跳到主要內容

魔法寶石消除演算法

魔法寶石類遊戲的消除演算法主要有二種,一種我稱為米字形規則,另一種我稱它為十字形規則。


米字形規則

米字形規則是以一個方塊為中心,假如在這個方塊的上下左右或斜向的方向上包含自己本身有超過三個以上相同顏色的方塊存在,則這個方塊就可以被消除。


如上圖中間的區塊部份,1號方塊周圍用紅色線框框起來的四個方向,垂直(A)、水平(B)及二條斜向(C及D)。以此規則,上圖右側區塊部份中標示1到5的五個橘色方塊可以被消除。

檢查的時候,每一條方向是各自獨立的,也就是說上述超過三個以上相同顏色的方塊這個限制必須是在同一方向上才能成立。只要其中一條方向消除條件成立,剩下的方向就可以略過不作檢驗。同理在同一個方向上只要檢查出有三個以上相同方塊存在,剩下的方塊就不必再檢查。

以垂直方向為例。

首先檢查1號方塊上方的方塊是否和1號方塊是相同顏色,假如不同的話再往上一個方塊也沒必要再作檢查。假如相同的話就再檢查最上面那個A方塊,假如也是一樣的話,那剩下的下面二個A方塊就沒必要再檢驗了,因為已經有三個一樣的方塊存在了。

假如最上面的A方塊和1號方塊不同的話,則再檢查1號方塊下方的A方塊。假如這個方塊和1號方塊不同的話,那最下面的A方塊也沒必要再作檢查了。反過來說,假如這個方塊和1號方塊是一樣顏色的話,再加上1號方塊上面那塊就有三個一樣顏色的方塊。

同理可以推出反向及其它方向的檢驗規則。

十字形規則

十字形規則是以一個方塊為中心,如果包含自身在這個方塊的上下左右的相隣方塊中有四個以上相同顏色的方塊存在,則這個方塊就可以被消除。


如上圖中,可以看到要判定1號方塊是否可以消除的範圍比米字形規則大的多,依據十字規則的檢驗,最後可以找出1到4號的四個黃色方塊可以被消除。

十字形規則的檢查方法,其實就是一個暴力搜尋法。關鍵原理是建立一個表,一開始把要檢查是否可消除的方塊(X)加入這個表。接著以如下的迴圈不斷的檢查,直到結果出來為止。

  1. 如果檢查表為空,則結束迴圈並返回X不可消除。
  2. 從表中取出一個要檢查的方塊(Y),並檢查Y的上下左右的四個方塊是否和X相同:
  3. 如果Y(上)和X相同,則計數加1同時把Y(上)加入檢查表。如果計數值為3,則跳出迴圈返回X可消除。
  4. 如果Y(下)和X相同,則計數加1同時把Y(下)加入檢查表。如果計數值為3,則跳出迴圈返回X可消除。
  5. 如果Y(左)和X相同,則計數加1同時把Y(左)加入檢查表。如果計數值為3,則跳出迴圈返回X可消除。
  6. 如果Y(右)和X相同,則計數加1同時把Y(右)加入檢查表。如果計數值為3,則跳出迴圈返回X可消除。
  7. 跳至第1步重覆執行。

注意上面要把Y的上下左或右方的方塊加入檢查表的步驟中,還需避免重複加入已加入過的方塊,以免重複累加計數造成誤判。

留言

這個網誌中的熱門文章

猜數字遊戲 (電腦猜人)

前幾天午睡時突然被告知要參加公司內部的程式設計比賽,題目是用C寫一支文字模式的4位數字猜數字遊戲,由使用者來猜電腦的數字。在上星期時其實就已經有公佈了,但我沒有注意到所以是臨時加入,還好這是個簡單的題目,不用花多少時間就可以寫出來。 規則: - 這是一對一比賽,雙方各選擇一4位數字,不讓對方知道。 - 4位數字由數字0至9組成,每位數不得重複。 - 雙方輪流猜對方的數字,直到一方猜中為止。 - A方猜B方的數字後,B方根據A方的猜測回答幾A幾B。 - 一個A表示猜中一個數字且位置正確,一個B表示猜中一個數字但位置不正確。 - 當一方猜中4A0B時即表示猜中對方全部4個數字且位置正確,贏得比賽。 - 例:B的謎底是4208,底下箭頭左測是A的猜測,箭頭右測是B的回答。    1234 ==> 1A1B    5678 ==> 1A0B    2406 ==> 1A2B    ...    4208 ==> 4A0B ; 寫個程式讓玩家來猜電腦的數字不難,不過我從來沒有寫過讓電腦來猜玩家數字的版本,所以花了點時間想想怎麼寫。 研究後歸納出二個點。 1, 使用窮舉法將所有可能數字組合列出。 2, 每次猜測後根據結果排除不可能是答案的組合,重複這個動作直到猜中答案為止。 第1點只是實作問題,第2點概念也很簡單,但要過濾不是答案的組合根據的是什麼?乍看之下沒什麼頭緒,不過想通之後就非常簡單了。 它的基本原理如下:假如謎底是4561,如果猜1524則會得到1A2B。從相反的角度來看,如果謎底是1524,則猜4561時也會得到1A2B的回答。 利用這個方法,每一次猜測一個數字X後,再以這個數字當作答案,來和所有剩下來的候選答案作比對,如果得到的結果(幾A幾B)和數字X是一樣的話,就把這個數字保留下來繼續作為候選答案,否則就過把這個數字過濾掉。下一把,繼續從候選答案裡選一個出來猜,重複上面的動作,直到猜中為止。 ; C++ STL的algorithm裡有個叫作next_permutation的函數,可以用來生成排列。 #include <iostream> #include <algorithm> using namespace std; int main () {   int myints[] = {1,2,3};  ...

KillSudoku 4顆星精彩數獨詳解 - 鍊技巧

這題數獨(sudoku)題目估計為4+顆星,有點難度。解題需要應用多種技巧,過程非常精彩有趣,是個好題。 底下使用 KillSudoku 作詳細圖解。 1,使用基本排除法則,可以簡單填入6個數字。到此為止,開始使用 候選數法 來解題。如下所示,為填入6個數字後的狀態圖。 2,如下圖,使用進階排除法,在第9列和第4行可以先排除幾個候選數。 3,如圖,在第2行有一個 Naked Subset (3,4),可以對3,4候選數作排除。附帶提一下,反過來看在同一行裡面也可以說有另一個Hidden Subset(2,5,8)存在。Naked Subset和Hidden Subset常是一體二面同時存在,只不過對我們來說,Naked Subset是相對比較容易看的出來。 排除第2行的3,4後,又可以對第2列以外的3作排除,如下圖。 4,接著,在第5行又發現了一個 Naked Subset (3,7,8)。 對第5行三個Subset以外的候選數3,7,8作排除後,又接著產生可以對第5行以外的3作排除。 5,這一題解到此為止,開始進入高潮。大部份能解到3顆星題目的人,猜想應該就此卡住。以下開始需要應用更高級的鍊技巧,才能夠繼續進行。 應用X-Chains鍊技巧,可以找到一條由4條強連結組成的鍊,可以排除候選數2。這裡的鍊指的是由2條以上的強連結組成,而所謂的強連結是指在同一行、或同一列或同一個Box裡,由唯二的候選數構成的連結。如上圖中的第9行中,只有二個2,這二個2構成一條強連結。為什麼說這是一條強連結?因為在這條連結的AB二個端點中,肯定會有一個2存在,要麼是A點要麼是B點。鍊技巧就是將多條強連結串連起來作候選數排除的技巧,而X-Chains是高級的鍊技巧裡面的基本技巧。 接上圖,這樣一來就又可以應用基本排除方法,填入3個數字,如下圖所示。 6,接下來就是本題最精彩的部份,以下需要連續找到3條鍊,才能繼續往下解。 7,找出3條鍊後,剩下來的部份就沒什麼特別的了,只需要應用基本法就能把所有剩餘數字填完。

KillSudoku 4顆星精彩數獨 (三) - XY-Chains

這是數獨解題技巧裡面的高級技巧,比X-Chains還再高一點點。會這個技巧的話,就可以解4或5顆星的題目了。 這個用來測試的題目,用 KillSudoku 來解可以解出,中間使用了2次Naked Subset,1次 W-Wings ,1次 X-Chains ,2次 XY-Chains 。所以算起來,這一題應該是有5顆星的題目。 附帶一提,目前找鍊的演算法並沒有去找一條最短的鍊,所以可以看到用 KillSudoku 解的時候,第36的步驟找到一條超長的鍊,這條鍊足足由13條連線構成,要是沒練過的話,絕對頭昏眼花,找不出這樣的鍊來的。 實際上在這個步驟裡,是可以找到另一條更短的鍊。不過目前以先能work,之後有空會再改進演算法的部份。