题目描述(中等难度)

36. Valid Sudoku - 图1

一个 9 * 9 的数独的棋盘。判断已经写入数字的棋盘是不是合法。需要满足下边三点,

  • 每一行的数字不能重复

  • 每一列的数字不能重复

  • 9 个 3 * 3 的小棋盘中的数字也不能重复。

只能是 1 - 9 中的数字,不需要考虑数独最后能不能填满。

解法一 暴力解法

需要满足三条,那就一条一条判断。

  1. public boolean isValidSudoku(char[][] board) {
  2. //判断每一行
  3. for (int i = 0; i < 9; i++) {
  4. if (!isValidRows(board[i])) {
  5. return false;
  6. }
  7. }
  8. //判断每一列
  9. for (int i = 0; i < 9; i++) {
  10. if (!isValidCols(i, board)) {
  11. return false;
  12. }
  13. }
  14. //判断每个小棋盘
  15. for (int i = 0; i < 9; i = i + 3) {
  16. for (int j = 0; j < 9; j = j + 3) {
  17. if (!isValidSmall(i, j, board)) {
  18. return false;
  19. }
  20. }
  21. }
  22. return true;
  23. }
  24. public boolean isValidRows(char[] board) {
  25. HashMap<Character, Integer> hashMap = new HashMap<>();
  26. for (char c : board) {
  27. if (c != '.') {
  28. if (hashMap.getOrDefault(c, 0) != 0) {
  29. return false;
  30. } else {
  31. hashMap.put(c, 1);
  32. }
  33. }
  34. }
  35. return true;
  36. }
  37. public boolean isValidCols(int col, char[][] board) {
  38. HashMap<Character, Integer> hashMap = new HashMap<>();
  39. for (int i = 0; i < 9; i++) {
  40. char c = board[i][col];
  41. if (c != '.') {
  42. if (hashMap.getOrDefault(c, 0) != 0) {
  43. return false;
  44. } else {
  45. hashMap.put(c, 1);
  46. }
  47. }
  48. }
  49. return true;
  50. }
  51. public boolean isValidSmall(int row, int col, char[][] board) {
  52. HashMap<Character, Integer> hashMap = new HashMap<>();
  53. for (int i = 0; i < 3; i++) {
  54. for (int j = 0; j < 3; j++) {
  55. char c = board[row + i][col + j];
  56. if (c != '.') {
  57. if (hashMap.getOrDefault(c, 0) != 0) {
  58. return false;
  59. } else {
  60. hashMap.put(c, 1);
  61. }
  62. }
  63. }
  64. }
  65. return true;
  66. }

时间复杂度:整个棋盘访问了三次,如果棋盘大小是 n,那么就是 3n。也就是 O(n)。

空间复杂度:O(1)。

解法二

参考这里,上边的算法遍历了三遍,我们能不能只遍历一遍。

我们可以这样想一下,如果有一副纸牌,怎么看它有没有重复的?

第一种我们可以像之前一样,第一遍先看红桃,再看黑桃,再看方片,再看梅花,这样就看了四遍。我们其实可以每拿到一张牌,就把它放在一个位置,我们把一类放在同一位置。红桃放在一起,黑桃放在一起……放的过程中如果有重复的就可以结束了。

在这里的话,我们就可以把第一行的放在一起,第二行的放在一起……第一列的放在一起,第二列的放在一起……第一个小棋盘的放在一起,第二个小棋盘的放在一起……

我们用 HashSet 实现放在一起的作用,但是这样的话总共就是 9 行,9 列,9 个小棋盘,27 个 HashSet 了。我们其实可以在放的时候标志一下,例如

  • 如果第 4 行有一个数字 8,我们就 (8)4,把 “(8)4”放进去。
  • 如果第 5 行有一个数字 6,我们就 5(6),把 “5(6)”放进去。
  • 小棋盘看成一个整体,总共是 9 个,3 行 3 列,如果第 2 行第 1 列的小棋盘里有个数字 3,我们就把 “2(3)1” 放进去。

这样 1 个 HashSet 就够了。

  1. public boolean isValidSudoku(char[][] board) {
  2. Set seen = new HashSet();
  3. for (int i=0; i<9; ++i) {
  4. for (int j=0; j<9; ++j) {
  5. if (board[i][j] != '.') {
  6. String b = "(" + board[i][j] + ")";
  7. if (!seen.add(b + i) || !seen.add(j + b) || !seen.add(i/3 + b + j/3))
  8. return false;
  9. }
  10. }
  11. }
  12. return true;
  13. }

时间复杂度:如果棋盘大小总共是 n,那么只遍历了一次,就是 O(n)。

空间复杂度:如果棋盘大小总共是 n,最坏的情况就是每个地方都有数字,就需要存三次,O(n)。

其实,想到了标识,其实我们可以标识的更彻底些,直接写出来。

  1. public boolean isValidSudoku(char[][] board) {
  2. Set seen = new HashSet();
  3. for (int i=0; i<9; ++i) {
  4. for (int j=0; j<9; ++j) {
  5. char number = board[i][j];
  6. if (number != '.')
  7. if (!seen.add(number + " in row " + i) ||
  8. !seen.add(number + " in column " + j) ||
  9. !seen.add(number + " in block " + i/3 + "-" + j/3))
  10. return false;
  11. }
  12. }
  13. return true;
  14. }

第二种解法的作者太太聪明了!自己规定格式这种思想,很棒。

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