最近这段时间《最强大脑》又开播了
但是怎么却少了经典的数字华容道游戏
心血来潮，想着手写一个解数字华容道游戏的程序
但是想解题得先有个题，就先实现了一个数字华容道
基本思路
使用一维数组表示数字华容道的游戏内容 根据用户的输入值m，
随机生成一个大小为m*m大小的一维数组
一维数组内容的大小为0到m-1，
其中0代表空格 考虑到随机生成的数组内容可能存在无解的情况 我是先生成了一个有序的数组，
0在最后一位 然后随机移动300次，
并保证生成的一维数组不是有序的 用户通过输入某个数字x，
移动x和0之间的数字 并将0数字放到x的位置 每次移动数字后，
都检查一遍是否已经完成 直到完成数字华容道
话不多说上代码
代码实现
你看，良好的代码注释
/**
* 数字华容道
*
* @author daijiyong
*/
public class Klotski {
/**
* 数字华容道的大小
*/
private Integer size;
/**
* 使用一维数组表示数字华容道
*/
private int[] klotski;
/**
* key:数字
* value：数字对应的索引
*/
Map<Integer, Integer> numberIndex = new HashMap<>();
/**
* key:数字
* value：数字对应坐标位置
*/
Map<Integer, int[]> numberCoordinate = new HashMap<>();
public Klotski() {
}
public Klotski(Integer size) {
this.size = size;
init();
}
/**
* 初始化数字华容道
* 在排序好的数字华容道的基础上随机移动300次
* 保证生成的华容道是有解的
*/
public void init() {
int totalSize = (int) Math.pow(size, 2);
klotski = new int[totalSize];
//初始化成员属性
for (int i = 1; i < totalSize; i++) {
klotski[i - 1] = i;
numberIndex.put(i, i - 1);
numberCoordinate.put(i, getCoordinate(i));
}
numberIndex.put(0, totalSize - 1);
numberCoordinate.put(0, getCoordinate(0));
/*
* 初始化随机移动300次
* 并保证生成的数字华容道不是已排序好的
*/
while (check()) {
for (int i = 0; i < 300; i++) {
Random random = new Random();
move(random.nextInt((int) Math.pow(size, 2)));
}
}
}
/**
* 移动某一个数字
*
* @param number 数字
* @return 是否移动成功
*/
public Boolean move(Integer number) {
/*
*如果要移动的数字是0，即空格，则返回失败
*/
if (number == 0) {
return false;
}
int[] zeroCoordinate = numberCoordinate.get(0);
int[] currentCoordinate = numberCoordinate.get(number);
/*
* 如果输入的数字，不在数字华容道的范围内，则返回失败
*/
if (zeroCoordinate == null || currentCoordinate == null) {
return false;
}
if (zeroCoordinate[0] != currentCoordinate[0] && zeroCoordinate[1] != currentCoordinate[1]) {
return false;
}
/*
* 点击的数字并不在0即空格的旁边
* 则移动点击数字到空格之间的所有数字
* 如果点击数字跟空格不在同一个横轴或纵轴上，则移动失败
*/
if (zeroCoordinate[0] == currentCoordinate[0]) {
if (zeroCoordinate[1] > currentCoordinate[1]) {
for (int i = zeroCoordinate[1] - 1; i >= currentCoordinate[1]; i--) {
int moveNumber = klotski[coordinate2Index(new int[]{zeroCoordinate[0], i})];
move(0, moveNumber);
}
}
if (zeroCoordinate[1] < currentCoordinate[1]) {
for (int i = zeroCoordinate[1] + 1; i <= currentCoordinate[1]; i++) {
int moveNumber = klotski[coordinate2Index(new int[]{zeroCoordinate[0], i})];
move(0, moveNumber);
}
}
}
if (zeroCoordinate[1] == currentCoordinate[1]) {
if (zeroCoordinate[0] > currentCoordinate[0]) {
for (int i = zeroCoordinate[0] - 1; i >= currentCoordinate[0]; i--) {
int moveNumber = klotski[coordinate2Index(new int[]{i, zeroCoordinate[1]})];
move(0, moveNumber);
}
}
if (zeroCoordinate[0] < currentCoordinate[0]) {
for (int i = zeroCoordinate[0] + 1; i <= currentCoordinate[0]; i++) {
int moveNumber = klotski[coordinate2Index(new int[]{i, zeroCoordinate[1]})];
move(0, moveNumber);
}
}
}
return true;
}
/**
* 移动交互某两个相邻数字的位置
*
* @param number1 数字1 在这里就是0
* @param number2 数字2 根0相邻的一个数字（上下左右）
*/
private void move(Integer number1, Integer number2) {
int indexNumber1 = numberIndex.get(number1);
int indexNumber2 = numberIndex.get(number2);
klotski[indexNumber1] = number2;
klotski[indexNumber2] = number1;
numberIndex.put(number1, indexNumber2);
numberIndex.put(number2, indexNumber1);
numberCoordinate.put(number1, getCoordinate(number1));
numberCoordinate.put(number2, getCoordinate(number2));
}
/**
* 将坐标数据转变为在数组中的索引下标
*
* @param coordinate 在二维数组中的坐标位置
* @return 在一维数组中的索引值
*/
private Integer coordinate2Index(int[] coordinate) {
return (coordinate[0] - 1) * size + coordinate[1] - 1;
}
/**
* 获取某个数字的坐标，
*
* @param number 数字
* @return 数字所在的位置表座
*/
private int[] getCoordinate(Integer number) {
int[] coordinate = new int[2];
int index = numberIndex.get(number);
coordinate[0] = (index / size) + 1;
coordinate[1] = index % size + 1;
return coordinate;
}
/**
* 检查华容道是否已经完成
*
* @return 已完成或未完成
*/
public Boolean check() {
for (int i = 1; i < klotski.length; i++) {
if (i != klotski[i - 1]) {
return false;
}
}
return true;
}
/**
* 打印华融的题面
* @param str 提示语
*/
public void println(String str) {
for (int i = 0; i < klotski.length; i++) {
if (i % size == 0) {
System.out.println();
}
System.out.print(klotski[i] + "\t");
}
System.out.println();
System.out.println(str);
System.out.println("---------------");
}
public void setKlotski(int[] klotski) {
this.klotski = klotski;
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println("请输入一个大于等于3的数字，用于初始化数字华容道游戏");
Scanner input = new Scanner(System.in);
int size = input.nextInt();
Klotski klotski = new Klotski(size);
klotski.println("请开始你的表演");
while (!klotski.check()) {
int num = input.nextInt();
klotski.move(num);
if (klotski.check()) {
klotski.println("恭喜你已逃出数字华容道");
break;
} else {
klotski.println("还没完，请继续你的表演");
}
}
}
}
效果图
image
image
你看，这么轻松就做出来了 你来试试下边这道题吧
image
文/戴先生@2020年6月7日
---end---
网友评论