java - 用随机数填充矩阵，垂直或水平不重复

Question

这更像是一个逻辑问题。问题是:

我需要用数字 (1-9) 填充一个矩阵，这样:

1. 任何数字都不应在行中重复
2. 数字不应在列中重复
3. 矩阵可以是3X3到8X8
4. 矩阵应包含不按特定顺序排列的随机数

我不擅长把我试过的逻辑放在下面:

public class RandMatrix {
static int max=8;
static ArrayList<Integer> numbers=new ArrayList<>();
static  int[][] arr=new int[max][max];
public static void main(String[] a){
    // To fill number
    for (int i = 1; i <=9; i++) {
        numbers.add(i);
    }
    // Shuffle number
    Collections.shuffle(numbers);
    call();
}

public static void call(){
    for (int i = 0; i < max; i++) {
        for (int j = 0; j <max ; j++) {
            for (int k = 0; k <max ; k++) {
                int num=numbers.get(k);
                if(!isExist(num,i,j)){
                    arr[i][j]=num;
                    break;
                }
            }
        }
        Collections.shuffle(numbers);
    }
}

private static boolean isExist(int num,int row, int col){
    for (int i = row; i >=0; i--) {
        if(arr[i][col]==num){
            return true;
        }
    }
    for (int j = col; j >=0; j--) {
        if(arr[row][j]==num){
            return true;
        }
    }
    return false;
}
}

当我打印二维数组时，我在某些地方看到仍然有 0 作为值。好像我的代码中断了。在某些时候，没有剩下可以填充的随机数。输出是这样的:

我知道我的算法不对，我只是找不到完成它的方法。我能得到一些帮助吗？

Answer 1

我刚才保存并修改了一些代码，以备下次需要时使用。我想这是给你的 ;)

import java.util.Arrays;
import java.util.Random;

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

        int[][] matrix= new int[size][];
        matrix[0] = MatrixOps.createOrderedArray(size, 1);

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

class MatrixOps {

    public static void shuffle(int[] arr){
        Random random = new Random();
        for(int x = 0; x < arr.length; x++)
            swap(arr, x, random.nextInt(arr.length));
    }

    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;
    }

    public static boolean compare2DArray(int[] arr1, int[][] arr2, int begin, int end) {
        for (int x = begin; x < end; x++)
            if (!compareArray(arr1, arr2[x]))
                return false;
        return true;
    }

    // https://stackoverflow.com/questions/19648240/java-best-way-to-print-2d-array/41533179#41533179
    public static void print(int[][] array) {
        for (int[] x: array) {
            for (int y: x) {
                System.out.print(y + " ");
            }
            System.out.println();
        }
    }

    private static boolean compareArray(int[] arr1, int[] arr2){
        if(arr1.length != arr2.length)
            return false;
        for(int x=0; x<arr1.length; x++)
            if(arr1[x] == arr2[x])
                return false;
        return true;
    }

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

示例输出:

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