Manual Técnico. Sudoku. Disciplina de. Programação Lógica e Funcional. Rui Madeira. Gustavo Graça Patrício Nº Turma A - Diurno

Transcrição

1 Disciplina de Programação Lógica e Funcional Curso de Engenharia Informática Industrial Ano Lectivo de 2005/2006 Manual Técnico Sudoku Trabalho Executado por: Gustavo Graça Patrício Nº Turma A - Diurno Trabalho Orientado por: Rui Madeira Trabalho entregue em: 9/01/2006

2 1. ÍNDICE 1. ÍNIDICE APRESENTAÇÃO DA APLICAÇÃO OPÇÕES TOMADAS PREDICADOS IMPORTANTES CONCLUSÃO... 9 Projecto da Disciplina de Programação Lógica e Funcional 2

3 2. APRESENTAÇÃO DA APLICAÇÃO De acordo com o enunciado do projecto foi criado jogo Sudoku em Prolog. Este jogo possui diversas opções/funcionalidades, mais concretamente, a resolução total, assistência na resolução, visualização e introdução de Sudoku s. Todas estas funcionalidades foram implementadas pelo grupo de trabalho. Projecto da Disciplina de Programação Lógica e Funcional 3

4 3. OPÇÕES TOMADAS Foi tomada desde o início a decisão da separação do programa em dois ficheiros de dados: um para a parte de interface com o utilizador, input/output de ficheiros (start4757.pl); e um outro (sudoku4757.pl) para a parte do código desenvolvido para a resolução deste jogo. Foi tomada ainda a decisão de guardar a informação referente as Grelhas de Sudoku disponíveis para resolução/assistência num ficheiro de dados (grelhas.pl) e de guardar as soluções das respectivas Grelhas, quando encontradas, num outro ficheiro de dados (solucoes.pl). Projecto da Disciplina de Programação Lógica e Funcional 4

5 4. PREDICADOS IMPORTANTES De entre todos os predicados desenvolvidos existem uns, que devido a sua complexidade ou importância, merecem mais a nossa atenção. Começando pelo predicado sudoku. Este predicado é o núcleo da resolução das grelhas de Sudoku. Ele recebe como argumento uma grelha de Sudoku por resolver e retorna a sua solução. Este predicado destaca-se num ponto especifico que é o tempo, quanto mais complexo for o quadro dado (entenda-se mais complexo com sendo uma grelha de Sudoku com maior grau de dificuldade que é conseguido através da diminuição do número de casas já preenchidas, por ex.). Note-se que a solução é calculada com o recurso a regra do jogo Sudoku, nomeadamente: completar a grelha de modo a que cada linha, cada coluna e cada bloco incluam os números de 1 a 9, sem repetições. %recebe um sudoku e retorna a sua solucao sudoku(l) :- grelhas(l,lg),colunas(l,lc), [L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8,L9] = L, [C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7,C8,C9] = LC, [G1,G2,G3,G4,G5,G6,G7,G8,G9] = LG, enchelinha(l1,lf1),enchelinha(c1,cf1),enchelinha(g1,gf1), enchelinha(l2,lf2),enchelinha(c2,cf2),enchelinha(g2,gf2), enchelinha(l3,lf3),enchelinha(c3,cf3),enchelinha(g3,gf3), enchelinha(l4,lf4),enchelinha(c4,cf4),enchelinha(g4,gf4), enchelinha(l5,lf5),enchelinha(c5,cf5),enchelinha(g5,gf5), enchelinha(l6,lf6),enchelinha(c6,cf6),enchelinha(g6,gf6), enchelinha(l7,lf7),enchelinha(c7,cf7),enchelinha(g7,gf7), enchelinha(l8,lf8),enchelinha(c8,cf8),enchelinha(g8,gf8), enchelinha(l9,lf9),enchelinha(c9,cf9),enchelinha(g9,gf9), LF = [LF1,LF2,LF3,LF4,LF5,LF6,LF7,LF8,LF9], grelhas(lf,lgf),colunas(lf,lcf), [CF1,CF2,CF3,CF4,CF5,CF6,CF7,CF8,CF9] = LCF, [GF1,GF2,GF3,GF4,GF5,GF6,GF7,GF8,GF9] = LGF, todos_diff(lf1),todos_diff(cf1),todos_diff(gf1), todos_diff(lf2),todos_diff(cf2),todos_diff(gf2), todos_diff(lf3),todos_diff(cf3),todos_diff(gf3), todos_diff(lf4),todos_diff(cf4),todos_diff(gf4), todos_diff(lf5),todos_diff(cf5),todos_diff(gf5), todos_diff(lf6),todos_diff(cf6),todos_diff(gf6), todos_diff(lf7),todos_diff(cf7),todos_diff(gf7), todos_diff(lf8),todos_diff(cf8),todos_diff(gf8), todos_diff(lf9),todos_diff(cf9),todos_diff(gf9), L = [LF1,LF2,LF3,LF4,LF5,LF6,LF7,LF8,LF9]. Projecto da Disciplina de Programação Lógica e Funcional 5

6 Os predicados grelhas e colunas possuem algum grau de complexidade e ambos tem um funcionamento/objectivo bastante similar. Têm o objectivo da construção de uma lista de grelhas, no caso do predicado grelhas, e de colunas, no caso do colunas. %constroi grelhas grelhas([l1,l2,l3,l4,l5,l6,l7,l8,l9],lf) :- grelhasaux(l1,l2,l3,1,2,3,g1), grelhasaux(l1,l2,l3,4,5,6,g2), grelhasaux(l1,l2,l3,7,8,9,g3), grelhasaux(l4,l5,l6,1,2,3,g4), grelhasaux(l4,l5,l6,4,5,6,g5), grelhasaux(l4,l5,l6,7,8,9,g6), grelhasaux(l7,l8,l9,1,2,3,g7), grelhasaux(l7,l8,l9,4,5,6,g8), grelhasaux(l7,l8,l9,7,8,9,g9), LF = [G1,G2,G3,G4,G5,G6,G7,G8,G9]. %predicado auxiliar de grelhas grelhasaux(la,lb,lc,x,y,z,lf) :- elem(la,x,x1),elem(la,y,x2),elem(la,z,x3), elem(lb,x,x4),elem(lb,y,x5),elem(lb,z,x6), elem(lc,x,x7),elem(lc,y,x8),elem(lc,z,x9), LF = [X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7,X8,X9]. %constroi colunas colunas(l,lf) :- colunaaux(l,1,c1),colunaaux(l,2,c2),colunaaux(l,3,c3), colunaaux(l,4,c4),colunaaux(l,5,c5),colunaaux(l,6,c6), colunaaux(l,7,c7),colunaaux(l,8,c8),colunaaux(l,9,c9), LF = [C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7,C8,C9]. %dado um conjunto de listas e uma possicao e retornado uma lista com os %elementos na dada possicao de todas as listas colunaaux([l1,l2,l3,l4,l5,l6,l7,l8,l9],x,lf) :- elem(l1,x,x1),elem(l2,x,x2),elem(l3,x,x3), elem(l4,x,x4),elem(l5,x,x5),elem(l6,x,x6), elem(l7,x,x7),elem(l8,x,x8),elem(l9,x,x9), LF = [X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7,X8,X9]. Projecto da Disciplina de Programação Lógica e Funcional 6

7 O predicado ajuda diz respeito à assistência ao utilizador na resolução de um Sudoku. Este predicado recebe como argumentos a grelha de Sudoku e dois valores, X e Y, que indicam, respectivamente, a coluna e linha previamente introduzidas pelo utilizador, dando assim a indicação de qual a posição/célula do tabuleiro a que pretende assistência. Consoante estes três argumentos devolve-nos uma lista ordenada com todas as possibilidades para aquela posição/célula da grelha de Sudoku. Note-se que esta lista de possibilidades também é calculada com o recurso a regra do jogo Sudoku. %Dado uma linha, uma coluna e um sudoku e devolvido as possibilidades %para o preenchimento dessa posicao. ajuda(x,y,l,res) :- ajuday(y,l,lf), colunas(l,lc), ajudax(x,lc,cf), grelhas(l,lg), ajudag(x,y,lg,gf), removeelementos(cf,lf,l1),conc(cf,l1,l2), removeelementos(l2,gf,l3),conc(l2,l3,l4), ordenar(l4,res). %predicado auxiliar do 'ajuda' ajuday(y,[l1,l2,l3,l4,l5,l6,l7,l8,l9],lf) :- Y =:= 1,!,removeTodos(L1,[1,2,3,4,5,6,7,8,9],LF); Y =:= 2,!,removeTodos(L2,[1,2,3,4,5,6,7,8,9],LF); Y =:= 3,!,removeTodos(L3,[1,2,3,4,5,6,7,8,9],LF); Y =:= 4,!,removeTodos(L4,[1,2,3,4,5,6,7,8,9],LF); Y =:= 5,!,removeTodos(L5,[1,2,3,4,5,6,7,8,9],LF); Y =:= 6,!,removeTodos(L6,[1,2,3,4,5,6,7,8,9],LF); Y =:= 7,!,removeTodos(L7,[1,2,3,4,5,6,7,8,9],LF); Y =:= 8,!,removeTodos(L8,[1,2,3,4,5,6,7,8,9],LF); Y =:= 9,!,removeTodos(L9,[1,2,3,4,5,6,7,8,9],LF). %predicado auxiliar do 'ajuda' ajudax(x,[c1,c2,c3,c4,c5,c6,c7,c8,c9],cf) :- X =:= 1,!,removeTodos(C1,[1,2,3,4,5,6,7,8,9],CF); X =:= 2,!,removeTodos(C2,[1,2,3,4,5,6,7,8,9],CF); X =:= 3,!,removeTodos(C3,[1,2,3,4,5,6,7,8,9],CF); X =:= 4,!,removeTodos(C4,[1,2,3,4,5,6,7,8,9],CF); X =:= 5,!,removeTodos(C5,[1,2,3,4,5,6,7,8,9],CF); X =:= 6,!,removeTodos(C6,[1,2,3,4,5,6,7,8,9],CF); X =:= 7,!,removeTodos(C7,[1,2,3,4,5,6,7,8,9],CF); X =:= 8,!,removeTodos(C8,[1,2,3,4,5,6,7,8,9],CF); X =:= 9,!,removeTodos(C9,[1,2,3,4,5,6,7,8,9],CF). %predicado auxiliar do 'ajuda' Projecto da Disciplina de Programação Lógica e Funcional 7

8 ajudag(x,y,[g1,g2,g3,g4,g5,g6,g7,g8,g9],gf) :- Y > 0, Y < 4, X > 0, X < 4,!,removeTodos(G1,[1,2,3,4,5,6,7,8,9],GF); Y > 0, Y < 4, X > 3, X < 7,!,removeTodos(G2,[1,2,3,4,5,6,7,8,9],GF); Y > 0, Y < 4, X > 6, X < 10,!,removeTodos(G3,[1,2,3,4,5,6,7,8,9],GF); Y > 3, Y < 7, X > 0, X < 4,!,removeTodos(G4,[1,2,3,4,5,6,7,8,9],GF); Y > 3, Y < 7, X > 3, X < 7,!,removeTodos(G5,[1,2,3,4,5,6,7,8,9],GF); Y > 3, Y < 7, X > 6, X < 10,!,removeTodos(G6,[1,2,3,4,5,6,7,8,9],GF); Y > 6, Y < 10, X > 0, X < 4,!,removeTodos(G7,[1,2,3,4,5,6,7,8,9],GF); Y > 6, Y < 10, X > 3, X < 7,!,removeTodos(G8,[1,2,3,4,5,6,7,8,9],GF); Y > 6, Y < 10, X > 6, X < 10,!,removeTodos(G9,[1,2,3,4,5,6,7,8,9],GF). Projecto da Disciplina de Programação Lógica e Funcional 8

9 5. CONCLUSÃO Considero ter atingido todos os objectivos propostos pelo enunciado do projecto mas, simultaneamente, tenho a consciência de que existem algumas áreas da aplicação que poderiam ser melhoradas, alguns dos aspectos que poderiam ser alvo de melhorias são: No que diz respeito a introdução de um novo Sudoku por parte do utilizador, poderia ser melhorada a forma com é pedido os dados ao utilizador facilitando assim a tarefa ao mesmo. A interface do utilizador poderia ser melhorada através utilização de janelas e no que diz respeito ao facto de o utilizador ter de terminar de inserir dados com um ponto final. No que toca a resolução da grelha de Sudoku através do predicado sudoku, este poderia ser melhorado e optimizado com o objectivo de o problema da Complexidade vs. Tempo. Quanto ao predicado ajuda, o mesmo também poderia ser melhorado no sentido em que ele nos dá a lista de possibilidades para a posição/célula esteja ela preenchida ou não. Todos estes pontos acima descritos poderiam ter sido desenvolvidos mais um pouco de tempo não a excepção do ponto 2 e, nomeadamente, a utilização de janelas, visto não ter conhecimento para tal. Projecto da Disciplina de Programação Lógica e Funcional 9