C version for comparison
This commit is contained in:
		
							
								
								
									
										1
									
								
								.gitignore
									
									
									
									
										vendored
									
									
								
							
							
						
						
									
										1
									
								
								.gitignore
									
									
									
									
										vendored
									
									
								
							| @@ -1 +1,2 @@ | ||||
| /target | ||||
| /c_version/sudk_c | ||||
|   | ||||
							
								
								
									
										6
									
								
								c_version/clangtest
									
									
									
									
									
										Executable file
									
								
							
							
						
						
									
										6
									
								
								c_version/clangtest
									
									
									
									
									
										Executable file
									
								
							| @@ -0,0 +1,6 @@ | ||||
| #!/bin/bash | ||||
| set -e | ||||
|  | ||||
| clang -Wall -Wextra -Weverything -Werror -O3 -march=native -flto -std=c17 -fstack-protector-all -s -o sudk_c "$1" | ||||
|  | ||||
| time ./sudk_c | ||||
							
								
								
									
										7
									
								
								c_version/gcctest
									
									
									
									
									
										Executable file
									
								
							
							
						
						
									
										7
									
								
								c_version/gcctest
									
									
									
									
									
										Executable file
									
								
							| @@ -0,0 +1,7 @@ | ||||
| #!/bin/bash | ||||
|  | ||||
| set -e | ||||
|  | ||||
| gcc -Wall -Wextra -Werror --std=c17 -march=native -O3 -fstack-protector-all -flto -s -o sudk_c "$1" | ||||
|  | ||||
| time ./sudk_c | ||||
							
								
								
									
										287
									
								
								c_version/sudk_lots_of_allocs_for_tmp_rows_cols_blocks.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										287
									
								
								c_version/sudk_lots_of_allocs_for_tmp_rows_cols_blocks.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							| @@ -0,0 +1,287 @@ | ||||
| #include <stdbool.h> | ||||
| #include <stddef.h> | ||||
| #include <stdio.h> | ||||
| #include <stdlib.h> | ||||
| #include <sys/types.h> | ||||
|  | ||||
| #define PFSALLOC(bytes) malloc(bytes) | ||||
|  | ||||
| static inline void Print_Clear() { printf("\x1b\x5b\x48\x1b\x5b\x32\x4a"); } | ||||
|  | ||||
| typedef struct Sudoku { | ||||
|   size_t *field; | ||||
|   size_t *fixed; | ||||
|   size_t *known; | ||||
|   size_t size; | ||||
|   size_t block_size; | ||||
|   size_t pos; | ||||
|   size_t pos_last_placed; | ||||
|   size_t num_fields; | ||||
| } Sudoku; | ||||
|  | ||||
| static Sudoku *Sudoku_New(size_t block_size) { | ||||
|  | ||||
|   Sudoku *s = calloc(1, sizeof(Sudoku)); | ||||
|  | ||||
|   size_t many_solutions_field[81] = { | ||||
|       0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 9, 0, 0, 0, 0, 8, 9, 0, 2, 0, 0, 0, 0, | ||||
|       0, 2, 0, 4, 0, 0, 0, 0, 4, 0, 6, 0, 0, 0, 8, 0, 0, 0, 5, 0, 0, | ||||
|       0, 0, 0, 0, 6, 5, 0, 0, 2, 0, 7, 4, 0, 3, 0, 0, 0, 5, 0, 4, 0, | ||||
|       0, 0, 1, 8, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 8, 2, 0, 0, 0, 6, 0, | ||||
|   }; | ||||
|  | ||||
|   size_t size = block_size * block_size; | ||||
|   size_t *field = calloc(size * size, sizeof(size_t)); | ||||
|   size_t *fixed = calloc(size * size, sizeof(size_t)); | ||||
|   size_t *known = calloc(size * size, sizeof(size_t)); | ||||
|  | ||||
|   printf("num_fields: %zu\n", size * size); | ||||
|  | ||||
|   s->field = field; | ||||
|   s->fixed = fixed; | ||||
|   s->known = known; | ||||
|  | ||||
|   for (size_t idx = 0; idx < 81; idx++) { | ||||
|     s->field[idx] = many_solutions_field[idx]; | ||||
|   } | ||||
|  | ||||
|   for (size_t idx = 0; idx < 81; idx++) { | ||||
|     if (s->field[idx] != 0) { | ||||
|       s->fixed[idx] = 1; | ||||
|       s->known[idx] = 1; | ||||
|     } | ||||
|   } | ||||
|  | ||||
|   s->size = size; | ||||
|   s->block_size = block_size; | ||||
|   s->pos = 0; | ||||
|   s->pos_last_placed = 0; | ||||
|   s->num_fields = size * size; | ||||
|  | ||||
|   return s; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static void Sudoku_Print(Sudoku *s) { | ||||
|   for (size_t idx = 0; idx < s->size * s->size; idx++) { | ||||
|  | ||||
|     // newline | ||||
|     if (idx != 0 && idx % s->size == 0) | ||||
|       printf("\n"); | ||||
|  | ||||
|     // nr | ||||
|     printf("%zu", s->field[idx]); | ||||
|  | ||||
|     // space | ||||
|     if ((idx + 1) % s->size != 0) | ||||
|       printf(" "); | ||||
|   } | ||||
|   printf("\n"); | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_Next(Sudoku *s) { | ||||
|   if (s->pos == s->num_fields - 1) { | ||||
|     /*printf("there is no next\n");*/ | ||||
|     return false; | ||||
|   } | ||||
|  | ||||
|   s->pos++; | ||||
|   return true; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_Prev(Sudoku *s) { | ||||
|   if (s->pos == 0) | ||||
|     return false; | ||||
|  | ||||
|   s->pos--; | ||||
|   return true; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_IsFixed(Sudoku *s) { return s->fixed[s->pos] == 1; } | ||||
|  | ||||
| static inline size_t Sudoku_GetFieldAtPos(Sudoku *s, size_t pos) { | ||||
|   return s->field[pos]; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline void Sudoku_Set(Sudoku *s, size_t nr) { | ||||
|   s->field[s->pos] = nr; | ||||
|   s->pos_last_placed = s->pos; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline void Sudoku_ClearCurrentField(Sudoku *s) { Sudoku_Set(s, 0); } | ||||
|  | ||||
| /*static void Array_Print(char *name, size_t *arr, size_t len) {*/ | ||||
| /*printf("%s: ", name);*/ | ||||
| /*for (size_t idx = 0; idx < len; idx++) {*/ | ||||
| /*if (idx < len - 1)*/ | ||||
| /*printf("%zu ", arr[idx]);*/ | ||||
| /*else*/ | ||||
| /*printf("%zu", arr[idx]);*/ | ||||
| /*}*/ | ||||
| /*printf("\n");*/ | ||||
| /*}*/ | ||||
|  | ||||
| static inline bool Array_Contains(size_t *arr, size_t len, size_t nr) { | ||||
|   /*printf("ARRAY_CONTAINS_LEN: %zu\n", len);*/ | ||||
|   for (size_t idx = 0; idx < len; idx++) { | ||||
|     if (arr[idx] == nr) { | ||||
|       /*printf("SEARCH FOR %zu --- ", nr);*/ | ||||
|       /*Array_Print("ARRAY_CONTAINS_TRUE", arr, len);*/ | ||||
|       return true; | ||||
|     } | ||||
|   } | ||||
|   /*printf("SEARCH FOR %zu --- ", nr);*/ | ||||
|   /*Array_Print("ARRAY_CONTAINS_FALSE", arr, len);*/ | ||||
|   return false; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_IsEnd(Sudoku *s) { | ||||
|   return !Array_Contains(s->field, s->num_fields, 0); | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_GotoPrevFreeField(Sudoku *s) { | ||||
|   do { | ||||
|     if (!Sudoku_IsFixed(s)) | ||||
|       return true; | ||||
|   } while (Sudoku_Prev(s)); | ||||
|  | ||||
|   return false; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_GotoNextFreeField(Sudoku *s) { | ||||
|   /*printf("Sudoku_GotoNextFreeField\n");*/ | ||||
|   do { | ||||
|     if (!Sudoku_IsFixed(s)) | ||||
|       return true; | ||||
|   } while (Sudoku_Next(s)); | ||||
|  | ||||
|   return false; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline size_t *Sudoku_GetRow(Sudoku *s) { | ||||
|   size_t *tmp = PFSALLOC(s->size * sizeof(size_t)); | ||||
|   for (size_t pos = 0; pos < s->size; pos++) { | ||||
|     tmp[pos] = Sudoku_GetFieldAtPos(s, (s->pos / s->size) * s->size + pos); | ||||
|   } | ||||
|   return tmp; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline size_t *Sudoku_GetCol(Sudoku *s) { | ||||
|   size_t *tmp = PFSALLOC(s->size * sizeof(size_t)); | ||||
|   for (size_t pos = 0; pos < s->size; pos++) { | ||||
|     tmp[pos] = Sudoku_GetFieldAtPos(s, pos * s->size + s->pos % s->size); | ||||
|   } | ||||
|   return tmp; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline size_t *Sudoku_GetBlock(Sudoku *s) { | ||||
|   size_t *tmp = PFSALLOC(s->size * sizeof(size_t)); | ||||
|  | ||||
|   size_t block_start_row = s->pos / s->size / s->block_size * s->block_size; | ||||
|   size_t block_start_col = s->pos % s->size / s->block_size * s->block_size; | ||||
|  | ||||
|   for (size_t r = 0; r < s->block_size; r++) { | ||||
|     for (size_t c = 0; c < s->block_size; c++) { | ||||
|       tmp[r * s->block_size + c] = Sudoku_GetFieldAtPos( | ||||
|           s, s->size * (block_start_row + r) + block_start_col + c); | ||||
|     } | ||||
|   } | ||||
|   return tmp; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_BlockOk(Sudoku *s, size_t nr) { | ||||
|   size_t *block = Sudoku_GetBlock(s); | ||||
|   /*Array_Print("BLOCK", block, s->size);*/ | ||||
|   bool ok = !Array_Contains(block, s->size, nr); | ||||
|   return ok; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_RowOk(Sudoku *s, size_t nr) { | ||||
|   size_t *row = Sudoku_GetRow(s); | ||||
|   bool ok = !Array_Contains(row, s->size, nr); | ||||
|   return ok; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_ColOk(Sudoku *s, size_t nr) { | ||||
|   size_t *col = Sudoku_GetCol(s); | ||||
|   bool ok = !Array_Contains(col, s->size, nr); | ||||
|   return ok; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_Ok(Sudoku *s, size_t nr) { | ||||
|   return Sudoku_BlockOk(s, nr) && Sudoku_ColOk(s, nr) && Sudoku_RowOk(s, nr); | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_PutValidNr(Sudoku *s) { | ||||
|   size_t current_nr = Sudoku_GetFieldAtPos(s, s->pos); | ||||
|  | ||||
|   /*printf("%s() pos=%zu current_nr=%zu\n", __func__, s->pos, current_nr);*/ | ||||
|  | ||||
|   for (size_t nr = current_nr; nr < s->size + 1; nr++) { | ||||
|     if (Sudoku_Ok(s, nr)) { | ||||
|       /*printf("%s() pos=%zu current_nr=%zu nr=%zu\n", __func__, s->pos,*/ | ||||
|       /*current_nr, nr);*/ | ||||
|       Sudoku_Set(s, nr); | ||||
|       return true; | ||||
|     } | ||||
|   } | ||||
|   return false; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static bool Sudoku_SolveBacktracking(Sudoku *s) { | ||||
|   bool found_solution = false; | ||||
|   size_t num_solutions = 0; | ||||
|   while (1) { | ||||
|     /*printf("LOOP: pos=%zu\n", s->pos);*/ | ||||
|     /*Sudoku_Print(s);*/ | ||||
|     if (Sudoku_IsEnd(s)) { | ||||
|       /*printf("END\n");*/ | ||||
|       found_solution = true; | ||||
|       num_solutions++; | ||||
|       if (num_solutions % 100 == 0) { | ||||
|         Print_Clear(); | ||||
|         printf("Solutions: %zu\n", num_solutions); | ||||
|         Sudoku_Print(s); | ||||
|       } | ||||
|  | ||||
|       if (Sudoku_IsFixed(s)) { | ||||
|         /*printf("fixed\n");*/ | ||||
|         continue; | ||||
|       } | ||||
|       Sudoku_ClearCurrentField(s); | ||||
|       Sudoku_Prev(s); | ||||
|       Sudoku_GotoPrevFreeField(s); | ||||
|     } | ||||
|  | ||||
|     if (Sudoku_IsFixed(s)) { | ||||
|       /*printf("fixed -> goto next\n");*/ | ||||
|       Sudoku_Next(s); | ||||
|       continue; | ||||
|     } | ||||
|  | ||||
|     if (Sudoku_GotoNextFreeField(s)) { | ||||
|       if (Sudoku_PutValidNr(s)) { | ||||
|         Sudoku_Next(s); | ||||
|         continue; | ||||
|       } else { | ||||
|         Sudoku_ClearCurrentField(s); | ||||
|         if (!Sudoku_Prev(s)) { | ||||
|           printf("Number of solutions: %zu\n", num_solutions); | ||||
|           break; | ||||
|         } | ||||
|         if (!Sudoku_GotoPrevFreeField(s)) { | ||||
|           printf("Number of solutions: %zu\n", num_solutions); | ||||
|           break; | ||||
|         } | ||||
|       } | ||||
|     } | ||||
|   } | ||||
|  | ||||
|   return found_solution; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| int main() { | ||||
|   Sudoku *s = Sudoku_New(3); | ||||
|   Sudoku_Print(s); | ||||
|   Sudoku_SolveBacktracking(s); | ||||
|   /*Sudoku_Print(s);*/ | ||||
| } | ||||
| @@ -0,0 +1,278 @@ | ||||
| #include <stdbool.h> | ||||
| #include <stddef.h> | ||||
| #include <stdio.h> | ||||
| #include <stdlib.h> | ||||
| #include <sys/types.h> | ||||
|  | ||||
| static size_t *tmpArr; | ||||
|  | ||||
| static inline void Print_Clear() { printf("\x1b\x5b\x48\x1b\x5b\x32\x4a"); } | ||||
|  | ||||
| typedef struct Sudoku { | ||||
|   size_t *field; | ||||
|   size_t *fixed; | ||||
|   size_t size; | ||||
|   size_t block_size; | ||||
|   size_t pos; | ||||
|   size_t pos_last_placed; | ||||
|   size_t num_fields; | ||||
| } Sudoku; | ||||
|  | ||||
| static Sudoku *Sudoku_New(size_t block_size) { | ||||
|  | ||||
|   Sudoku *s = calloc(1, sizeof(Sudoku)); | ||||
|  | ||||
|   size_t many_solutions_field[81] = { | ||||
|       0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 9, 0, 0, 0, 0, 8, 9, 0, 2, 0, 0, 0, 0, | ||||
|       0, 2, 0, 4, 0, 0, 0, 0, 4, 0, 6, 0, 0, 0, 8, 0, 0, 0, 5, 0, 0, | ||||
|       0, 0, 0, 0, 6, 5, 0, 0, 2, 0, 7, 4, 0, 3, 0, 0, 0, 5, 0, 4, 0, | ||||
|       0, 0, 1, 8, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 8, 2, 0, 0, 0, 6, 0, | ||||
|   }; | ||||
|  | ||||
|   size_t size = block_size * block_size; | ||||
|   size_t *field = calloc(size * size, sizeof(size_t)); | ||||
|   size_t *fixed = calloc(size * size, sizeof(size_t)); | ||||
|  | ||||
|   printf("num_fields: %zu\n", size * size); | ||||
|  | ||||
|   s->field = field; | ||||
|   s->fixed = fixed; | ||||
|  | ||||
|   for (size_t idx = 0; idx < 81; idx++) { | ||||
|     s->field[idx] = many_solutions_field[idx]; | ||||
|   } | ||||
|  | ||||
|   for (size_t idx = 0; idx < 81; idx++) { | ||||
|     if (s->field[idx] != 0) { | ||||
|       s->fixed[idx] = 1; | ||||
|     } | ||||
|   } | ||||
|  | ||||
|   s->size = size; | ||||
|   s->block_size = block_size; | ||||
|   s->pos = 0; | ||||
|   s->pos_last_placed = 0; | ||||
|   s->num_fields = size * size; | ||||
|  | ||||
|   tmpArr = calloc(s->size, sizeof(size_t)); | ||||
|  | ||||
|   return s; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static void Sudoku_Print(Sudoku *s) { | ||||
|   for (size_t idx = 0; idx < s->size * s->size; idx++) { | ||||
|  | ||||
|     // newline | ||||
|     if (idx != 0 && idx % s->size == 0) | ||||
|       printf("\n"); | ||||
|  | ||||
|     // nr | ||||
|     printf("%zu", s->field[idx]); | ||||
|  | ||||
|     // space | ||||
|     if ((idx + 1) % s->size != 0) | ||||
|       printf(" "); | ||||
|   } | ||||
|   printf("\n"); | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_Next(Sudoku *s) { | ||||
|   if (s->pos == s->num_fields - 1) { | ||||
|     /*printf("there is no next\n");*/ | ||||
|     return false; | ||||
|   } | ||||
|  | ||||
|   s->pos++; | ||||
|   return true; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_Prev(Sudoku *s) { | ||||
|   if (s->pos == 0) | ||||
|     return false; | ||||
|  | ||||
|   s->pos--; | ||||
|   return true; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_IsFixed(Sudoku *s) { return s->fixed[s->pos] == 1; } | ||||
|  | ||||
| static inline size_t Sudoku_GetFieldAtPos(Sudoku *s, size_t pos) { | ||||
|   return s->field[pos]; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline void Sudoku_Set(Sudoku *s, size_t nr) { | ||||
|   s->field[s->pos] = nr; | ||||
|   s->pos_last_placed = s->pos; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline void Sudoku_ClearCurrentField(Sudoku *s) { Sudoku_Set(s, 0); } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Array_Contains(size_t *arr, size_t len, size_t nr) { | ||||
|   /*printf("ARRAY_CONTAINS_LEN: %zu\n", len);*/ | ||||
|   for (size_t idx = 0; idx < len; idx++) { | ||||
|     if (arr[idx] == nr) { | ||||
|       /*printf("SEARCH FOR %zu --- ", nr);*/ | ||||
|       /*Array_Print("ARRAY_CONTAINS_TRUE", arr, len);*/ | ||||
|       return true; | ||||
|     } | ||||
|   } | ||||
|   /*printf("SEARCH FOR %zu --- ", nr);*/ | ||||
|   /*Array_Print("ARRAY_CONTAINS_FALSE", arr, len);*/ | ||||
|   return false; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_IsEnd(Sudoku *s) { | ||||
|   return !Array_Contains(s->field, s->num_fields, 0); | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_GotoPrevFreeField(Sudoku *s) { | ||||
|   do { | ||||
|     if (!Sudoku_IsFixed(s)) | ||||
|       return true; | ||||
|   } while (Sudoku_Prev(s)); | ||||
|  | ||||
|   return false; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_GotoNextFreeField(Sudoku *s) { | ||||
|   /*printf("Sudoku_GotoNextFreeField\n");*/ | ||||
|   do { | ||||
|     if (!Sudoku_IsFixed(s)) | ||||
|       return true; | ||||
|   } while (Sudoku_Next(s)); | ||||
|  | ||||
|   return false; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline size_t *Sudoku_GetRow(Sudoku *s) { | ||||
|   for (size_t pos = 0; pos < s->size; pos++) { | ||||
|     tmpArr[pos] = Sudoku_GetFieldAtPos(s, (s->pos / s->size) * s->size + pos); | ||||
|   } | ||||
|   return tmpArr; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline size_t *Sudoku_GetCol(Sudoku *s) { | ||||
|   for (size_t pos = 0; pos < s->size; pos++) { | ||||
|     tmpArr[pos] = Sudoku_GetFieldAtPos(s, pos * s->size + s->pos % s->size); | ||||
|   } | ||||
|   return tmpArr; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline size_t *Sudoku_GetBlock(Sudoku *s) { | ||||
|   size_t block_start_row = s->pos / s->size / s->block_size * s->block_size; | ||||
|   size_t block_start_col = s->pos % s->size / s->block_size * s->block_size; | ||||
|  | ||||
|   for (size_t r = 0; r < s->block_size; r++) { | ||||
|     for (size_t c = 0; c < s->block_size; c++) { | ||||
|       tmpArr[r * s->block_size + c] = Sudoku_GetFieldAtPos( | ||||
|           s, s->size * (block_start_row + r) + block_start_col + c); | ||||
|     } | ||||
|   } | ||||
|   return tmpArr; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_BlockOk(Sudoku *s, size_t nr) { | ||||
|   size_t *block = Sudoku_GetBlock(s); | ||||
|   /*Array_Print("BLOCK", block, s->size);*/ | ||||
|   bool ok = !Array_Contains(block, s->size, nr); | ||||
|   return ok; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_RowOk(Sudoku *s, size_t nr) { | ||||
|   size_t *row = Sudoku_GetRow(s); | ||||
|   bool ok = !Array_Contains(row, s->size, nr); | ||||
|   return ok; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_ColOk(Sudoku *s, size_t nr) { | ||||
|   size_t *col = Sudoku_GetCol(s); | ||||
|   bool ok = !Array_Contains(col, s->size, nr); | ||||
|   return ok; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_Ok(Sudoku *s, size_t nr) { | ||||
|   return Sudoku_BlockOk(s, nr) && Sudoku_ColOk(s, nr) && Sudoku_RowOk(s, nr); | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_PutValidNr(Sudoku *s) { | ||||
|   size_t current_nr = Sudoku_GetFieldAtPos(s, s->pos); | ||||
|  | ||||
|   /*printf("%s() pos=%zu current_nr=%zu\n", __func__, s->pos, current_nr);*/ | ||||
|  | ||||
|   for (size_t nr = current_nr; nr < s->size + 1; nr++) { | ||||
|     if (Sudoku_Ok(s, nr)) { | ||||
|       /*printf("%s() pos=%zu current_nr=%zu nr=%zu\n", __func__, s->pos,*/ | ||||
|       /*current_nr, nr);*/ | ||||
|       Sudoku_Set(s, nr); | ||||
|       return true; | ||||
|     } | ||||
|   } | ||||
|   return false; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static bool Sudoku_SolveBacktracking(Sudoku *s) { | ||||
|   bool found_solution = false; | ||||
|   size_t num_solutions = 0; | ||||
|   while (1) { | ||||
|     /*printf("LOOP: pos=%zu\n", s->pos);*/ | ||||
|     /*Sudoku_Print(s);*/ | ||||
|     if (Sudoku_IsEnd(s)) { | ||||
|       /*printf("END\n");*/ | ||||
|       found_solution = true; | ||||
|       num_solutions++; | ||||
|       if (num_solutions % 100 == 0) { | ||||
|         Print_Clear(); | ||||
|         printf("Solutions: %zu\n", num_solutions); | ||||
|         Sudoku_Print(s); | ||||
|       } | ||||
|  | ||||
|       if (Sudoku_IsFixed(s)) { | ||||
|         /*printf("fixed\n");*/ | ||||
|         continue; | ||||
|       } | ||||
|       Sudoku_ClearCurrentField(s); | ||||
|       Sudoku_Prev(s); | ||||
|       Sudoku_GotoPrevFreeField(s); | ||||
|     } | ||||
|  | ||||
|     if (Sudoku_IsFixed(s)) { | ||||
|       /*printf("fixed -> goto next\n");*/ | ||||
|       Sudoku_Next(s); | ||||
|       continue; | ||||
|     } | ||||
|  | ||||
|     if (Sudoku_GotoNextFreeField(s)) { | ||||
|       if (Sudoku_PutValidNr(s)) { | ||||
|         Sudoku_Next(s); | ||||
|         continue; | ||||
|       } else { | ||||
|         Sudoku_ClearCurrentField(s); | ||||
|         if (!Sudoku_Prev(s)) { | ||||
|           printf("Number of solutions: %zu\n", num_solutions); | ||||
|           break; | ||||
|         } | ||||
|         if (!Sudoku_GotoPrevFreeField(s)) { | ||||
|           printf("Number of solutions: %zu\n", num_solutions); | ||||
|           break; | ||||
|         } | ||||
|       } | ||||
|     } | ||||
|   } | ||||
|  | ||||
|   return found_solution; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static void Sudoku_Free(Sudoku *s) { | ||||
|   free(s->field); | ||||
|   free(s->fixed); | ||||
|   free(s); | ||||
|   s = NULL; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| int main() { | ||||
|   Sudoku *s = Sudoku_New(3); | ||||
|   Sudoku_Print(s); | ||||
|   Sudoku_SolveBacktracking(s); | ||||
|   Sudoku_Free(s); | ||||
|   free(tmpArr); | ||||
| } | ||||
							
								
								
									
										265
									
								
								c_version/sudk_stack.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										265
									
								
								c_version/sudk_stack.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							| @@ -0,0 +1,265 @@ | ||||
| #include <stdbool.h> | ||||
| #include <stddef.h> | ||||
| #include <stdio.h> | ||||
| #include <stdlib.h> | ||||
| #include <sys/types.h> | ||||
|  | ||||
| static inline void Print_Clear() { printf("\x1b\x5b\x48\x1b\x5b\x32\x4a"); } | ||||
|  | ||||
| typedef struct Sudoku { | ||||
|   size_t *field; | ||||
|   size_t *fixed; | ||||
|   size_t size; | ||||
|   size_t block_size; | ||||
|   size_t pos; | ||||
|   size_t pos_last_placed; | ||||
|   size_t num_fields; | ||||
| } Sudoku; | ||||
|  | ||||
| static Sudoku *Sudoku_New(size_t block_size) { | ||||
|  | ||||
|   Sudoku *s = calloc(1, sizeof(Sudoku)); | ||||
|  | ||||
|   // clang-format off | ||||
|   size_t many_solutions_field[81] = { | ||||
|       0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 9, | ||||
|       0, 0, 0, 0, 8, 9, 0, 2, 0, | ||||
|       0, 0, 0, 0, 2, 0, 4, 0, 0, | ||||
|       0, 0, 4, 0, 6, 0, 0, 0, 8, | ||||
|       0, 0, 0, 5, 0, 0, 0, 0, 0, | ||||
|       0, 6, 5, 0, 0, 2, 0, 7, 4, | ||||
|       0, 3, 0, 0, 0, 5, 0, 4, 0, | ||||
|       0, 0, 1, 8, 0, 0, 0, 0, 0, | ||||
|       0, 0, 8, 2, 0, 0, 0, 6, 0, | ||||
|   }; | ||||
|   // clang-format on | ||||
|  | ||||
|   size_t size = block_size * block_size; | ||||
|   size_t *field = calloc(size * size, sizeof(size_t)); | ||||
|   size_t *fixed = calloc(size * size, sizeof(size_t)); | ||||
|  | ||||
|   printf("num_fields: %zu\n", size * size); | ||||
|  | ||||
|   s->field = field; | ||||
|   s->fixed = fixed; | ||||
|  | ||||
|   for (size_t idx = 0; idx < 81; idx++) { | ||||
|     s->field[idx] = many_solutions_field[idx]; | ||||
|   } | ||||
|  | ||||
|   for (size_t idx = 0; idx < 81; idx++) { | ||||
|     if (s->field[idx] != 0) { | ||||
|       s->fixed[idx] = 1; | ||||
|     } | ||||
|   } | ||||
|  | ||||
|   s->size = size; | ||||
|   s->block_size = block_size; | ||||
|   s->pos = 0; | ||||
|   s->pos_last_placed = 0; | ||||
|   s->num_fields = size * size; | ||||
|  | ||||
|   return s; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline void Sudoku_Print(Sudoku *s) { | ||||
|   for (size_t idx = 0; idx < s->num_fields; idx++) { | ||||
|  | ||||
|     // newline | ||||
|     if (idx != 0 && idx % s->size == 0) | ||||
|       printf("\n"); | ||||
|  | ||||
|     // nr | ||||
|     printf("%zu", s->field[idx]); | ||||
|  | ||||
|     // space | ||||
|     if ((idx + 1) % s->size != 0) | ||||
|       printf(" "); | ||||
|   } | ||||
|   printf("\n"); | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_Next(Sudoku *s) { | ||||
|   if (s->pos == s->num_fields - 1) { | ||||
|     return false; | ||||
|   } | ||||
|  | ||||
|   s->pos++; | ||||
|   return true; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_Prev(Sudoku *s) { | ||||
|   if (s->pos == 0) | ||||
|     return false; | ||||
|  | ||||
|   s->pos--; | ||||
|   return true; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_IsFixed(Sudoku *s) { return s->fixed[s->pos] == 1; } | ||||
|  | ||||
| static inline size_t Sudoku_GetFieldAtPos(Sudoku *s, size_t pos) { | ||||
|   return s->field[pos]; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline void Sudoku_Set(Sudoku *s, size_t nr) { | ||||
|   s->field[s->pos] = nr; | ||||
|   s->pos_last_placed = s->pos; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline void Sudoku_ClearCurrentField(Sudoku *s) { Sudoku_Set(s, 0); } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Array_Contains(size_t *arr, size_t len, size_t nr) { | ||||
|   for (size_t idx = 0; idx < len; idx++) { | ||||
|     if (arr[idx] == nr) { | ||||
|       return true; | ||||
|     } | ||||
|   } | ||||
|   return false; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_IsEnd(Sudoku *s) { | ||||
|   return !Array_Contains(s->field, s->num_fields, 0); | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_GotoPrevFreeField(Sudoku *s) { | ||||
|   do { | ||||
|     if (!Sudoku_IsFixed(s)) | ||||
|       return true; | ||||
|   } while (Sudoku_Prev(s)); | ||||
|  | ||||
|   return false; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_GotoNextFreeField(Sudoku *s) { | ||||
|   do { | ||||
|     if (!Sudoku_IsFixed(s)) | ||||
|       return true; | ||||
|   } while (Sudoku_Next(s)); | ||||
|  | ||||
|   return false; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline void Sudoku_GetRow(Sudoku *s, size_t *row) { | ||||
|   for (size_t pos = 0; pos < s->size; pos++) { | ||||
|     row[pos] = Sudoku_GetFieldAtPos(s, (s->pos / s->size) * s->size + pos); | ||||
|   } | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline void Sudoku_GetCol(Sudoku *s, size_t *col) { | ||||
|   for (size_t pos = 0; pos < s->size; pos++) { | ||||
|     col[pos] = Sudoku_GetFieldAtPos(s, pos * s->size + s->pos % s->size); | ||||
|   } | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline void Sudoku_GetBlock(Sudoku *s, size_t *block) { | ||||
|   size_t block_start_row = s->pos / s->size / s->block_size * s->block_size; | ||||
|   size_t block_start_col = s->pos % s->size / s->block_size * s->block_size; | ||||
|  | ||||
|   for (size_t r = 0; r < s->block_size; r++) { | ||||
|     for (size_t c = 0; c < s->block_size; c++) { | ||||
|       block[r * s->block_size + c] = Sudoku_GetFieldAtPos( | ||||
|           s, s->size * (block_start_row + r) + block_start_col + c); | ||||
|     } | ||||
|   } | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_BlockOk(Sudoku *s, size_t nr) { | ||||
|   bool ok; | ||||
|   size_t block[9] = {0}; | ||||
|   Sudoku_GetBlock(s, block); | ||||
|   ok = !Array_Contains(block, s->size, nr); | ||||
|   return ok; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_RowOk(Sudoku *s, size_t nr) { | ||||
|   bool ok; | ||||
|   size_t row[9] = {0}; | ||||
|   Sudoku_GetRow(s, row); | ||||
|   ok = !Array_Contains(row, s->size, nr); | ||||
|   return ok; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_ColOk(Sudoku *s, size_t nr) { | ||||
|   bool ok; | ||||
|   size_t col[9] = {0}; | ||||
|   Sudoku_GetCol(s, col); | ||||
|   ok = !Array_Contains(col, s->size, nr); | ||||
|   return ok; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_Ok(Sudoku *s, size_t nr) { | ||||
|   return Sudoku_BlockOk(s, nr) && Sudoku_ColOk(s, nr) && Sudoku_RowOk(s, nr); | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static inline bool Sudoku_PutValidNr(Sudoku *s) { | ||||
|   size_t current_nr = Sudoku_GetFieldAtPos(s, s->pos); | ||||
|   for (size_t nr = current_nr; nr < s->size + 1; nr++) { | ||||
|     if (Sudoku_Ok(s, nr)) { | ||||
|       Sudoku_Set(s, nr); | ||||
|       return true; | ||||
|     } | ||||
|   } | ||||
|   return false; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static bool Sudoku_SolveBacktracking(Sudoku *s) { | ||||
|   bool found_solution = false; | ||||
|   size_t num_solutions = 0; | ||||
|   while (1) { | ||||
|     if (Sudoku_IsEnd(s)) { | ||||
|       found_solution = true; | ||||
|       num_solutions++; | ||||
|       if (num_solutions % 100 == 0) { | ||||
|         Print_Clear(); | ||||
|         printf("Solutions: %zu\n", num_solutions); | ||||
|         Sudoku_Print(s); | ||||
|       } | ||||
|  | ||||
|       if (Sudoku_IsFixed(s)) { | ||||
|         continue; | ||||
|       } | ||||
|       Sudoku_ClearCurrentField(s); | ||||
|       Sudoku_Prev(s); | ||||
|       Sudoku_GotoPrevFreeField(s); | ||||
|     } | ||||
|  | ||||
|     if (Sudoku_IsFixed(s)) { | ||||
|       Sudoku_Next(s); | ||||
|       continue; | ||||
|     } | ||||
|  | ||||
|     if (Sudoku_GotoNextFreeField(s)) { | ||||
|       if (Sudoku_PutValidNr(s)) { | ||||
|         Sudoku_Next(s); | ||||
|         continue; | ||||
|       } else { | ||||
|         Sudoku_ClearCurrentField(s); | ||||
|         if (!Sudoku_Prev(s)) { | ||||
|           printf("Number of solutions: %zu\n", num_solutions); | ||||
|           break; | ||||
|         } | ||||
|         if (!Sudoku_GotoPrevFreeField(s)) { | ||||
|           printf("Number of solutions: %zu\n", num_solutions); | ||||
|           break; | ||||
|         } | ||||
|       } | ||||
|     } | ||||
|   } | ||||
|  | ||||
|   return found_solution; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| static void Sudoku_Free(Sudoku *s) { | ||||
|   free(s->field); | ||||
|   free(s->fixed); | ||||
|   free(s); | ||||
|   s = NULL; | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| int main() { | ||||
|   Sudoku *s = Sudoku_New(3); | ||||
|   Sudoku_Print(s); | ||||
|   Sudoku_SolveBacktracking(s); | ||||
|   Sudoku_Free(s); | ||||
| } | ||||
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