java – 使用多线程的Sudoku解算器

内容导读

互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了java – 使用多线程的Sudoku解算器，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含3990字，纯文字阅读大概需要6分钟。

内容图文

我已经使用回溯实现了一个数独求解器,但我遇到了性能问题,主要问题是isAvailable()函数检查该数字是否对当前位置有效.不使用线程的执行时间需要61ms：

protected boolean flag;

public boolean isAvailable(int sudoku[][], int row, int col, int num){
    flag = true;

    int rowStart = (row / 3) * 3;
    int colStart = (col / 3) * 3;

    for (int i = 0; i < 9; ++i) {
        if (sudoku[row][i] == num) {
            flag = false;
        }
    }

    for (int i = 0; i < 9; ++i) {
        if (sudoku[i][col] == num) {
            flag = false;
        }
    }

    for (int i = rowStart; i < (rowStart + 3); ++i) {
        for (int j = colStart; j < (colStart + 3); ++j) {
            if (sudoku[i][j] == num)
                flag = false;
        }
    }

    return flag;
}

结果：

Answer found
Time elapsed = 61.63ms
8 1 2 7 5 3 6 4 9 
9 4 3 6 8 2 1 7 5 
6 7 5 4 9 1 2 8 3 
1 5 4 2 3 7 8 9 6 
3 6 9 8 4 5 7 2 1 
2 8 7 1 6 9 5 3 4 
5 2 1 9 7 4 3 6 8 
4 3 8 5 2 6 9 1 7 
7 9 6 3 1 8 4 5 2 

但是,如果我使用不同的线程,一个用于检查另一个用于检查列,另一个用于检查列,我希望执行时间更短,但需要大约312秒

protected boolean flag;

public boolean isAvailable(int sudoku[][], int row, int col, int num) throws InterruptedException {
    flag = true;

    int rowStart = (row / 3) * 3;
    int colStart = (col / 3) * 3;

    Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 9; ++i) {
                if (sudoku[row][i] == num) {
                    flag = false;
                }
            }
        }

    });
    t1.start();

    Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 9; ++i) {
                if (sudoku[i][col] == num) {
                    flag = false;
                }
            }
        }

    });
    t2.start();


    Thread t3 = new Thread(new Runnable() {
        public void run() {
            for (int i = rowStart; i < (rowStart + 3); ++i) {
                for (int j = colStart; j < (colStart + 3); ++j) {
                    if (sudoku[i][j] == num)
                        flag = false;
                }
            }
        }
    });
    t3.start();

    t1.join();
    t2.join();
    t3.join();

    return flag;
}

结果：

Answer found
Time elapsed = 312514.63ms
8 1 2 7 5 3 6 4 9 
9 4 3 6 8 2 1 7 5 
6 7 5 4 9 1 2 8 3 
1 5 4 2 3 7 8 9 6 
3 6 9 8 4 5 7 2 1 
2 8 7 1 6 9 5 3 4 
5 2 1 9 7 4 3 6 8 
4 3 8 5 2 6 9 1 7 
7 9 6 3 1 8 4 5 2 

如果您需要我的完整代码：

import java.text.DecimalFormat;

public class Main {

    public static void main(String[] args){

          int sudoku[][] = {{8, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
                            {0, 0, 3, 6, 0, 0, 0, 0, 0},
                            {0, 7, 0, 0, 9, 0, 2, 0, 0},
                            {0, 5, 0, 0, 0, 7, 0, 0, 0},
                            {0, 0, 0, 0, 4, 5, 7, 0, 0},
                            {0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 3, 0},
                            {0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 6, 8},
                            {0, 0, 8, 5, 0, 0, 0, 1, 0},
                            {0, 9, 0, 0, 0, 0, 4, 0, 0}};

        Main m = new Main();
        long starttime = System.nanoTime();
        boolean k = m.fillsudoku(sudoku, 0, 0);
        long endtime = System.nanoTime();

        DecimalFormat df = new DecimalFormat("#.##");

        if (k) {
            System.out.println("Answer found");
            System.out.println("Time elapsed = " + df.format((double) (endtime - starttime) / 1000000) + "ms");
            for (int i = 0; i < 9; i++) {
                for (int j = 0; j < 9; j++) {
                    System.out.print(sudoku[i][j] + " ");
                }
                System.out.println();
            }
        } else {
            System.out.println("Not found");
        }
    }

    public boolean fillsudoku(int sudoku[][], int row, int col){
        if(row < 9){
            if(sudoku[row][col] != 0){
                if(col < 8){
                    return fillsudoku(sudoku, row, col+1);
                }
                else if(row < 8){
                    return fillsudoku(sudoku, row+1, 0);
                }
                return true;
            }
            else{
                for(int i=1;i<=9;i++){
                    if(isAvailable(sudoku, row, col, i)){        // <- checking function
                        sudoku[row][col] = i;
                        if(col == 8){
                            if(fillsudoku(sudoku, row+1, 0)){
                                return true;
                            }
                        }
                        else{
                            if(fillsudoku(sudoku, row, col+1)){
                                return true;
                            }
                        }
                        sudoku[row][col] = 0;
                    }
                }
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
    protected boolean flag;

    public boolean isAvailable(int sudoku[][], int row, int col, int num){
    ........
    ........
    }
}

我如何使用线程,任何建议来提高性能,我是否正确思考.

解决方法:

不幸的是,你不会从多线程中获得任何好处.
每次方法调用创建3个线程比连续运行3个简单循环更昂贵.
实际上,27个检查和重新分配迭代不值得并行化.

说到改进,我们可以通过使用ExecutorService的线程池重写该方法.我试了一下,结果如下：

54.25ms     // your plain version
65397.06ms  // your multithreading version
5500.82ms   // ExecutorService version

我简单地将Thread变量转换为Runnable变量,将它们传递给ExecutorService#submit并调用Future#get：

Runnable r1 = () -> { ... };
// other Runnables

final Future<?> f1 = executorService.submit(r1);
// other Futures

try {
    f1.get();
    // other gets
} catch (ExecutionException e) { ... }

内容总结

以上是互联网集市为您收集整理的java – 使用多线程的Sudoku解算器全部内容，希望文章能够帮你解决java – 使用多线程的Sudoku解算器所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。

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