第8講 for文・if文・配列・ポインタを総動員して3次魔方陣の自動生成に挑戦する!
第8話 魔方陣を実現するプログラム

魔方陣
t
を実現するプログラム例
#include<iostream>
using namespace std;
int f(int *x,int cn);
void g(int *x);
void main(){
   int x[9];
   int y;
   y=f(x,0);
   cout<<endl<<"3次魔方陣総数は"<<y<<endl;
}

int f(int *x,int cn){
 int i,j,k,l,m,n,o,p,q,r;
 for(i=1;i<10;i++){
  x[0]=i;
   for(j=1;j<10;j++){
    x[1]=j;
    if(x[1]==x[0])goto tobi1;
    for(k=1;k<10;k++){
     x[2]=k;
     for(m=0;m<2;m++)if(x[2]==x[m])goto tobi2;
     for(l=1;l<10;l++){
      x[3]=l;
      for(m=0;m<3;m++)if(x[3]==x[m])goto tobi3;
      for(n=1;n<10;n++){
       x[4]=n;
       for(m=0;m<4;m++)if(x[4]==x[m])goto tobi4;
       for(o=1;o<10;o++){
        x[5]=o;
        for(m=0;m<5;m++)if(x[5]==x[m])goto tobi5;
        for(p=1;p<10;p++){
         x[6]=p;
         for(m=0;m<6;m++)if(x[6]==x[m])goto tobi6;
         for(q=1;q<10;q++){
          x[7]=q;
          for(m=0;m<7;m++)if(x[7]==x[m])goto tobi7;
          for(r=1;r<10;r++){
           x[8]=r;
           for(m=0;m<8;m++)if(x[8]==x[m])goto tobi8;
           if(g(x)==1)cn++;
           tobi8:;
         }
         tobi7:;
        }
        tobi6:;
       }
       tobi5:;
      }
      tobi4:;
     }
     tobi3:;
    }
    tobi2:;
   }
   tobi1:;
  }
 }
 return(cn);
}
n
char g(int *x){
   char i,j;
   int w;

   w=0;
   for(i=0;i<3;i++){
     w=w+x[i];
   }
   if(w!=15)return(0);

   w=0;
   for(i=3;i<6;i++){
     w=w+x[i];
   }
   if(w!=15)return(0);

   w=0;
   for(i=6;i<9;i++){
     w=w+x[i];
   }
   if(w!=15)return(0);

   w=0;
   for(i=0;i<9;i=i+3){
     w=w+x[i];
   }
   if(w!=15)return(0);

   w=0;
   for(i=1;i<9;i=i+3){
     w=w+x[i];
   }
   if(w!=15)return(0);

   w=0;
   for(i=2;i<9;i=i+3){
     w=w+x[i];
   }
   if(w!=15)return(0);

   w=0;
   for(i=0;i<9;i=i+4){
     w=w+x[i];
   }
   if(w!=15)return(0);

   w=0;
   for(i=2;i<7;i=i+2){
     w=w+x[i];
   }
   if(w!=15)return(0);

   for(i=0;i<9;i++){
     cout<<x[i]<<" ";
     if(i%3==2)cout<<endl;
   }
   cout<<endl;
   return(1);
}

一応、3次魔方陣生成プログラムは完成しましたが、
このプログラムには明らかな無駄があります。
本来であれば、1行目

1 2 9
     
     

で合計15にすることが不可能であると分かった時点で

1 2 9
3    
     

と次ぎに進むべきではありません。
この後は、どのように埋めたとしても魔方陣が
できないことが確定しているので、以下のように

1 3
     
     

  ↓

1 3 2
     
     

  ↓

1 3 4
     
     

  ↓
   ・
   ・
   ・
  ↓

1 3 9
     
     

  ↓
   ・
   ・
   ・
  ↓

1 5 9
     
     

動いてから

1 3 9
2    
     

へと進むべきです。
そして、2行目についても

1 3 9
2 4 8
     

で魔方陣ができないことをが分かりましたら、

1 3 9
2 5
     

  ↓

1 3 9
2 5 4
     

  ↓
   ・
   ・
   ・
  ↓

1 3 9
2 5 8
     

と動いてから、

1 3 9
2 5 4
6    

と歩むべきです。
魔方陣の可能性がなくなった時点で、
先に進むのをやめ戻るべきなのです。
でなければ無駄な検索をすることになり、
時間を大幅に浪費することになります。
では、関数fを大幅に改良して、
問題をクリアして下さい。
尚、大幅に改良する前に時間計測するために
次のように改良しておきましょう。
#include<iostream>
#include <time.h>
using namespace std;
int f(int *x,int cn);
char g(int *x);
void main(){
   int x[9];
   int y;
  
clock_t hj,ow; //clock_t型の宣言、プログラム開始時間を取得するための変数
   hj=clock();
   y=f(x,0);
   ow=clock();
   cout<<endl<<"3次魔方陣総数は"<<y<<endl;
  
cout<<"魔方陣全解を生成するのにかかった時間は"<<(double)(ow-hj)/1000<<"秒です。"<<endl;
}

      ・
      ・
      ・
f以下は同じ

clock()は、
プログラム開始からの経過時間をミリ秒(ms)単位で返してくれる関数です。
1ミリ秒とは、1/1000秒です。
clock()を使うために、time.hをインクルードする必要があります。
(double)(ow-hj)は、clock_t型の変数を強制的に倍精度実数型に変換しています。


また、
大幅に改良する際には現在のプログラムを残しておくために、
新しいプロジェクトを立ち上げて下さい。
もちろん、最初から打つのでは大変ですから、
コピペを利用して下さい。
旧プロジェクトのa.cppをコピーしておいて、
新プロジェクトのa.cppに貼り付けるのです。



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