    int[][] board= new int[size][size];
    board[0] = Util.createOrderedArray(size, 1);

    for(int x=1; x<size; x++){          
        board[x] = Util.createOrderedArray(size, 1);
        do{
            Util.shuffle(board[x]);
        }while(!Util.compare2DArray(board[x], board, 0, x));        
    }       
    Util.print(board);  
}

我将所有的帮助方法都写在了一个自定义的Util类中。
final class Util
{
    public static void shuffle(int[] num){
        Random rnd = new Random();
        for(int x=0; x<num.length; x++)
            swap(num, x, rnd.nextInt(num.length));
    }

    public static void swap(int[] num, int a, int b){
        int temp = num[a];
        num[a] = num[b];
        num[b] = temp;
    }

    public static int[] createOrderedArray(int size, int startValue){
        int[] num = new int[size];
        for(int x=0; x<num.length; x++)
            num[x] = x+startValue;      
        return num;
    }

    //Return TRUE if array vs arrays is COMPLETELY different
    public static boolean compare2DArray(int[] num1, int[][] num2, int start, int end){
        for(int x=start; x<end; x++)
            if(!compareArray(num1, num2[x]))
                return false;
        return true;        
    }

    //Return TRUE if arrays are COMPLETELY different 
    public static boolean compareArray(int[] num1, int[] num2){
        if(num1.length != num2.length)
            return false;
        for(int x=0; x<num1.length; x++)
            if(num1[x] == num2[x])
                return false;
        return true;        
    }

    public static void print(int[][] num){
        for(int x=0; x<num.length; x++){
            for(int y=0; y<num[0].length; y++)
                System.out.print(num[x][y] + " ");
            System.out.println(""); 
        }                           
    }
}

这可以通过蛮力法来完成。如果你想优雅地解决它，我们最好使用递归方式来操作，这样就不会浪费不必要的循环。

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备注：我创建的Util类非常灵活。您可以执行Util.shuffle（board [0]）;，以便第一行不再有序。您还可以创建不同大小的矩阵。但是，大小超过10的矩阵可能需要更长的处理时间。 - user3437460
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这是一种方法。
您可以跟踪已生成的数字，并在再次生成它们时忽略它们。
我使用 Set ，因为它不允许重复值。但我相信任何其他集合都能胜任。
int[][] values = new int[3][3];

Random randomGenerator = new Random();
for (int i = 0; i < values.length; i++) {
    Set<Integer> set= new HashSet<Integer>();
    int[] sub = values[i];
    for (int x = 0; x < sub.length;) {
        int next= randomGenerator.nextInt(4) + 1;// +1 ensure a number in {1,2,3}

        if(!set.contains){
          sub[x]= next;
          set.add(next);
          x++;  //note we only add the variable if non-duplicate values were generated.
          System.out.print(sub[x] + " ");
        }

    }
    System.out.println();
}

注意，

如果您尝试更改数组的大小，最好进行更改。

int next= randomGenerator.nextInt(4) + 1;

到

int next= randomGenerator.nextInt(values[i].length) + 1;

这样可以确保您始终有足够的不同数字来生成

我认为在“set.contains”之后必须跟着一些东西。我们期望在它之后放置对象。 - MR AND
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@AND 抱歉，我忘记在它之前加上 !（所以如果它 不包含）。我已经编辑了答案，谢谢。 - nafas
@nafas 我认为这个解决方案存在一个潜在的问题。当row1有1,2,3时，你如何防止row2变成2,1,3？ - user3437460
@user3437460 看看期望的输出吧，row2 确实可以变成 2,1,3。 - nafas
如果row1是1,2,3，row2是2,1,3。最后一列不再唯一。3在最后一列中重复出现。 - user3437460
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