python数値の求め方

Question

皆様からのご指摘ありがとうございます。
ルールを明確に伝えられてなくて、本当にすいません････。
ルールがわからなければ、回答できない。･･･おっしゃるとおりだと思います。

『ルール』
・縦の合計が、必ず34
・数字が重複することはありません。
1～16の数字が必ず1個入ります。
・入力データの数字はランダムで形成されます。
・入力データには、0が必ず2個形成されます　※0が形成される場所もランダムです
横もしくは縦に続けて0が配置される可能性もございます。
・縦に0が2個入る場合は、出力する数字はどちらでもかまいません。
下記の場合、1　2　3　4　でも、1　2　11　4でも正となります。

『ケース3.入力データ』
8　 7　 6　 5
1　 2　 0　 4
16 15　14　13
9　10　 0　12

『３．出力結果　パターン1』
8　 7　 6　 5
1　 2　 3　 4
16 15　14　13
9　10　11　12

『３．出力結果　パターン2』
8　 7　 6　 5
1　 2　11　 4
16 15　14　13
9　10　 3　12

Comments

[hayataka2049]

入力の内容に関わらず常に同じ出力を出せば良いようにも解釈できますが、そういう訳ではありませんか？

[fuzzball]

アルゴリズムの質問ならアルゴリズムのタグだけでいいと思います。 https://teratail.com/tags/%E3%82%A2%E3%83%AB%E3%82%B4%E3%83%AA%E3%82%BA%E3%83%A0

[fuzzball]

出力に0が残ってもいいのでしょうか？

[hayataka2049]

縦の列に出現する0の回数は1以下ですか？

[zeitaku_fire]

ご連絡ありがとうございます。出力する際には、0を適切な値に修正し出さなければいけないため、0は残ってはいけません。私の考えていることは、入力データをリストとして取り出し、リストの値（0の部分）を修正して、出力したいと考えております。プログラミングの勉強を始めたばかりで、拙いご質問となってしまい、申しわけございません。

[fuzzball]

ケース3の場合に複数の解がありますが、出力はいずれか一つでかまわないのでしょうか？

[zeitaku_fire]

ご回答ありがとうございます。縦の列に0の回数が2というケースもありますが、回答頂きました、「zipでlistを転置する方法」参考にさせて頂きます！

[hayataka2049]

たとえばケース3では3,11で埋めることを意図しているのでしょうが、これが7,7とかでも構いませんか？

[zeitaku_fire]

fuzzballさま、ご認識のとおりです。「1　2　11　4」もしくは、「1　2　3　4」のどちらであってもかまいません。

[R.Shigemori]

たいしたことではありませんが、ケース3はもうひとつくらいルールがないと答えが無数に存在してしまいます。例示は3,11ですが11,3でもよく、7,7や10,4でもルールに沿っています

[zeitaku_fire]

hayatakaさま、条件を明確に伝えておらず申し訳ございません。ご認識のとおり、3、１１である必要がございます。

[hayataka2049]

「7,7でも別に良い」って認識だったんだけどな・・・3,11である必要があるなら、R.Shigemoriさんの仰る通り他にルールが必要なので、明文化してください。どんなルールなのか見当がつかない（というかいろいろ考えられる）ので、方針が示せません

[fuzzball]

ようするに、1〜16の数字が一つずつあるってことかな‥。

[zeitaku_fire]

皆様ご指摘ありがとうございます。　質問本文を一新させました。

Answer 1

縦の合計が、必ず34
・数字が重複することはありません。
1～16の数字が必ず1個入ります。
・入力データには、0が必ず2個形成されます　※0が形成される場所もランダムです

より、入力データから、２つの値が０になってしまった と考えます。
そこで、その数値と位置を特定します。
あとはその２つの数値を０の代わりに埋めてみて、縦計が34であるほうを採用すればよいです。
２つの数値しかないので探索パターンは２×１＝２回でよいです。
ちなみに、仮に３個が０になった場合なら３×２×１＝６回になります。

import numpy as np
import itertools

"""
条件を満たす行列を生成。テストデータ作成用
for one in itertools.permutations(range(1,17)):
    a = np.array(one).reshape(4,4)
    if all(a.sum( axis=0) == 34):
        print(a)
"""

# 15と14が0に置き換わったデータ例
l =[[ 1, 2, 3, 4],
    [ 8, 7, 6, 5],
    [ 9,10,11,12],
    [16, 0, 0,13]]

# 8と9が0に置き換わったデータ例
l = [[ 1, 2, 3, 4],
     [ 5, 0,10,11],
     [16,15,14,13],
     [12, 0, 7, 6]]

# 8,12,14,15が0に置き換わったデータ例
l =[[ 1, 2, 3, 4],
    [ 0, 7, 6, 5],
    [ 9,10,11, 0],
    [16, 0, 0,13]]

a = np.array(l)
print(a)

# 0になった値を特定
s = set(range(1,17)) - set(a.flatten())
print(s) # {8,9}

# 0の位置を特定
ps = np.where( a == 0)
print(ps) # (array([1, 3], dtype=int64), array([1, 1], dtype=int64))

# あとは 各パターンにおいて、各列計すべて34であるものを採用する
# 縦に０が並んでいれば複数のケースで条件を満たすので、最初のほうでよい。
for vals in itertools.permutations(s): # (8,9), (9,8)
    print(vals)
    # ０を数値で埋める
    tmp = a.copy()
    for i in range(len(s)):
        tmp[ps[0][i],ps[1][i]] = vals[i]

    # 条件を満たす
    if all(tmp.sum( axis=0) == 34):
        print(tmp)
        break

Comments

[zeitaku_fire]

ありがとうございます。
質問があいまいだったため、大変お手数おかけいたしました。

[can110]

問題が整理できれば、比較的素直に解ける問題かと思います。
なお、０の個数が２以外の場合も考慮して回答を修正しました。

Answer 2

ケース1とケース2、一要素ずつmax()で大きい方を残すようにするのはいかがでしょう？

ケース1
1　 2　 3　 4
8　 7　 6　 5
9　10　11　12
16  0　 0　13

ケース2
1　 2　 3　 0
8　 0　 6　 5
9　10　11　12
16 15　14　13

出力にあったっての計算
max(1, 1)　 max(2, 2) ...(あと省略)
max(8, 8)　 max(7, 0) ...(あと省略)
max(9, 9)　 max(10, 10) ...(あと省略)
max(16, 16) max(0, 15) ...(あと省略)

Answer 3

問題の定義通り、縦に加算した値を見ていくのでは駄目ですか？　

とりあえず縦に複数の0は出現しないと想定。

data = [[8,7,6,5],
        [1,0,3,4],
        [16,15,14,13],
        [9,10,0,12]]

result = []
for col in zip(*data):
    if sum(col) == 34:
        result.append(col)
    else:
        tmp = list(col)
        tmp[tmp.index(0)] = 34 - sum(col)
        result.append(tmp)

print(list(map(list, zip(*result))))
# => [[8, 7, 6, 5], [1, 2, 3, 4], [16, 15, 14, 13], [9, 10, 11, 12]]

zipでlistを転置する方法を利用しています。参考：
Python標準で転置行列

追記

作ってみました。上のコードを多少書き換えただけ。ヘンなデータが入ってきたときのことはまったく考えていません。

data1 = [[8,7,6,5],
         [1,0,3,4],
         [16,15,14,13],
         [9,10,0,12]]

data2 = [[8,7,6,5],
         [1,2,0,4],
         [16,15,14,13],
         [9,10,0,12]]

def f(data):
    result = []
    for col in zip(*data):
        if sum(col) == 34:
            result.append(col)
        else:
            if col.count(0) == 1:
                # 一列に0が1つのとき
                tmp = list(col)
                tmp[tmp.index(0)] = 34 - sum(col)
                result.append(tmp)
            else:
                # 一列に2つあるとき
                fillvals = [i for i in range(1, 17) if i not in sum(data, [])]
                result.append([fillvals.pop() if e == 0 else e for e in col])

    return list(map(list, zip(*result)))

print(f(data1))
print(f(data2))
""" =>
[[8, 7, 6, 5], [1, 2, 3, 4], [16, 15, 14, 13], [9, 10, 11, 12]]
[[8, 7, 6, 5], [1, 2, 11, 4], [16, 15, 14, 13], [9, 10, 3, 12]]
"""