| BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar
Mérnök-informatikus alapszak |
Nappali tagozat
2016/2017-es tanév, őszi félév
|
A feladat azon megengedett mezőértékek a meghatározása, amelyek a félévi nagy házi feladatban specifikált Sudoku-feladvány egy adott mezőjében előfordulhatnak.
Legyen a Sudoku-feladványban k a cellaméret.
Egy adott mező értékeként megengedett egy szám, ha 1..k*k
közötti egész, teljesíti az adott mezőben szereplő szám- és paritási infók által előírt
megszorításokat, továbbá különbözik az adott mezőt tartalmazó sor, oszlop
és cella többi mezőjében szereplő száminfók által előírt
értékektől.
A feladat bemenete tehát egy Sudoku-feladvány és azon belül egy mező. A Sudoku-feladványt a nagy házi feladatban specifikált Prolog-struktúrával, illetve Erlang-párral adjuk meg. Az adott mezőt egy sor-oszlop koordinátapárral határozzuk meg, ahol a Sudoku-feladvány bal felső mezőjének koordinátája: (1,1). A feladat kimenete a megengedett mezőértékeket tartalmazó, esetleg üres lista. A lista elemeinek sorrendje tetszőleges, de ismétlődő elem nem lehet benne.
Egy Sudoku-feladvány megoldásában egy adott mezőben nyilván nem szerepelhet
egy olyan érték, amely – a fenti definíció szerint – nem megengedett
szám, hiszen egy ilyen érték nem tesz eleget a Sudoku megoldásokra
előírt valamelyik megszorításnak. Bonyolultabb következtetésekkel más
értékekről is kimutatható, hogy nem szerepelhetnek a megoldás egy adott
mezőjében. Ha például egy k=2 cellaméretű Sudoku feladvány egy
sorának 1. és 2. mezőjében rendre
a 2 és e infók szerepelnek, akkor ennek a sornak
a 3. és 4. eleméről
könnyen belátható, hogy ezek csak páratlanok lehetnek, ugyanis a sorban már van két
páros elem (az 1. és a 2.). Hasonló következtetésre juthatunk abban az
esetben, ha a sor 2. és 3. mezőjében rendre a w
és e infók szerepelnek: ekkor a sor 4. eleméről
látható be, hogy az biztosan páratlan.
Fontos, hogy a kis házi feladat megoldásában a szomszédsági megszorításokat
megadó s és w jeleket figyelmen kívül kell
hagyni, és összetett következtetéseket nem szabad végezni: pontosan
a fent leírt definíció szerint kell a megengedett értékek listáját
előállítani. Ilyen eseteket mutatunk be alább, a Prolog és Erlang
példafutások között: az első két példában a megengedett értékek
listájában szerepelnie kell a 4 számnak, annak ellenére, hogy belátható,
hogy ez az érték az adott helyen nem szerepelhet az adott feladvány
megoldásában.
A házi feladat megoldása során a paraméterekre vonatkozó formai előírások meglétét nem kell ellenőriznie, azaz feltételezheti, hogy
1..k*k
tartományba esik, ahol k a feladvány cellamérete.
ertekek/3 néven, amely egy adott
Sudoku-feladvány adott mezőjére előállítja a megengedett mezőértékek listáját.
A szóbanforgó mezőt egy R-C struktúrával adjuk meg,
ahol R a mező sorának, míg C a mező oszlopának a
sorszáma, 1-től számozva.
% :- type col == int.
% :- type row == int.
% :- type coords -->row-col.
% :- pred ertekek(sspec::in, coords::in, list(int)::out).
% ertekek(SSpec, R_C, Vals):
% Egy érték pontosan akkor szerepel a Vals listában, ha:
% (a) 1..k*k közötti egész, ahol k az SSpec feladvány cellamérete,
% (b) teljesíti az adott mezőre vonatkozó szám- és paritási infók
% által előírt megszorításokat, továbbá
% (c) különbözik az adott mezőt tartalmazó sor, oszlop és cella többi
% mezőjében szereplő száminfóktól,
% ahol
% SSpec az sspec típusspecifikációnak megfelelő Sudoku-feladvány,
% R_C az adott feladvány egy mezőjének (sor-oszlop formában megadott) koordinátája,
% Vals list(int) típusú mezőértéklista, az SSpec feladvány R_C koordinátájú
% mezőjében megengedett értékek listája.
ertekek/2 néven, amely egy Sudoku-feladvány
adott mezőjére előállítja a megengedett mezőértékek listáját.
A szóbanforgó mezőt egy {R,C} párral adjuk meg,
ahol R a mező sorának, míg C a mező oszlopának a
sorszáma, 1-től számozva.
%% @type col() = integer().
%% @type row() = integer().
%% @type coords() = {row(),col()}.
%% @spec khf2:ertekek(SSpec::sspec(), R_C::coords()) -> Vals::[integer()]
%% Egy érték pontosan akkor szerepel a Vals listában, ha teljesíti a
%% fenti Prolog specifikációban felsorolt (a), (b) és (c) feltételeket, ahol
%% Vals az SSpec specifikációval megadott Sudoku-feladvány R_C
%% koordinátájú mezőjében megengedett értékek listája.
A programot tartalmazó modul attribútumai ezek legyenek:
-module(khf2).
-author('email@unit.org.hu').
-vsn('year-mm-dd').
-export([ertekek/2]).
| ?- ertekek(
s(2, [[[v(2)], [], [e], []],
[ [], [s], [], [o]],
[ [], [], [v(1)], []],
[ [], [w], [], []]]), 1-4, Vals).
Vals = [1,3,4] ? ;
no
| ?- ertekek(
s(2, [[[v(2)], [w], [], []],
[ [], [s], [], [o]],
[ [], [], [v(1)], []],
[ [], [w], [], []]]), 1-2, Vals).
Vals = [1,3,4] ? ;
no
| ?- ertekek(
s(2, [[[v(2)], [], [e], []],
[ [], [s], [], [o]],
[ [], [], [v(1)], []],
[ [], [w], [], []]]), 1-3, Vals).
Vals = [4] ? ;
no
| ?- ertekek(
s(2, [[[v(2)], [], [e], []],
[ [], [e], [], [o]],
[ [], [], [v(1)], []],
[ [], [w], [], []]]), 2-2, Vals).
Vals = [4] ? ;
no
| ?- ertekek(
s(2, [[[v(2)], [w], [e], []],
[ [], [], [], [o]],
[ [], [], [v(4)], []],
[ [], [w], [], []]]), 1-3, Vals).
Vals = [] ? ;
no
| ?- ertekek(
s(2, [[[v(2)], [w], [e], []],
[ [], [e,s,v(2)], [], [o]],
[ [], [], [v(4)], []],
[ [], [w], [], []]]), 1-1, Vals).
Vals = [] ? ;
no
| ?- ertekek(
s(3, [[[v(2)], [],[v(9)], [s], [], [s], [s], [e], []],
[ [], [s],[v(4)], [w],[v(9)],[v(8)], [], [o], [e]],
[ [],[e,w],[v(1)], [w], [], [o], [], [w], [s,w]],
[ [], [], [], [w], [], [w], [], [o], []],
[ [], [], [], [], [w], [], [w], [w],[v(8)]],
[ [], [], [], [], [], [], [o], [o], []],
[ [], [], [],[v(3)], [], [],[v(1)], [e], [s]],
[ [], [], [],[v(1)], [], [],[v(2)], [], [e]],
[ [], [], [], [w], [w],[v(2)], [], [w], []]]), 3-6, Vals).
Vals = [3,5,7] ? ;
no
1> khf2:ertekek(
{2, [[ [2], [], [e], []],
[ [], [s], [], [o]],
[ [], [], [1], []],
[ [], [w], [], []]]}, {1,4}).
[1, 3, 4]
2> khf2:ertekek(
{2, [[ [2], [w], [], []],
[ [], [s], [], [o]],
[ [], [], [1], []],
[ [], [w], [], []]]}, {1,2}).
[1, 3, 4]
3> khf2:ertekek(
{2, [[ [2], [], [e], []],
[ [], [s], [], [o]],
[ [], [], [1], []],
[ [], [w], [], []]]}, {1,1}).
[2]
4> khf2:ertekek(
{2, [[ [2], [], [e], []],
[ [], [e], [], [o]],
[ [], [], [1], []],
[ [], [w], [], []]]}, {4,2}).
[1, 2, 3, 4]
5> khf2:ertekek(
{2, [[ [], [w], [o,e], []],
[ [], [], [], [o]],
[ [], [], [], []],
[ [], [w], [], []]]}, {1,3}).
[]
6> khf2:ertekek(
{2, [[ [o], [w], [e], []],
[ [], [e,s,1], [], [o]],
[ [], [], [4], []],
[ [3], [w], [], []]]}, {1,1}).
[]
7> khf2:ertekek(
{3, [[ [2], [], [9], [s], [], [s], [s], [e], []],
[ [], [s], [4], [w], [9], [8], [], [o], [e]],
[ [],[e,w], [1], [w], [], [o], [], [w], [s,w]],
[ [], [], [], [w], [], [w], [], [o], []],
[ [], [], [], [], [w], [], [w], [w], [8]],
[ [], [], [], [], [], [], [o], [o], []],
[ [], [], [], [3], [], [], [1], [e], [s]],
[ [], [], [], [1], [], [], [2], [], [e]],
[ [], [], [], [w], [w], [2], [], [w], []]]}, {3,2}).
[6,8]
8> khf2:ertekek(
{2, [[ [2], [w], [e], []],
[ [], [e,s,2], [], [o]],
[ [], [], [4], []],
[ [], [w], [], []]]}, {1,1}).
[]
A programok készülhetnek MS Windows alatt is, de Linux alatt is működniük kell. A beadott programokat Linux környezetben a SICStus Prolog 4.3.x, ill. az Erlang/OTP R16B rendszerekkel teszteljük.
Ennek a kis házi feladatnak a beadása ugyan nem kötelező, azonban a félévközi követelmények teljesítéséhez a félév során legalább három kisházifeladat-megoldást – közülük legalább egyet Prolog és legalább egyet Erlang nyelven – sikeresen be kell adni. Sikeres az a megoldás, amelyik az összes tesztesetre helyes választ ad. Ha ezt a kis házi feladatot mindkét nyelven sikeresen beadja, az természetesen két megoldásnak számit.
A programot az Elektronikus
Tanársegéd (ETS) segítségével weben keresztül lehet beadni, a HF
beadás menüpont alatt. Ez a kettes számú kis
házi feladat, ennek megfelelően az ETS a beküldött megoldást
khf2.pl, ill. khf2.erl néven tárolja el és hivatkozik rá.
(A feltöltendő állomány neve tetszőleges lehet, az ETS átnevezi.)
Az osztályzat megállapításakor a határidőre beadott, minden tesztesetre helyesen működő feladatmegoldásért plusz 1-1 pont jár.