c++ 像俄罗斯方块算法一样随机块的拼图

Posted 2023-02-19

【中文标题】c++ 像俄罗斯方块算法一样随机块的拼图

【英文标题】：c++ Puzzle like tetris algorithm for random pieces

【发布时间】：2021-11-08 00:15:20

【问题描述】：

所以有一个小游戏，我试图根据以下描述找到解决方案：

你有一个 6x4 的棋盘，你会在棋盘上随机放置“俄罗斯方块”来填满棋盘。当棋盘填满时，您就成功完成了游戏。您从空板开始，然后在玩时将其填满。 不是“最合适”的那块可以扔掉，所以你可以用另一个随机的替换它。主要目标是用尽可能少的“替换”来完成比赛以获得最好的成绩。 另一个规则是你不能旋转这些碎片，所以它们只能按照给定的方式放置。你要么把它放在板上，要么把它扔掉。 由于它是基于 RNG 的，因此您可以连续 X 次获得相同的作品。

后期编辑：我想出了另一种方法来跟踪板上的棋子，因为“I”形状也被跟踪为旋转，所以我硬编码了它们可以使用的可能数组被放入，所以这里是新版本：

typedef struct StructSlotsInfo

    bool    isPosBusy;
    BYTE    shapeIndex;
;

int MAX_SLOTS_NR = 24;

StructSlotsInfo* piecesSlots = (StructSlotsInfo*)malloc(sizeof(StructSlotsInfo) * MAX_SLOTS_NR);

enum EnumShapes

    SHAPE_NONE, // declared for indexing purposes so I won't go i+1;
    SHAPE_1, // "I" shape 1x3
    SHAPE_2, // single square
    SHAPE_3, // "L" shape 2x2
    SHAPE_4, // "L" shape - rotated version
    SHAPE_5, // big square 2x2
    SHAPE_6, // "Z" shape
    SHAPE_7, // 3x2 shape - rectangle
;

bool IsValidPosition(BYTE shapePos, BYTE shapeType)

    bool finalReturn = false;

    BYTE posList[7][8] = 
         SHAPE_1, 12, 0, 6, 12, 0, 0, 0 ,
         SHAPE_2, 24, 0, 0, 0, 0, 0, 0 ,
         SHAPE_3, 17, 0, 6, 7, 0, 0, 0 ,
         SHAPE_4, 17, 0, 1, 7, 0, 0, 0 ,
         SHAPE_5, 17, 0, 1, 6, 7, 0, 0 ,
         SHAPE_6, 16, 0, 1, 7, 8, 0, 0 ,
         SHAPE_7, 16, 0, 1, 2, 6, 7, 8 ,
    ;

    for (int i = 0; i < sizeof(posList) / sizeof(posList[0]); i++)
    
        if (posList[i][0] == shapeType)
        
            for (int j = 0; j < posList[i][1]; j++)
            
                if (shapePos == j
                    && piecesSlots[j + posList[i][2]].shapeIndex == 0
                    && piecesSlots[j + posList[i][3]].shapeIndex == 0
                    && piecesSlots[j + posList[i][4]].shapeIndex == 0
                    && piecesSlots[j + posList[i][5]].shapeIndex == 0
                    && piecesSlots[j + posList[i][6]].shapeIndex == 0
                    && piecesSlots[j + posList[i][7]].shapeIndex == 0)
                
                    finalReturn = true;
                    break;
                
            

            break;
        
    

    return finalReturn;


void PlaceShape(BYTE shapePos, BYTE shapeType)

    BYTE posList[7][7] = 
         SHAPE_1, 0, 6, 12, 0, 0, 0 ,
         SHAPE_2, 0, 0, 0, 0, 0, 0 ,
         SHAPE_3, 0, 6, 7, 0, 0, 0 ,
         SHAPE_4, 0, 1, 7, 0, 0, 0 ,
         SHAPE_5, 0, 1, 6, 7, 0, 0 ,
         SHAPE_6, 0, 1, 7, 8, 0, 0 ,
         SHAPE_7, 0, 1, 2, 6, 7, 8 ,
    ;

    for (int i = 0; i < sizeof(posList) / sizeof(posList[0]); i++)
    
        if (posList[i][0] == shapeType)
        
            for (int j = 1; j < 7; j++)
            
                if (j > 1 && posList[i][j] == 0)
                    continue;

                if (posList[i][j] == 0)
                
                    piecesSlots[shapePos].isPosBusy = true;
                    piecesSlots[shapePos].shapeIndex = shapeType;
                
                else
                
                    piecesSlots[shapePos + posList[i][j]].isPosBusy = false;
                    piecesSlots[shapePos + posList[i][j]].shapeIndex = shapeType;
                
            
            break;
        
    


void CheckCompletedBoard() 

    bool isBoardCompleted = true;

    for (int i = 0; i < MAX_SLOTS_NR; i++)
    
        if (piecesSlots[i].shapeIndex == 0)
        
            isBoardCompleted = false;
            break;
        
    

    if (isBoardCompleted) 
        for (int i = 0; i < MAX_SLOTS_NR; i++)
        
            piecesSlots[i].isPosBusy = false;
            piecesSlots[i].shapeIndex = 0;
        
        cout << "The game is complete, resetted the board." << endl;
    

当我再次编写形状部分时，我已经评论了什么形状是他们枚举中的索引。

现在我有点卡住了。我应该如何将它们分配到“puzzleBoard”数组中并迭代以获得最佳可能性？对于这么大的问题，我很抱歉，但我已经尝试找到类似 2 天的东西了。

完成的棋盘本身看起来像这样：https://imgur.com/a/IYZbfGN（棋盘上并不是所有棋子，这只是一个示例，因为它们是随机给你的，你扔掉不合适的棋子），这里是完整作品列表：https://imgur.com/a/zPtuviY

非常感谢！

【问题讨论】：

你可以在github上搜索解决方案：俄罗斯方块机器人网站：github.com

顺便说一句，“俄罗斯方块”碎片被称为“tetrominos”（参见en.wikipedia.org/wiki/Tetromino），但您的作品似乎不是（除了两个）普通的tetrominos，而是“polyminos”（en.wikipedia.org/wiki/Polyomino） .

感谢 cmets。 Gowiser，我在 github 上查看了拼图和俄罗斯方块求解器，但基于这种游戏逻辑，我找不到像这样的解决方案。 jferard 感谢您的提醒，我对这些术语不太熟悉，所以我尝试尽可能清楚地解释。英语不是我的母语：P。

【参考方案1】：

注意我误读了这个问题，并认为它是一个 C 问题。因此，我的答案是用 C 编写的，也不是 C++（哎呀）。我认为基本原则仍然适用。

我不能给你一个完整的答案，因为这需要很长时间，但我会给你一些建议。

您遇到的第一个问题是您所知道的关于arrayTemp 的全部内容是它是一个数组。你不知道它有多大，你不知道它的宽度和高度。因此，您的每个形状都需要具有该信息以及图案。

struct Shape 

    int width;
    int height;
    BYTE pattern[];
;

我会创建一个函数来填写数据（下面的代码不能保证没有错误，我直接将它输入到答案中而无需测试）。

struct Shape* makeShape(int with, int height, char* pattern)

    struct Shape* ret = malloc(sizeof *ret);
    ret->pattern  = malloc(width * height);
    for (i = 0 ; i < width * height ; ++i)
    
        ret->pattern[i] = pattern[i]
    
    return ret;


void freeShape(struct Shape* shape)

    if (shape != NULL)
    
        free(shape->pattern);
    
    free(shape);


// example

    struct Shape *zShape = makeShape(3, 2, shapeZ);

// Do stuff

    freeShape(zShape);

那么当你需要将形状复制到你的puzzleBoard中时，你需要先根据形状的尺寸和拼图板的尺寸计算出源索引和目标索引，然后再决定是否可以复制。然后，如果你能复制它，你就复制它。

这是一个检查源形状中的BYTE 是否可以复制到目标形状的函数

bool cellCanBeCopied(struct Shape* sourceShape, int sourceRow, int sourceCol, struct Shape* destShape, int destRow, int destCol)

    // Assume rows and cols are within the respective bounds of the shapes
    // Leave the checks as an exercise for the reader

    int sourceCell = sourceShape->width * sourceRow + sourceCol;
    // If the cell is empty in the source shape, it doesn't matter
    // if it's occupied in the dest shape
    if (sourceShape->pattern[sourceCell] == 0)
    
        return true;
    
    int destCell = destShape->width * destRow + destCol;
    return destShape=>pattern[destCell] == 0;

这里是如何使用它来检查是否可以复制整个形状。

bool shapeCanBeCopied(struct Shape* sourceShapestruct Shape* destShape, int destRow, int destCol)

    // First check that the source shape will fit in the destination shape
    if (destRow + sourceShape->height > destShape->height
        || destCol + sourceShape->width > destShape->width)
    
        return false;
    
    for (int sourceRow = 0 ; sourceRow < sourceShape.height ; ++sourceRow)
    
        for (int sourceCol = 0 ; sourceCol < sourceShape.height ; ++sourceCol)
        
            if (!cellCanBeCopied(sourceShape, sourceRow, sourceCol, destShape, destRow + sourceRow, destCol + souceCol))
            
                return false;
            
        
    
    return true;

您可能会问，当目的地是拼图板时，您是如何做到的？好吧，你可以像其他所有东西一样存储拼图板。

【讨论】：

非常感谢您的指导！我现在已经把支票放在了:)。事实上，通过结构等来跟踪形状更容易。我会看看我能想出什么来解决问题……在我看来，这是最难的逻辑，因为我必须尽可能用最少的动作来做。

@Aerya 我刚刚注意到这是一个 C++ 问题而不是 C 问题。在 C++ 中，您可能会创建一个类，但基本原理是相同的。

是的，我已经修复了所有需要修复和转换的部件，非常感谢！现在我要开始测试了。

我已经清理了代码并使其现在更易于理解（编辑了主帖），采取了另一种方法来跟踪零件，因为某些形状被视为“旋转”为有效，不是。非常感谢您的宝贵时间！