软件工程大作业——数独游戏1
一、PSP表格
二、问题分析
三、系统设计
四、具体实现
五、单元测试
六、程序性能及质量分析
七、GUI
八、总结
代码地址：https://github.com/friyal0730/sudoku/
这篇文章主要是第一部分PSP表格、第二部分问题分析和第三部分系统设计
一、psp表格
| PSP2.1 | Personal Software Progress Stages | 预估耗时（分钟） | 实际耗时（分钟） |
|---|---|---|---|
| Planning | 计划 | ||
| Estimate | 估计这个任务需要多少时间 | 20 | 30 |
| Development | 开发 | ||
| Analysis | 需求分析（包括学习新技术） | 180 | 150 |
| Design Spec | 生成设计文档 | 120 | |
| Review | 设计复审（和同事审核设计文档） | 30 | |
| Coding Standard | 代码规范 | 120 | |
| Design | 具体设计 | 180 | |
| Coding | 具体编码 | 900 | |
| Code Review | 代码复审 | 300 | |
| Test | 测试（自我测试，修改代码，提交更改） | 300 | |
| Reporting | 报告 | ||
| Test Report | 测试报告 | 60 | |
| Size Measurement | 计算工作量 | 30 | |
| Postmortem & Process Improvement | 事后总结，并提出过程改进计划 | 120 | |
| Total | 合计 | 2360 |
二、问题分析
1、需求分析
经过研究，我认为软件需要满足的需求如下：
- 生成不重复的数独终盘（0<N<=1000000）
- 生成数独题目（0<N<=100000）
- 读取数独问题，求解，将结果输出（0<N<=1000000）
2、解决方法：
经过查阅资料，我确定的方法如下：
- 生成数独终盘：分为随机法和矩阵转换法。其中，随机法在数据量大时，时间复杂度过大，效率过低。所以我选择矩阵转换法，利用对已有的数独终盘矩阵的行、列和数字的交换，生成新的数据矩阵，能够充分利用矩阵特性，且十分高效。这种方法也可以保证能够输出1000000个不同的数独。证明如下：
对于一个9乘9的矩阵，要保证左上角的第一个数字为(3+7)%9+1=2不变 - 对于行的变换：第一行不变，剩下的行在同一行的九宫格范围内进行变换，共有2x3!x3!=72种方法
- 对于列的变换： 第一列不变，同理共有2x3!x3!=72种方法
- 对于数字的变换：除了2以外，剩下每个数字两两交换一次，共有8!=40320种方法
因为 72x72x40320>1000000，所以可以产生不重复且第一个字为2的数独终盘
- 生成数独题目：随机挖空，但挖空的数量不能太少也不能太多。经过我的观察，数独题目中空位的数量大约是30至42个。所以我挖空的具体方法为：首先在每个小九宫格中挖两个空，然后再随机挖空，第二步挖的空有可能与第一步挖过的某些空重复，保证整个数独题目最少有30个空，最多有42个空
- 解数独题目：回溯法，用dfs来解决
三、系统设计
三个功能，就需要分为三个模块，使用面向对象的方法对其进行分析和建模。
-
用例图
分析需求中的使用者，分为用户和管理员，根据需求描述，画出用例图如下：
、
-
类图
需求描述中设计到的类与对象包括：用户需求解决类（solve）、数独终盘生成类（base）、数独问题求解类（answer）。 功能需求中，第二个功能并没有在用户需求中直接体现出来，所以我将其另作为一个程序。画出的类图如下：
-
顺序图
生成数独终盘的过程顺序图如下：
求解数独的过程顺序图如下：
