【问题标题】：My loop never ends我的循环永远不会结束
【发布时间】：2017-05-21 20:21:54
【问题描述】：

我的程序有问题，它应该解决数独并在完成后打印，但问题是，程序看起来永远不会结束，打印已解决的数独后会出错。

这是程序正在执行的循环：它也不应该打印字段，如果我在开始时删除System.out.print(f+"\n");，它只会打印错误。代码：

        public class Sudoku {


  public static void main(String[] args) throws SolvedException {
    Field field = new Field();
    field.fromFile("test1.txt");
    SudokuSolver solver = new SudokuSolver();

    solve(field, 0, 0, solver);

    System.out.println(field);

  }




public static void solve(Field f, int i, int j, SudokuSolver solver) {

    System.out.print(f+"\n");

    if ( j >= Field.SIZE) {

        //we are done (return true now!)
        solver.done=true;
        return;

    } 

    if (f.isEmpty(i, j)) {

        for (int val = 1; val <=9; val++) {

            if (f.tryValue(val, i, j)){

                if (j>=Field.SIZE-1){

                    solve (f, i+1, 0, solver);

                    if ( solver.done ) {

                        // This halts the loop here:
                        return;
                    }

                    f.clear(i, j);

                } else {

                    solve(f,i,j+1, solver);

                    if ( solver.done ) {

                        // This halts the loop here:
                        return;
                    }

                    f.clear(i, j);

                }

            }
        }

    } else if (j>=Field.SIZE-1) {

        solve(f,i+1,0, solver);

    } else {

        solve(f,i,j+1, solver);

    }
}
}

数独解法

public class SudokuSolver{

    /* Set true when the solve is done */
    public boolean done;

}

错误：

Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 9
    at Field.isEmpty(Field.java:101)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:30)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:38)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:67)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:38)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:38)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:38)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:67)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:67)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:38)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:38)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:71)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.solve(Sudoku.java:50)
    at Sudoku.main(Sudoku.java:9)

任何想法如何停止循环并打印正确的字段？ System.out.println(field) 在解决方法中不是这个？

【问题讨论】：

鉴于throws SolvedException，它可能应该在// we are done 部分中设置为throw new SolvedException();。值得注意的是，它是一个bad idea to use exceptions to control the flow 之类的。另一个注意事项是大量的非尾递归也可能导致随机堆栈溢出异常。
简而言之，递归就是函数调用自身的地方。每次发生这种情况时，您都会得到另一个“堆栈帧”——基本上所有函数使用的局部变量都被存储了。如果一个函数多次调用自己，堆栈就会变得太大并且“溢出”。尾递归是一种优化，本质上堆栈帧可以被“重用”，因为编译器注意到局部变量不再使用，允许无限递归发生。另请参阅 this answer 以获得更深入的比较。
@Mercy 在发布好答案并解决您的问题后，不要删除“请删除此问题”的问题正文。如果你以这种方式编辑它会混淆其他人。
@Mercy 那么你不应该首先发布这个问题。请先熟悉本网站的运作方式。
我不明白你的问题是什么。 taskinoor 告诉您，不允许您删除问题的重要部分，并且您继续这样做。我已将此问题标记为版主锁定此问题并防止您进一步操纵。

标签： java loops recursion backtracking sudoku

【解决方案1】：

某处试图访问不存在的数组上部元素。尝试调试并找到。

可能 val 是要寻找的关键。

我假设 for (int val = 1; val ; val++) 应该 for (int val = 1; val ; val++)

【讨论】：

您似乎也是第一次使用stackoverflow :)。如果您选择我的答案作为解决方案，我会很高兴。所以，我会收集我的积分;）
我没时间帮你完成整个任务，但我解决了你的错误。

【解决方案2】：

永不终止的递归

（在这种情况下，它会在出错时终止）。

这部分代码需要实际做一些事情来表明它已经完成：

if ( j >= Field.SIZE) {

    //we are done

}

否则，循环只会继续运行，而不知道它应该停止（缩短）：

for (int val = 1; val <=9; val++) {

     ...
     
     solve (f, i+1, 0); // Maybe this call is 'done', but this loop will keep going

     ...
}

因此，基于throws SolvedException，您的代码应该在那里引发异常：

if ( j >= Field.SIZE) {

    //we are done
    throw new SolvedException();
    
}

但这是一个坏主意。异常不是用于控制代码流 - 它们适用于completely unexpected situations。

表示已完成

相反，我们需要通过某种方式知道代码何时达到“完成”条件。在经典递归中，这是通过返回一些东西来执行的。我们只想知道它是否完成，bool 处理得很好：

// Type changed to bool, removed throws:

public static bool solve(Field f, int i, int j) {

    System.out.print(f+"\n");

    if ( j >= Field.SIZE) {

        //we are done (return true now!)
        return true;

    } 

    if (f.isEmpty(i, j)) {
        
        for (int val = 1; val <=9; val++) {
            
            if (f.tryValue(val, i, j)){

                if (j>=Field.SIZE-1){
                    
                    if( solve (f, i+1, 0) ){
                        // This halts the loop here:
                        return true;
                    }

                    f.clear(i, j);
                    
                } else {
                    
                    if( solve(f,i,j+1) ){
                        // This halts the loop here:
                        return true;
                    }

                    f.clear(i, j);

                }

            }
        }
        
    } else if (j>=Field.SIZE-1) {
        
        // (Side note: This one is tail recursion)
        return solve(f,i+1,0);
        
    }
    
    // (Side note: This one is tail recursion)
    return solve(f,i,j+1);

}

在被调用者中，你也有这个：

try {
  solve(field, 0, 0);
} 
catch (SolvedException e) { }

你也想换掉：

if( solve(field, 0, 0) ){

    // It was solved!
    
}

改为返回 void

您提到您仍想返回void。好的，所以，我们需要在其他地方跟踪“完成”状态 - 例如在我们称之为SudokuSolver的某个对象内部：

public class SudokuSolver{
    
    /* Set true when the solve is done */
    public bool done;
    
}

使用它会使代码看起来更像这样：

// Type changed to void, added our solver arg:

public static void solve(Field f, int i, int j, SudokuSolver solver) {
    
    System.out.print(f+"\n");

    if ( j >= Field.SIZE) {

        //we are done (return true now!)
        solver.done=true;
        return;
        
    } 
    
    if (f.isEmpty(i, j)) {
        
        for (int val = 1; val <=9; val++) {
            
            if (f.tryValue(val, i, j)){

                if (j>=Field.SIZE-1){
                    
                    solve (f, i+1, 0, solver);
                    
                    if ( solver.done ) {
                        
                        // This halts the loop here:
                        return;
                    }

                    f.clear(i, j);
                    
                } else {
                    
                    solve(f,i,j+1, solver);
                    
                    if ( solver.done ) {
                        
                        // This halts the loop here:
                        return;
                    }

                    f.clear(i, j);

                }

            }
        }
        
    } else if (j>=Field.SIZE-1) {
        
        solve(f,i+1,0, solver);
        
    } else {
        
        solve(f,i,j+1, solver);
        
    }
    
}

调用站点现在看起来像这样：

SudokuSolver solver=new SudokuSolver();

solve(field, 0, 0, solver);

if ( solver.done ) {
    // It was solved!
}

【讨论】：

@Mercy 这更有可能是因为实际的算法并没有按照你的意愿去做 - 这个答案只关注停止循环:)
@Mercy 我又做了一些修改 - 请参阅底部的部分（throws new .. 也应该是 throw new，但请避免使用它如答案中所述）。
@Mercy 你用它来学习 Java 吗？在这种情况下，更有理由避免使用糟糕的技术:)
@Mercy 我添加了一种技术，它仍然返回 void - 因为它是为了学校，所以不要使用异常:)
@Mercy Java 类必须始终放在它们自己的文件中，所以可能是这样 - 我还没有测试过（我没有你的 Field 类，所以我不能） ;它更多地只是对常用技术的演示:)