StackruError в программе Magic Square для проверки, является ли квадрат магическим

Question

Думаю, я подойду к сути: мой учитель информатики дал нам задание, в котором он хотел, чтобы мы создали программу, которая генерирует магический квадрат 3 на 3 (это означает, что все строки, столбцы и диагонали квадрата должны равняться 15).). Он хотел, чтобы мы использовали обычный массив (массив с одним измерением, а не с двумя) и имели как минимум две функции - одну рекурсивную и генерирующую или перемешивающую квадрат, а другую просто проверяющую, является ли квадрат магическим. Программа должна вернуть и распечатать магический квадрат, и пользовательский ввод не требуется.

Вот мой код (я ставлю это первым, так как проблему, которую я испытываю, легче объяснить, если она будет размещена первой; для конкретных вопросов перейдите к концу):

public class MagicSquare {
    public static void main(String[] args) {
        // main stub, get user input here
        int[] square = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
        //int[] test = {2, 7, 6, 9, 5, 1, 4, 3, 8};

        //printMagicSquare(test);

        shuffleSquare(square, 0);       
        printMagicSquare(square);
    }

    public static int[] shuffleSquare(int[] square, int count) {
        // shuffles array
        Random randGen = new Random();

        if(count >= square.length-1) {
            return square;
        }
        else {
            int index = randGen.nextInt(square.length - 1) + 0;
            int temp = square[count];
            square[count] = square[index];
            square[index] = temp;

            shuffleSquare(square, count + 1);
        }
        return square;
    }

    public static boolean checkIfMagic(int[] square) {
        // returns true or false for whether or not inputted array is a magic square
        int MAGICNUM = 15;

        int row1 = square[0] + square[1] + square[2];
        //System.out.println(square[0] + " " + square[1] + " " + square[2]);
        int row2 = square[3] + square[4] + square[5];
        //System.out.println(square[3] + " " + square[4] + " " + square[5]);
        int row3 = square[6] + square[7] + square[8];
        //System.out.println(square[6] + " " + square[7] + " " + square[8] + "\n");

        int col1 = square[0] + square[3] + square[6];
        int col2 = square[1] + square[4] + square[7];
        int col3 = square[2] + square[5] + square[8];

        int diag1 = square[0] + square[4] + square[8];
        int diag2 = square[2] + square[4] + square[6];

        if(row1 == MAGICNUM && row2 == MAGICNUM && row3 == MAGICNUM && col1 == MAGICNUM && col2 == MAGICNUM && col3 == MAGICNUM && diag1 == MAGICNUM && diag2 == MAGICNUM) {
            return true;
        }
        else {
            return false;
        }
    }

    public static void printMagicSquare(int[] square) {
        // prints out magic square
        boolean isMagic = checkIfMagic(square);
        // check if square is magic (if it is, print it, if not then re-shuffle it and re-check it)
        if(isMagic == true) {
            System.out.println("Magic Square: ");
            for(int count = 0; count < square.length; count ++) {
                if(count == 3 || count == 6) {
                    System.out.println();
                    System.out.print(square[count] + " ");
                }
                else {
                    System.out.print(square[count] + " ");
                }
            }
            System.out.println("\n");
        }
        else {
            shuffleSquare(square, 0);
            printMagicSquare(square);
        }
    }
}

Итак, проблема у меня в том, что программа перестает перетасовывать квадрат через определенное количество раз. Функции shuffleSquare и checkIfMagic работают, он просто выдает stackOverflowError после повторной перестановки n раз. Я проверил, будет ли это делать, если я уберу некоторые ограничения в функции checkIfMagic (например, я пытался if(row1 == MAGICNUM && row2 == MAGICNUM && row3 == MAGICNUM)) и это не так. Вместо этого он вывел то, что должен иметь: квадрат, где суммы строк были равны 15. Он начал показывать stackOverflowError, когда код был if(row1 == MAGICNUM && row2 == MAGICNUM && row3 == MAGICNUM && col1 == MAGICNUM && col2 == MAGICNUM && col3 == MAGICNUM), Однако, поскольку квадрат должен быть магическим (опять же, имея сумму всех строк, столбцов и диагоналей, равную одному значению), я не могу использовать это.

Я предполагаю, что мои основные вопросы - как мне исправить эту ошибку, чтобы она вместо этого продолжала перетасовываться, пока не вернется магический квадрат, и если есть лучшее место или способ перестановить квадрат, пока он не станет магическим.

Answer 1

Попробуй это:

public class MagicSquare {
    public static void main(String[] args) {
        // main stub, get user input here
        int[] square = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
        printMagicSquare(square);
    }
    static Random randGen = new Random();
    public static void shuffleSquare(int[] square, int i) {
        if (i > 0) {
            int index = randGen.nextInt(i);
            int temp = square[index];
            square[index] = square[i];
            square[i] = temp;
            shuffleSquare(square, i - 1);
        }
    }

    public static boolean checkIfMagic(int[] square) {
        // returns true or false for whether or not inputted array is a magic square
        int MAGICNUM = 15;

        int row1 = square[0] + square[1] + square[2];
        //System.out.println(square[0] + " " + square[1] + " " + square[2]);
        int row2 = square[3] + square[4] + square[5];
        //System.out.println(square[3] + " " + square[4] + " " + square[5]);
        int row3 = square[6] + square[7] + square[8];
        //System.out.println(square[6] + " " + square[7] + " " + square[8] + "\n");

        int col1 = square[0] + square[3] + square[6];
        int col2 = square[1] + square[4] + square[7];
        int col3 = square[2] + square[5] + square[8];

        int diag1 = square[0] + square[4] + square[8];
        int diag2 = square[2] + square[4] + square[6];

        if(row1 == MAGICNUM && row2 == MAGICNUM && row3 == MAGICNUM && col1 == MAGICNUM && col2 == MAGICNUM && col3 == MAGICNUM && diag1 == MAGICNUM && diag2 == MAGICNUM) {
            return true;
        }
        else {
            return false;
        }
    }

    public static void printMagicSquare(int[] square) {
        while (!checkIfMagic(square)){
            shuffleSquare(square, square.length - 1);
        }

        System.out.println("Magic Square: ");
        for(int count = 0; count < square.length; count ++) {
            if(count == 3 || count == 6) {
                System.out.println();
                System.out.print(square[count] + " ");
            }
            else {
                System.out.print(square[count] + " ");
            }
        }
        System.out.println("\n");
    }
}

Память стека локальных переменных освобождается только после того, как переменные выходят из области видимости. Когда вы вызываете printMagicSquare внутри printMagicSquare. Параметр вызывающей стороны все еще находится в области видимости, поэтому память не освобождается. Среда выполнения создает новые стековые фреймы над старыми для хранения локальных переменных и параметров вызываемой стороны. И это повторяется до тех пор, пока один printMagicSquare не найдет ответ или когда мы исчерпаем память стека. Поскольку shuffleSquare не работает, есть только один путь.

    while (!checkIfMagic(square)){
        shuffleSquare(square, square.length - 1);
    }

Этот не делает никаких рекурсивных вызовов, он сохраняет стабильность вершины стека, даже если он работает вечно.