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[JAVA]스도쿠(Baekjoon)

문제

문제

스도쿠는 18세기 스위스 수학자가 만든 '라틴 사각형'이랑 퍼즐에서 유래한 것으로 현재 많은 인기를 누리고 있다. 이 게임은 아래 그림과 같이 가로, 세로 각각 9개씩 총 81개의 작은 칸으로 이루어진 정사각형 판 위에서 이뤄지는데, 게임 시작 전 일부 칸에는 1부터 9까지의 숫자 중 하나가 쓰여 있다.

나머지 빈 칸을 채우는 방식은 다음과 같다.

  1. 각각의 가로줄과 세로줄에는 1부터 9까지의 숫자가 한 번씩만 나타나야 한다.
  2. 굵은 선으로 구분되어 있는 3x3 정사각형 안에도 1부터 9까지의 숫자가 한 번씩만 나타나야 한다.

위의 예의 경우, 첫째 줄에는 1을 제외한 나머지 2부터 9까지의 숫자들이 이미 나타나 있으므로 첫째 줄 빈칸에는 1이 들어가야 한다.

또한 위쪽 가운데 위치한 3x3 정사각형의 경우에는 3을 제외한 나머지 숫자들이 이미 쓰여있으므로 가운데 빈 칸에는 3이 들어가야 한다.

이와 같이 빈 칸을 차례로 채워 가면 다음과 같은 최종 결과를 얻을 수 있다.

게임 시작 전 스도쿠 판에 쓰여 있는 숫자들의 정보가 주어질 때 모든 빈 칸이 채워진 최종 모습을 출력하는 프로그램을 작성하시오.

입력

홉 줄에 걸쳐 한 줄에 9개씩 게임 시작 전 스도쿠판 각 줄에 쓰여 있는 숫자가 한 칸씩 띄워서 차례로 주어진다. 스도쿠 판의 빈 칸의 경우에는 0이 주어진다. 스도쿠 판을 규칙대로 채울 수 없는 경우의 입력은 주어지지 않는다.

출력

모든 빈 칸이 채워진 스도쿠 판의 최종 모습을 아홉 줄에 걸쳐 한 줄에 9개씩 한 칸씩 띄워서 출력한다.

스도쿠 판을 채우는 방법이 여럿인 경우는 그 중 하나만을 출력한다.

풀이

기본 백트래킹 문제이다.

  1. 값이 0인 칸, 즉 빈 칸을 탐색하고, 그 칸에 숫자를 넣어 promising 여부를 판단.
  2. promising하다면 다른 빈 칸 선택 후 반복
  3. non-promising하다면 다른 숫자를 넣어 promising 여부를 판단한다.
import java.io.*;
import java.util.*;

class _2580{
    static int[][] board;
    static ArrayList<int[]> list;
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        board = new int[9][9];
        list = new ArrayList<>();
        // 입력 받아 보드 갱신
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        for(int i = 0; i < 9; i++){
            StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
            for(int j = 0; j < 9; j++){
                int cur = Integer.parseInt(st.nextToken());
                if(cur == 0)
                    list.add(new int[]{j, i});
                board[i][j] = cur;
            }
        }

        sudoku(list.size());

        // 출력
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for(int i = 0; i < 9; i++){
            for(int j = 0; j < 9; j++)
                sb.append(board[i][j]).append(' ');
            sb.append("\n");
        }
        System.out.println(sb);
    }

    // 백트래킹 함수
    public static boolean sudoku(int rest){
        // 빈 칸이 더 이상 없는 경우
        if(rest == 0)
            return true;
        // 빈 칸의 좌표를 가져옴
        int[] coor = list.get(rest-1);
        // 백트래킹 반복문
        for(int i=1; i <= 9; i++){
            board[coor[1]][coor[0]] = i;
            // promising 여부 판단
            if(isPromising(coor[0], coor[1])){
                if(sudoku(rest-1))
                    return true;
            }
        }
        return false;
    }

    // promising 여부 판단 함수
    public static boolean isPromising(int x, int y){
        // 3×3 square check
        int rx = x / 3, ry = y / 3;
        for(int i = 0; i < 3; i++){
            for(int j = 0; j < 3; j++){
                if(rx*3+j == x && ry*3+i == y)
                    continue;
                if(board[y][x] == board[ry*3+i][rx*3+j])
                    return false;
            }
        }
        // 세로 방향 check
        for(int i = 0; i < 9; i++){
            if(i == y)
                continue;
            if(board[y][x] == board[i][x])
                return false;
        }
        // 가로 방향 check
        for(int j = 0; j < 9; j++){
            if(j == x)
                continue;
            if(board[y][x] == board[y][j])
                return false;
        }
        return true;
    }
}