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電子工作やってみたよ

4x4の数独(ナンプレ)をBASIC言語で解けるようになりました。
池田書店の「小学生のナンプレ」に載っている4x4の練習問題20問すべて解けたのでまず間違いないとおもいます。
前回は乱数を使って答えが合うまでやり直すという無茶な方法でしたが、今回は人間が考えるのと同じ手順で理屈に合わせながらすすめる方法でやりました。
解いていく過程で行き詰まって逆戻りしてやり直す機能が必要かなと思っていましたが、そのような機能は必要ありませんでした。
ニコリで出している「数独攻略ガイド」の9ページに


「面倒な先読みは数独では一切不要なのです。
「ここは確実にこれだ」という推理を積み重ねていくことで、
必ずただ1つの正解にたどりつくことができますよ。」
これだと 問題を作るとき、いい加減には出来ないですね。
ちゃんと1つづつ手順を考えて矛盾が起きないようにする必要がありますね。
逆に考えると、先読みが必要だったり逆戻りして数値入れ替えてやり直す必要がある問題なんて言うのも楽しいかもしれません。
すがわらさんが言っていた乱数とのハイブリッドなんていうのもいいですね。


いろいろと悩んだ原因で思いついたことは、「パズルは数式で表せないので、プログラム化し難い」という事でした。
数学や制御の計算ならば必ず「数式」があるのでそれに基づいてプログラム化できますが、「パズルの数式」というのは世の中にあるのでしょうか。

今回やった答えを出す手順を言葉で表すとするならば以下のようになります。
1、左上から右方向に空欄を探していく
2、空欄があれば、その座標の横方向、縦方向、含まれるブロック、の3種の縛りから各々の取りうる可能性のある数値をだす。
3、例えば横方向に1、と3、の数値が置かれていたらその空欄の取りうる可能性のある数値は2、と4、になります。
4、縦の方向に2、と3、の数値が置かれていたらその空欄の取りうる数値は1、と4、になります。
5、そのブロックに1、と2、が置かれていたら取りうる数値は3、と4、になります。
6、この3っつの縛りに共通しているのは4、だけなのでここは4で確定するということになります。
7、もし共通する数値が2個以上あるということならば確定しないのでそこは何もしないでパスします。
8、これをすべての空欄について行うと必ず答えが見つかります。
  (まだ 4x4 でしか動かしていませんが)

わたしにとっては、このような言葉での説明が一番わかりやすいですね。
それは、私の頭の中でこのような言葉で考えているからでしょうか。

つぎは、これがHP電卓で動作できるか、そして 9x9に対応させられるかというところですね。
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F-BASIC97 人間が考えるのと同じ手順でやってます。



'数独 SDOK_61B

'基本テーブル配列の定義
dim AL(4,4) '4行4列の元データ
dim CHK(12) '可能性データの集合 横4個 縦4個 ブロック4個
dim INV1(4) '変換前のテーブルデータ
dim INV2(4) '変換後の可能性数値データ
'
'問題のテーブルデータの設定
gosub *TBL020 '小学生のナンプレ 例題 020
gosub *DISP3 '数値確認のため 画面表示
stop
'空欄のマスをサーチする
for Y=1 to 4
for X=1 to 4
'?" X=";X;:?" Y=";Y;
if AL(X,Y)=0 then gosub *SHORI   'もし空欄ならSHORIルーチンへ行く
next X
next Y
?" All kaitou"
stop:stop 'メインルーチン 終わり
'-------------------------------------------------------------------------
'空欄のたて、横、ブロックのデータを読み込む
*SHORI
for XX=1 to 12
CHK(XX)=0 '変換テーブルをクリアする
next XX


for XX=1 to 4
INV1(XX)=AL(XX,Y) '該当する横軸データ4個を変換テーブルにコピーする
next XX
'空欄に入る可能性データに変換する
for XX=1 to 4
INV2(XX)=XX  ’変換テーブルの種データ1~4を入れておく
next XX
for YY=1 to 4
for XX=1 to 4
if INV2(XX)=INV1(YY) then INV2(XX)=0  ’同一データの時は消す
next XX
next YY
for XX=1 to 4
CHK(XX)=INV2(XX)   ’残った可能性有りデータを移す
next XX
'------------------------------------------------
'問題のテーブルから縦の列データをコピーする
for YY=1 to 4
INV1(YY)=AL(X,YY)
next YY
'空欄に入る可能性データに変換する
for XX=1 to 4
INV2(XX)=XX
next XX
for YY=1 to 4
for XX=1 to 4
if INV2(XX)=INV1(YY) then INV2(XX)=0  ’可能性無いのを消し有りを残す
next XX
next YY
for XX=1 to 4
CHK(XX+4)=INV2(XX)
next XX
'-------------------------------------------------
'問題のテーブルからブロックデータをINV1へコピーする
if (X<=2)and(Y<=2) then gosub *AA:goto *BLKMOVEND
if (X>=3)and(Y<=2) then gosub *BB:goto *BLKMOVEND
if (X<=2)and(Y>=3) then gosub *CC:goto *BLKMOVEND
if (X>=3)and(Y>=3) then gosub *DD:goto *BLKMOVEND
?" ERR_blkend":stop
*BLKMOVEND
'空欄に入る可能性データに変換する
for XX=1 to 4
INV2(XX)=XX
next XX
for YY=1 to 4
for XX=1 to 4
if INV2(XX)=INV1(YY) then INV2(XX)=0
next XX
next YY
for XX=1 to 4
CHK(XX+8)=INV2(XX)
next XX
'-------------------------------------------------
'
BF(1)=0:BF(2)=0:BF(3)=0:BF(4)=0
for M=1 to 4
KZ=0:GT=0
for T=1 to 12
if CHK(T)=M then KZ=KZ+1
if KZ>=3 then ANS=M:GT=1:BF(M)=1:T=12: ’同一数値が3個あれば可能性有りとする
next T
next M
OKCHK=BF(1)+BF(2)+BF(3)+BF(4) ’可能性有りフラグを合計する
if OKCHK<>1 then goto *NON    ’可能性有りが1つ以外ならダメ
AL(X,Y)=ANS          ’可能性OKなので空欄に書き込む
*NON
gosub *disp3
?" LOOP end"
return
'-------------------------------------------------
’該当するブロックデータを変換テーブルに移す
*AA
INV1(1)=AL(1,1): INV1(2)=AL(2,1): INV1(3)=AL(1,2): INV1(4)=AL(2,2): return
*BB
INV1(1)=AL(3,1): INV1(2)=AL(4,1): INV1(3)=AL(3,2): INV1(4)=AL(4,2): return
*CC
INV1(1)=AL(1,3): INV1(2)=AL(2,3): INV1(3)=AL(1,4): INV1(4)=AL(2,4): return
*DD
INV1(1)=AL(3,3): INV1(2)=AL(4,3): INV1(3)=AL(3,4): INV1(4)=AL(4,4): return
'-------------------------------------------------------
*DISP1   ’デバッグ用画面表示
?" INV1(1)=";INV1(1),
?" INV1(2)=";INV1(2),
?" INV1(3)=";INV1(3),
?" INV1(4)=";INV1(4)
return

*DISP2   ’デバッグ用画面表示
?" INV2(1)=";INV2(1),
?" INV2(2)=";INV2(2),
?" INV2(3)=";INV2(3),
?" INV2(4)=";INV2(4)
return

*DISP3   ’デバッグ用画面表示
?AL(1,1);:?AL(2,1);:?AL(3,1);:?AL(4,1)
?AL(1,2);:?AL(2,2);:?AL(3,2);:?AL(4,2)
?AL(1,3);:?AL(2,3);:?AL(3,3);:?AL(4,3)
?AL(1,4);:?AL(2,4);:?AL(3,4);:?AL(4,4)
return

*DISP4   ’デバッグ用画面表示
for X12=1 to 12
? CHK(X12);
next X12
?" "
return

'問題のテーブルデータの設定

*TBL020
AL(1,1)=4:AL(2,1)=0:AL(3,1)=0:AL(4,1)=0:
AL(1,2)=2:AL(2,2)=0:AL(3,2)=3:AL(4,2)=4:
AL(1,3)=3:AL(2,3)=4:AL(3,3)=0:AL(4,3)=1:
AL(1,4)=0:AL(2,4)=0:AL(3,4)=0:AL(4,4)=3:
return




庭の花です。  今年はもう咲きだしました。 アルストロメリアでしたよね。
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これは なでしこ ですね。

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by telmic-gunma | 2018-06-03 16:08 | HP電卓 | Trackback | Comments(4)

前回 「数独」をBASICと乱数を使って解いてみたものを、同じ方法でHP電卓でやりました。
電卓の機種はメモリー容量の心配があったので容量の大きなHP42Sを使いました。
結果は 226ステップ(380Byte)で済みましたのでHP32SやHP15Cでもそのまま行けると思います。
(HP42Sはメモリーが7kByteあるので 5%しか使わなかったのですね。)

時間は 4x4マス(16マス)のうち空欄が2個の状態で、50秒かかりました。乱数なので運しだいですけれど。
演算時間に関して乱数で総当たりはHP電卓には可哀そうですが、人間が考える手順と同じ方法で答えを確定的に決めていければ早くすむと思います。
メモリ容量に関してはこの「HP42S」で頑張ってみてもし足りなくなるようならば「HP48G」(128kByte)もいいかな。

「こんなのやっても意味ないじゃん」と言われそうですが(すでに言われていたかな)そんなことありません。
「ボケ」の防止には十分役立っています。
ブログを見ていたら、どなたかHP電卓大好きなひとが、定年退職しちゃってHP電卓あっても計算することがない、となげいていましたが、そのお気持ちわかりますね。
 
今回「乱数」で答えを出すなどと超邪道な方法でしたが、次には人間が考える手順と同じ方法をやらせてみようとおもいます。
その次には、9X9マス フルサイズに挑戦、 すがわらさんが教えてくれた合成した方法などまだまだいろいろと楽しめそう。


c0335218_10495804.jpg

01  LBL "SDOK01"
02 LBL 01     ’ローカルフラグ メインループヘッド
03 XEQ 02     ’元になる問題を定数に入力する
04 XEQ 03     ’空いたマスに乱数で数値を埋めていく
05 XEQ 04     ’縦、横、ブロック、の3要素がルールに合うかチェック
06 FS? 01     ’OKでないなら先頭に戻り違う数値でやり直す
07 GTO 01
08 STOP

’4X4の16マスに問題を埋めていく(R1~R16を4X4マスに相当させる)
今回の問題 R1とR2が0が入って空欄です。
'R1=0, R2=0 R3=1, R4=2
’R5=1, R6=2 R7=3, R8=4
’R9=2, R10=3, R11=4, R12=1
'R13=4, R14=1, R15=2, R16=3

09 LBL 02
10 0
11 STO 01
12 STO 02
13 1
14 STO 03
15 2
16 STO 04
17 1
18 STO 05
19 2
20 STO 06
21 3
22 STO 07
23 4
24 STO 08
25 2
26 STO 09
27 3
28 STO 10
29 4
30 STO 11
31 1
32 STO 12
33 4
34 STO 13
35 1
36 STO 14
37 2
38 STO 15
39 2
40 STO 16
41 RTN


’R1~R16で0を探し0の所に1~4の値を乱数で入れる
42 LBL 03
43 RCL 01
44 XEQ 31
45 STO 01
46 RCL 02
47 XEQ 31
48 STO 02
49 RCL 03
50 XEQ 31
51 STO 03
52 RCL 04
53 XEQ 31
54 STO 04
55 RCL 05
56 XEQ 31
57 STO 05
58 RCL 06
59 XEQ 31
60 STO 06
61 RCL 07
62 XEQ 31
63 STO 07
64 RCL 08
65 XEQ 31
66 STO 08
67 RCL 09
68 XEQ 31
69 STO 09
70 RCL 10
71 XEQ 31
72 STO 10
73 RCL 11
74 XEQ 31
75 STO 11
76 RCL 12
77 XEQ 31
78 STO 12
79 RCL 13
80 XEQ 31
81 STO 13
82 RCL 14
83 XEQ 31
84 STO 14
85 RCL 15
86 XEQ 31
87 STO 15
88 RCL 16
89 XEQ 31
90 STO 16
91 RTN
92 LBL 31
93 Xキ0?
94 GTO 32
95 RAN
96 4
97 X
98 1
99 +
100 IP
101 LBL 32
102 RTN

’たて、よこ、ブロック、の4文字単位で数値のダブリがあるかチェックする。
103 LBL 04
104 RCL 01
105 RCL 02
106 RCL 05
107 RCL 06
108 XEQ 41
109 FS? 01
110 RTN

111 RCL 01
112 RCL 02
113 RCL 05
114 RCL 06
115 XEQ 41
116 FS? 01
117 RTN

118 RCL 01
119 RCL 02
120 RCL 05
121 RCL 06
122 XEQ 41
123 FS? 01
124 RTN

125 RCL 01
126 RCL 02
127 RCL 05
128 RCL 06
129 XEQ 41
130 FS? 01
131 RTN

132 RCL 01
133 RCL 02
134 RCL 05
135 RCL 06
136 XEQ 41
137 FS? 01
138 RTN

139 RCL 01
140 RCL 02
141 RCL 05
142 RCL 06
143 XEQ 41
144 FS? 01
145 RTN

146 RCL 01
147 RCL 02
148 RCL 05
149 RCL 06
150 XEQ 41
151 FS? 01
152 RTN

153 RCL 01
154 RCL 02
155 RCL 05
156 RCL 06
157 XEQ 41
158 FS? 01
159 RTN

160 RCL 01
161 RCL 02
162 RCL 05
163 RCL 06
164 XEQ 41
165 FS? 01
166 RTN

167 RCL 01
168 RCL 02
169 RCL 05
170 RCL 06
171 XEQ 41
172 FS? 01
173 RTN

174 RCL 01
175 RCL 02
176 RCL 05
177 RCL 06
178 XEQ 41
179 FS? 01
180 RTN

181 RCL 01
182 RCL 02
183 RCL 05
184 RCL 06
185 XEQ 41
186 FS? 01
187 RTN
188 12345678  ’答えが見つかったので画面に12345678と表示しておわる
189 RTN

 ’4文字単位で同じ数値が無いことを確認する
190 LBL 41   
191 STO 24
192 R↓
193 STO 23
194 R↓
195 STO 22
196 R↓
197 STO 21
198 SF? 01
199 RCL 22
200 X=Y?
201 GTO 42
202 RCL 21
203 RCL 23
204 XキY?
205 GTO 42
206 RCL 21
207 RCL 24
208 XキY?
209 GTO 42
210 RCL 22
211 RCL 23
212 XキY?
213 GTO 42
214 RCL 22
215 RCL 24
216 XキY?
217 GTO 42
218 RCL 23
219 RCL 24
220 XキY?
221 GTO 42
222 CF 01
223 RTN

224 LBL 42
225 RTN
226 END




今年はじめての イチゴの収穫です。
手入れをしていないので、やはりだんだんと小さくなってきたようです。
このイチゴ 今シーズン食べ終わったら植え替えてみます。
真ん中は大きさ比較のための電卓のHP29Cです。
わたしの美的センス なんとかならないか。

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ジャガイモです。 成長がびっくりするぐらい早いですね。

c0335218_10502969.jpg



ジャガイモのはな、  それなりにきれいですね。

c0335218_10510503.jpg


by telmic-gunma | 2018-05-24 11:20 | HP電卓 | Trackback | Comments(4)