第23講 数独を解くソフトの開発
第5話 全体構造解析を導入したプログラム例
Dim a(16, 16) As Byte, n As Byte, cn As Byte, ls(16, 16, 16) As Byte, m(16, 16) As Byte
Private Sub CommandButton1_Click()

  CommandButton2_Click
  cn = 0
  n = 9
  hj = Timer
  Call sy
  Call f(0) 'n次数独作成プロシージャ
  Call h
  ow = Timer
  Cells(15, 13) = "問題を解くのにかかった時間は"
  Cells(16, 13) = ow - hj
  Cells(17, 13) = "秒です。"
End Sub

Sub sy()

  Dim i As Byte, j As Byte, k As Byte, l As Byte, w As Byte
  For i = 0 To 8
    For j = 0 To 8
      a(i, j) = 0
      m(i, j) = 9
      For k = 0 To 8
        ls(i, j, k) = k + 1
      Next
    Next
  Next
  For i = 0 To 8
    For j = 0 To 8
      If Cells(4 + i, 3 + j) <> "" Then a(i, j) = Cells(4 + i, 3 + j)
    Next
  Next
  For i = 0 To 8
    For j = 0 To 8
      If a(i, j) = 0 Then
        For k = 0 To 8
          If k <> j And a(i, k) > 0 Then
            For l = 0 To 8
              If ls(i, j, l) = a(i, k) Then
                w = ls(i, j, m(i, j) - 1)
                ls(i, j, m(i, j) - 1) = a(i, k)
                ls(i, j, l) = w
                m(i, j) = m(i, j) - 1
                Exit For
              End If
            Next
          End If
        Next
        For k = 0 To 8
          If k <> i And a(k, j) > 0 Then
            For l = 0 To m(i, j) - 1
              If ls(i, j, l) = a(k, j) Then
                w = ls(i, j, m(i, j) - 1)
                ls(i, j, m(i, j) - 1) = a(k, j)
                ls(i, j, l) = w
                m(i, j) = m(i, j) - 1
                Exit For
              End If
            Next
          End If
        Next
        For k = 0 To 8
          If i <> 3 * Int(i / 3) + Int(k / 3) And j <> 3 * Int(j / 3) + (k Mod 3) And a(3 * Int(i / 3) + Int(k / 3), 3 * Int(j / 3) + (k Mod 3)) > 0 Then
            For l = 0 To m(i, j) - 1
              If ls(i, j, l) = a(3 * Int(i / 3) + Int(k / 3), 3 * Int(j / 3) + (k Mod 3)) Then
                w = ls(i, j, m(i, j) - 1)
                ls(i, j, m(i, j) - 1) = a(3 * Int(i / 3) + Int(k / 3), 3 * Int(j / 3) + (k Mod 3))
                ls(i, j, l) = w
                m(i, j) = m(i, j) - 1
                Exit For
              End If
            Next
          End If
        Next
      End If
    Next
  Next
                            
End Sub

Sub f(g As Byte)

  If cn = 1 Then Exit Sub
  
  Dim i As Byte, j As Byte, jy As Byte, jx As Byte, iii As Byte
  Dim gy As Byte, gx As Byte
  
  gy = Int(g / n)
  gx = g Mod n
  If a(gy, gx) > 0 Then
    If g + 1 < n * n Then
      Call f(g + 1)
    Else
      Call h
    End If
    Exit Sub
  End If
  For iii = 0 To m(gy, gx) - 1
    i = ls(gy, gx, iii)
    For j = 0 To 8
      If j <> gx And a(gy, j) > 0 Then
        If i = a(gy, j) Then GoTo tobi
      End If
    Next
    For j = 0 To 8
      If j <> gy And a(j, gx) > 0 Then
        If i = a(j, gx) Then GoTo tobi
      End If
    Next
    For j = gy - (gy Mod 3) To gy - (gy Mod 3) + 2
      For k = gx - (gx Mod 3) To gx - (gx Mod 3) + 2
        If (j <> gy And k <> gx) And (a(j, k) > 0) Then
          If i = a(j, k) Then GoTo tobi
        End If
      Next
    Next
    a(gy, gx) = i
    If g + 1 < n * n Then
      Call f(g + 1)
      If cn = 1 Then Exit Sub
    Else
      Call h
      If cn = 1 Then Exit Sub
    End If
tobi:
  Next
  a(gy, gx) = 0
  
End Sub

Sub h()

  Dim i As Byte, j As Byte
  For i = 0 To 8
    For j = 0 To 8
      Cells(15 + i, 3 + j) = a(i, j)
    Next
  Next
  cn = cn + 1
  
End Sub

Private Sub CommandButton2_Click()
  
  Rows("15:23").Select
  Selection.ClearContents
  Cells(1, 1).Select
  
End Sub
参考ダウンロード添付ファイル
実行結果

9.7秒から3.3秒へ躍進を遂げました。
さらに、すべて100未満の整数であることを考えて、
Integer型をすべてByte型に変更添付ファイル すると、

約2倍近くになります。最初のバージョンと比べると長足の進歩を遂げています。


実は、全体構造解析は、セルに値が入る度に変わります。
図C
影響を受ける部分のみの解析する部分構造解析が必要になりますが、
これはかなり難しい課題ですので、
後の数独を扱う講で取り組みます。
この部分構造解析を取り入れると、
  For iii = 0 To m(gy, gx) - 1
    i = ls(gy, gx, iii)
    For j = 0 To 8
      If j <> gx And a(gy, j) > 0 Then
        If i = a(gy, j) Then GoTo tobi
      End If
    Next
    For j = 0 To 8
      If j <> gy And a(j, gx) > 0 Then
        If i = a(j, gx) Then GoTo tobi
      End If
    Next
    For j = gy - (gy Mod 3) To gy - (gy Mod 3) + 2
      For k = gx - (gx Mod 3) To gx - (gx Mod 3) + 2
        If (j <> gy Or k <> gx) And (a(j, k) > 0) Then
          If i = a(j, k) Then GoTo tobi
        End If
      Next
    Next
    a(gy, gx) = i
    If g + 1 < n * n Then
      Call f(g + 1)
      If cn = 1 Then Exit Sub
    Else
      Call h
      If cn = 1 Then Exit Sub
    End If
tobi:
  Next
の部分は
  For i = 0 To m(gy, gx) - 1
    a(gy, gx) = ls(gy, gx, i)
    If g + 1 < n * n Then
      Call f(g + 1)
      If cn = 1 Then Exit Sub
    Else
      Call h
      If cn = 1 Then Exit Sub
    End If
tobi:
  Next
と大変シンプルなものとなります。
入力の度に部分構造解析によって、
全体構造解析を修正していますので、
数独の禁則を犯す心配がないのです。
第3話と第5話のコードについて解説していませんので、
理解できずストレスがたまっている方が大勢いらっしゃると思います。
ごめんなさい。
次話以降で解説していきますので、
どうか諦めずに最後まで読んでください。


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004

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