经典游戏之puzzle（原创）

ntwuhui · 发表于 2016-8-21 00:56:12

本帖最后由 ntwuhui 于 2016-8-31 22:08 编辑

   拼图游戏是广受欢迎的一种智力游戏，它的变化多端，难度不一，让人百玩不厌。
   个性化的拼图，拼凑的不仅仅是一张照片，而是一个故事，一段回忆，一缕温情。每一片的单片都有它自己的位置，就像每段回忆都有它的故事，你要将它放在专属的地方，放对了就慢慢丰富起来，放错了就无法完整。
   你可以把你记忆中最深的片段，可以是你挚爱的照片，可以是你最难忘的一瞬留念，做成拼图，在思念的季节里一一拼起，把片片散落的记忆重新组合，用指尖温习甜蜜，把心湖里最美丽的涟漪荡漾开来。

为了能够在EV3上重现该游戏，游戏目标简化为将随机摆放的数字1-15通过空位移动实现数字复位，即：

   具体算法实现，请见4楼
   视频如下：

游戏名称：puzzle v1.0
实现语言：EV3G
游戏规则：
1、按确认键跳过欢迎页面
2、按上下左右移动空格，同时开始计时
3、游戏中，可以通过再次按确认键暂停计时（游戏）
4、当将15个数字按顺序从左至右并从上至下排列完成后，显示Success！
5、游戏结束时，若产生新的记录（时间或步数），更新新记录。
6、如果时间超过999秒，显示游戏失败（Game Over!）

欢迎页面，（PS：有点丑了）

按确认键开始（背后一堆计算，保证可以成功！其中Rtime、Rstep为999为初始记录，分别表示最好时间以及最少步数）

按右键（这里为简化按键，对空格进行操作）并开始计时，游戏中可随时按确认键暂停，当再次移动数字时继续计时。

经过181步后（应该有更少的步数，懒得再重完了）

向下，OK！（若当前time、step优于记录时，更新新记录）

puzzle.rar (73.47 KB, 下载次数: 286) copyright：water，2016-8-30（如需转载，请注明出处！）

贪吃蛇 · 发表于 2016-8-21 01:21:23

这个厉害

1013990743 · 发表于 2016-8-21 07:55:27

高手

ntwuhui · 发表于 2016-8-21 10:15:41

本帖最后由 ntwuhui 于 2016-8-31 00:38 编辑

puzzle v1.0设计说明：

1、界面设计：由于EV3分辨率有限，这里设计为4*4的格子。右侧time、step、Rtime、Rstep依次为时间、步数、最少时间以及最少步数。
2、交互设计：
(1) 原游戏本应移动数字（先选择某中某个数字，再移动它），为了简化操作，以及提高移动时间（本游戏有计时功能），同时为了锻炼游戏者的思维能力，改为移动空格。
(2) 游戏开始时，当按下上下左右任意键时（且对空格操作有效），即开始计时（time）并计算步数（step）。界面只显示小数点后1位，实际记录时精确到小数点后三位（毫秒），初始时，记录值均为上限值999。
(3) 游戏中，可随时按确认键暂停游戏，一旦再次移动空格，继续计时。
3、核心设计：

为确保每次可以完成任务，必须让初始随机数满足以下两个要求：
(1) 能够不重复的生成1-15以及空格位（基本要求）
(2) 初始随机数从左到右，从上到下，构成的数列中的逆序对的个数与空格所在行奇偶性应该一致（这样才能保证有解）

如：上图可视为数列11、3、4、6、8、12、7、5、9、2、13、10、15、1、14，其中相对于11来说，（11,3）（11,4）（11,6）（11,8）（11,7）（11,5）（11,9）（11,2）（11,10）（11,1）共计10个逆序对，这样上图左侧共计有10+2+2+3+4+6+3+2+2+1+2+1+2=40个逆序对，空格此时在第4行，奇偶性一致，因此有解。否则的话，最后只能得到如下情况：

因此核心算法避免这个问题即可。
问题(1)的解决比较简单，将空格视为0，这样生成0-15内的随机数即可，为了避免重复生成，每生成一个新的数，将其视为阵列（数组）hash的下标，对应的值记为true即可（已生成）。初始时hash均为false（表示所有的数均没有生成），特别的记录下14和15的位置pos14、pos15（为解决问题2做准备）
问题(2)，先根据上述穷举计算出逆序对的个数，判断当前情况是否有解，如没有，将pos14、pos15对应的14、15交换即可，这样可以高效地避免重新生成新的随机数。（PS：记录1、2的位置也可以）
4、主程序界面如下：

其中几个自定义模块如下：
Init：用于欢迎页面以及初始页面的显示（从记录文件中读取记录）
InitPuzzle：核心算法，用于生成随机数和保证有解
Timer：用于计时，可随时被暂停（确认键）
Move：用于移动空格，并更新数字阵列以及更新显示
Check：检查是否成功或者失败（超过999秒）
UpdateRecord：用于更新记录，（这里采用将文件方式记录最好时间及步数）

zhh88321 · 发表于 2016-8-21 11:19:33

高手啊，好想把EV3做起来玩这个。

韦爵爷 · 发表于 2016-8-21 14:16:09

丘名山岳岳 · 发表于 2016-8-21 23:31:48

太强悍了

东吴小将 · 发表于 2016-8-22 07:49:05

看上去高大上

ADcb · 发表于 2016-8-29 11:05:05

楼主，请问这种游戏有无解的可能吗？

ntwuhui · 发表于 2016-8-29 16:55:32

本帖最后由 ntwuhui 于 2016-8-31 00:40 编辑

ADcb 发表于 2016-8-29 11:05
楼主，请问这种游戏有无解的可能吗？

如果随便生成几个数的话，有可能无解，具体原因见4楼

xd62215135 · 发表于 2016-8-31 14:43:52

楼主我也正在做一个拼图游戏不过没你的复杂是9格的也是通过控制空格的移动来达到整体移动，但没有考虑无解的情况，说实话，没看懂，楼主能在详细解释下奇偶一致的问题吗或者哪有资料能看下谢谢

ADcb · 发表于 2016-8-31 19:25:05

ntwuhui 发表于 2016-8-29 16:55
如果随便生成几个数的话，有可能无解，具体原因见4楼

谢谢lz，看懂了，自己编了一个，挺好玩的

y452424037 · 发表于 2016-8-31 22:16:21

大魔王到此一游。前辈我来学习学习。虽然看不咋懂。

ntwuhui · 发表于 2016-9-1 08:23:32

xd62215135 发表于 2016-8-31 14:43
楼主我也正在做一个拼图游戏不过没你的复杂是9格的也是通过控制空格的移动来达到整体移动，但没有考 ...

资料哪儿有，我也不是很清楚，刚刚研究了下，9格的情况和16格不同，你只要保证逆序对是偶数就有解，否则无解。

xd62215135 · 发表于 2016-9-1 10:12:20

ntwuhui 发表于 2016-9-1 08:23
资料哪儿有，我也不是很清楚，刚刚研究了下，9格的情况和16格不同，你只要保证逆序对是偶数就有解，否则 ...

OK 正在百度，奈何没学过编程高数，看着有点吃力。不懂还得请教，别嫌我烦就好了呵呵呵

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