Java制作智能拼圖游戲原理及代碼
今天突發(fā)奇想,想做一個(gè)智能拼圖游戲來給哄女友。
需要實(shí)現(xiàn)這些功能
第一圖片自定義
第二宮格自定義,當(dāng)然我一開始就想的是3*3 4*4 5*5,沒有使用3*5這樣的宮格。
第三要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)拼圖的功能,相信大家知道女人耍游戲都不是很厲害,所以這個(gè)自動(dòng)拼圖功能得有。
其他什么暫停、排行就不寫了!
現(xiàn)在重點(diǎn)問題出來了
要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)拼圖功能似乎要求有點(diǎn)高哦!計(jì)算機(jī)有可不能像人一樣只能:
先追究下本質(zhì)
拼圖游戲其實(shí)就是排列問題:
排列有這么一個(gè)定義:在一個(gè)1,2,...,n的排列中,如果一對數(shù)的前后位置與大小順序相反,即前面的數(shù)大于后面的數(shù),那么它們就稱為一個(gè)逆序。一個(gè)排列中逆序的總數(shù)就稱為這個(gè)排列的逆序數(shù)。逆序數(shù)為偶數(shù)的排列稱為偶排列;逆序數(shù)為奇數(shù)的排列稱為奇排列。如2431中,21,43,41,31是逆序,逆序數(shù)是4,為偶排列。
再來一個(gè)定義:交換一個(gè)排列中的兩個(gè)數(shù),則排列的奇偶性發(fā)生改變。
以上定義都摘自《高等代數(shù)》。
拼圖排列必須是偶排列。這個(gè)在我參考文獻(xiàn)中可以找到。
所以我的只能拼圖是這樣實(shí)現(xiàn)的!
后續(xù)在寫
參考:http://en.wikipedia.org/wiki/Fifteen_puzzle
自動(dòng)拼圖:
首先自動(dòng)拼圖應(yīng)該有一定的規(guī)則,根據(jù)我拼圖的經(jīng)驗(yàn),要完成拼圖,不同區(qū)域使用的拼圖規(guī)則是不同的,所以:
我的宮格圖分為了4個(gè)區(qū)域(假如宮格圖是n*n個(gè)格子)
第一個(gè)區(qū)域:x坐標(biāo)范圍 0到n-2,y坐標(biāo)范圍 0到n-3
第二個(gè)區(qū)域:x坐標(biāo)n-1,y坐標(biāo)范圍 0到n-3
第三個(gè)區(qū)域:x坐標(biāo)范圍 0到n-3 ,y坐標(biāo)范圍 n-2和n-1
第四個(gè)區(qū)域:x坐標(biāo)范圍 n-2到n-1 ,y坐標(biāo)范圍 n-2和n-1;即最后四格
每個(gè)區(qū)域按照各自區(qū)域的規(guī)則即可完成
Puzzle.java
import java.io.FileNotFoundException; import java.io.PrintStream; import java.io.UnsupportedEncodingException; import java.util.Random; public class Puzzle { private long step = 0; private int n = 6;// 宮格基數(shù) private int[][] puzzle; private int resetBlock = 0;// //空白塊位置 private int whiteBlockX; private int whiteBlockY; //當(dāng)前要準(zhǔn)備移動(dòng)的塊的坐標(biāo)即復(fù)位塊 private int resetBlockX; private int resetBlockY; private boolean isPrint=false; public Puzzle() { init(); } public Puzzle(int n) { this.n = n; init(); } private void init() { puzzle = new int[n][n]; for (int y = 0; y < n; y++) { for (int x = 0; x < n; x++) { puzzle[y][x] = x + y * n; } } whiteBlockX = n-1; whiteBlockY = n-1; int times = 100;// 打亂次數(shù),必須是偶數(shù) Random random = new Random(); while (times > 0) { int x0 = random.nextInt(n); int y0 = random.nextInt(n); int x1 = random.nextInt(n); int y1 = random.nextInt(n); if (x0 != x1 && y0!=y1) {// 保證是偶排序 if((x0==n-1&&y0==n-1)||(x1==n-1&&y1==n-1)){//最后一個(gè)不調(diào)換 continue; } times--; int t = puzzle[x0][y0]; puzzle[x0][y0] = puzzle[x1][y1]; puzzle[x1][y1] = t; } } // int[][] p = {{22,9 ,1 ,5 ,0 ,25 },{ // 33,23,20,26,18,21},{ // 6 ,16,17,10,34,31},{ // 19,28,32,7 ,3 ,2},{ // 11,4 ,12,14,27,24},{ // 15,29,30,8 ,13,35}}; // puzzle = p; } public void sort(){ for (int y = 0; y < n; y++) { for (int x = 0; x < n; x++) { if (x == n - 1 && y == n - 1) {// 最后一個(gè)為空白, } else { reset(x, y); } } } } //把塊復(fù)位移動(dòng)目標(biāo)位置 private void reset(int targetX, int targetY) { // 找到復(fù)位塊當(dāng)前的位置 initResetBlock(targetX, targetY); /* * 復(fù)位順序是從左到右,從上到下 * 移動(dòng)方式 先上移動(dòng),再左移動(dòng) * 當(dāng)前復(fù)位塊,它要復(fù)位的位置可分為 四種情況 * 1、不在最右邊一行也不是最下面兩行 * 2、最右邊一行 x=n-1,但不是下面兩行; * 3、最下面兩行 y=n-2,但不是最右邊一行; * 4、即使最右邊的一行也是最下面兩行 */ if(targetX < n-1 && targetY < n-2){ if(resetBlockX==targetX&&resetBlockY==targetY){//位置正確不用移動(dòng) return;//退出遞歸 } resetBlockToTarget(targetX, targetY); }else if(targetX==n-1 && targetY < n-2){//第二種情況 if(resetBlockX==targetX&&resetBlockY==targetY){//位置正確不用移動(dòng) return;//退出遞歸 } reset2(targetX, targetY); }else if(targetX < n-2 && targetY == n-2){ // isPrint=true; reset3(targetX); return; }else{ initResetBlock(n-2, n-2); resetBlockToTarget(n-2, n-2); if(whiteBlockX<n-1){ whiteBlockRight(); } if(whiteBlockY<n-1){ whiteBlockDown(); } if(whiteBlockX==n-1&&whiteBlockY==n-1){ return; } } reset(targetX, targetY);//遞歸 } private void initResetBlock(int targetX,int targetY){ resetBlock = targetX + targetY * n; for (int y = 0; y < n; y++) { for (int x = 0; x < n; x++) { if (puzzle[y][x] == resetBlock) {// x,y就是復(fù)位塊的位置 resetBlockX = x; resetBlockY = y; break; } } } } private void reset3(int targetX){ // if(targetX>=2){ // } initResetBlock(targetX, n-1); resetBlockToTarget(targetX, n-2); initResetBlock(targetX, n-2); resetBlockToTarget(targetX+1, n-2); l: while (!(whiteBlockX==targetX && whiteBlockY==n-1)) { if(whiteBlockY<n-1){ whiteBlockDown(); continue l; } if(whiteBlockX>targetX){ whiteBlockLeft(); continue l; } break; } whiteBlockUp(); swapWhiteBlockAndCurrentBlock(); if(puzzle[n-2][targetX]!=resetBlock||puzzle[n-1][targetX]!=(resetBlock+n)){//沒有復(fù)位成功 // isPrint=true; swapWhiteBlockAndCurrentBlock(); reset3_0(); reset3(targetX); } } private void reset3_0(){ if(resetBlockX<n-1){ whiteBlockDown(); whiteBlockRight(); whiteBlockRight(); whiteBlockUp(); swapWhiteBlockAndCurrentBlock(); reset3_0(); return; } return; } private void reset2_3(){ if(whiteBlockX==resetBlockX && whiteBlockY==resetBlockY+1){ return;//滿足條件,退出遞歸 } //白塊可能在復(fù)位塊的:左方、左下、下方 if(whiteBlockY==resetBlockY){//左方 whiteBlockDown(); }else if(whiteBlockX < resetBlockX){//左下 whiteBlockRight(); }else { whiteBlockUp(); } reset2_3();//遞歸 } private void reset2_2(int targetX, int targetY){ if(resetBlockX==targetX&&resetBlockY==targetY){//2、把復(fù)位塊移到目標(biāo)位置正下方 return;//退出遞歸 } //復(fù)位塊可能位置,目標(biāo)位置左方、正下方、左下方 if(resetBlockX==targetX){//正下方 上移 resetBlockUp(targetX, targetY); }else{//左方或左下方;先右移再上移 resetBlockRight(targetX, targetY); } reset2_2(targetX, targetY);//遞歸 } private void reset2(int targetX, int targetY){ if(resetBlockX==targetX&&resetBlockY==targetY){//位置正確不用移動(dòng) return;//退出遞歸 } /* 1、如果白塊正好占了目標(biāo)位置:如果復(fù)位塊正好在下方,交換及完成復(fù)位,如果下方不是復(fù)位塊,把白塊移開目標(biāo)位置 * 2、把復(fù)位塊移到目標(biāo)位置正下方 * 3、把白塊移動(dòng)復(fù)位塊下方 * 4、按照規(guī)定的步驟復(fù)位 */ //第一步 if(whiteBlockX==targetX&& whiteBlockY==targetY){ if(whiteBlockX==resetBlockX&&whiteBlockY==resetBlockY+1){//復(fù)位塊在下方 swapWhiteBlockAndCurrentBlock(); return; }else{ whiteBlockDown(); } } //第二步 把復(fù)位塊移到目標(biāo)位置正下方 reset2_2(targetX, targetY+1); //第三步 把白塊移動(dòng)復(fù)位塊下方 reset2_3(); //第四步 按照規(guī)定的步驟復(fù)位 swapWhiteBlockAndCurrentBlock(); whiteBlockLeft(); whiteBlockUp(); whiteBlockRight(); whiteBlockDown(); whiteBlockLeft(); whiteBlockUp(); whiteBlockRight(); whiteBlockDown(); swapWhiteBlockAndCurrentBlock(); whiteBlockLeft(); whiteBlockUp(); whiteBlockUp(); whiteBlockRight(); swapWhiteBlockAndCurrentBlock(); } private void resetBlockToTarget(int targetX, int targetY){ if(resetBlockX==targetX&&resetBlockY==targetY){//位置正確不用移動(dòng) return;//退出遞歸 } if(resetBlockY==targetY){//正左 resetBlockLeft(targetX, targetY); }else{//左下,下,右下 if(resetBlockX>=targetX){//右下||下;上移 if(resetBlockX==n-1){//復(fù)位塊在最右邊,先左移;方便上移時(shí)統(tǒng)一的采用白塊逆時(shí)針方式 resetBlockLeft(targetX, targetY); }else{ resetBlockUp(targetX, targetY); } }else{//左下;右移 resetBlockRight(targetX, targetY); } } resetBlockToTarget(targetX, targetY);//遞歸 } private void resetBlockRight(int targetX, int targetY){ if(resetBlockX==targetX&&resetBlockY==targetY){//位置正確不用移動(dòng) return;//退出遞歸 } if(resetBlockX==n-1){//復(fù)位塊在最右邊了,無法右移,直接退出 return; } // System.out.println("resetBlockRight"); if(whiteBlockY<resetBlockY){//上方 if(whiteBlockY<resetBlockY-1){//上方多行 whiteBlockDown(); }else{//上方一行 if(whiteBlockX<resetBlockX+1){//左上和正上 whiteBlockRight(); }else{//右上 whiteBlockDown(); } } }else if(whiteBlockY==resetBlockY){//同一行 if(whiteBlockX<resetBlockX){//左方 if(whiteBlockY==n-1){//到底了,只能往上 whiteBlockUp(); }else{ whiteBlockDown(); } }else{//右方 if(whiteBlockX==resetBlockX+1){ swapWhiteBlockAndCurrentBlock(); return;//退出遞歸 }else{ whiteBlockLeft(); } } }else{//下方 if(whiteBlockX <= resetBlockX){//左下、下 whiteBlockRight(); }else{//右下 whiteBlockUp(); } } resetBlockRight(targetX, targetY);//遞歸 } private void resetBlockLeft(int targetX, int targetY){ if(resetBlockX==targetX&&resetBlockY==targetY){//位置正確不用移動(dòng) return;//退出遞歸 } if(resetBlockX==0){//在左邊邊界 復(fù)位塊無法左移,直接退出遞歸 return; } // System.out.println("resetBlockLeft"); if(whiteBlockY<resetBlockY){//上方 if(whiteBlockY<resetBlockY-1){//上方多行 whiteBlockDown(); }else{//上方一行 if(whiteBlockX==resetBlockX){//上方 if(whiteBlockX==n-1){//最右邊,白塊無法右移,只能左移 whiteBlockLeft(); }else{ if(resetBlockY==n-1){//復(fù)位塊在最低端,白塊不能順時(shí)針移動(dòng) whiteBlockLeft(); }else{ whiteBlockRight(); } } }else if(whiteBlockX>resetBlockX){//右上方 if(resetBlockY==n-1){//復(fù)位塊在最低端,白塊不能順時(shí)針移動(dòng) whiteBlockLeft(); }else{ whiteBlockDown(); } }else{//左上方 whiteBlockDown(); } } }else if(whiteBlockY==resetBlockY){//左方、右方 if(whiteBlockX<resetBlockX){//左方 if(whiteBlockX==resetBlockX-1){//左邊一格 swapWhiteBlockAndCurrentBlock();//退出遞歸 return; }else{ whiteBlockRight(); } }else{//右方 if(whiteBlockY==n-1){//到底了,不能下移。只能上移 whiteBlockUp(); }else{ whiteBlockDown(); } } }else{//左下、下方、右下 if(whiteBlockX<resetBlockX){//左下 if(whiteBlockX==resetBlockX-1){ whiteBlockUp(); }else{ whiteBlockRight(); } }else{//下方、右下 whiteBlockLeft(); } } resetBlockLeft(targetX, targetY);//遞歸 } private void resetBlockUp(int targetX, int targetY){ if(resetBlockX==targetX&&resetBlockY==targetY){//位置正確不用移動(dòng) return;//退出遞歸 } if(resetBlockY==0){//復(fù)位塊到頂了,無法上移 return; } // System.out.println("resetBlockUp"); if (whiteBlockY < resetBlockY) {//上方 if(whiteBlockY < resetBlockY - 1){//上方多行 whiteBlockDown(); }else{//上方一行 if(whiteBlockX == resetBlockX){//白塊和復(fù)位塊在同一列(豎列) 白塊和復(fù)位塊直接交換位置 swapWhiteBlockAndCurrentBlock();//退出遞歸 return; }else{ if(whiteBlockX<resetBlockX){//白塊在復(fù)位塊的左邊;白塊右移 whiteBlockRight(); }else{//白塊在復(fù)位塊的右邊;白塊左移 whiteBlockLeft(); } } } } else if (whiteBlockY == resetBlockY) {//白塊和復(fù)位塊同一行;白塊上移 if(whiteBlockX<resetBlockX){//正左 if(whiteBlockX<resetBlockX-1){//正左多格 whiteBlockRight(); }else{//正左一格 if(whiteBlockY==n-1){//到底了 whiteBlockUp(); }else { if(resetBlockX==n-1){//復(fù)位塊在最右邊,無法逆時(shí)針,只有順指針移動(dòng)白塊 whiteBlockUp(); }else{ whiteBlockDown(); } } } }else{//正右 whiteBlockUp(); } }else{//白塊在復(fù)位塊下方,白塊需要饒過復(fù)位塊上移,白塊逆時(shí)針繞到白塊上面 //三種情況:左下,下,右下 if(whiteBlockX<=resetBlockX){//左下,下;白塊右移 if(resetBlockX==n-1){//復(fù)位塊在最右邊,無法逆時(shí)針,只有順指針移動(dòng)白塊 if(whiteBlockX==resetBlockX){//正下方 whiteBlockLeft(); }else{//左下方 whiteBlockUp(); } }else{ whiteBlockRight(); } }else{//右下;白塊上移 whiteBlockUp(); } } resetBlockUp(targetX, targetY);//遞歸 } //白塊和復(fù)位塊交換位置 private void swapWhiteBlockAndCurrentBlock(){ step++; int tempX = whiteBlockX,tempY = whiteBlockY; int temp = puzzle[whiteBlockY][whiteBlockX]; puzzle[whiteBlockY][whiteBlockX] = puzzle[resetBlockY][resetBlockX]; puzzle[resetBlockY][resetBlockX] = temp; whiteBlockX = resetBlockX; whiteBlockY = resetBlockY; resetBlockX = tempX; resetBlockY = tempY; println("swap"); } private void whiteBlockDown(){ step++; int temp = puzzle[whiteBlockY][whiteBlockX]; puzzle[whiteBlockY][whiteBlockX] = puzzle[whiteBlockY+1][whiteBlockX]; puzzle[whiteBlockY+1][whiteBlockX] = temp; whiteBlockY++; println("↓"); } private void whiteBlockUp(){ step++; int temp = puzzle[whiteBlockY][whiteBlockX]; puzzle[whiteBlockY][whiteBlockX] = puzzle[whiteBlockY-1][whiteBlockX]; puzzle[whiteBlockY-1][whiteBlockX] = temp; whiteBlockY--; println("↑"); } private void whiteBlockLeft(){ step++; int temp = puzzle[whiteBlockY][whiteBlockX]; puzzle[whiteBlockY][whiteBlockX] = puzzle[whiteBlockY][whiteBlockX-1]; puzzle[whiteBlockY][whiteBlockX-1] = temp; whiteBlockX--; println("←"); } private void whiteBlockRight(){ step++; int temp = puzzle[whiteBlockY][whiteBlockX]; puzzle[whiteBlockY][whiteBlockX] = puzzle[whiteBlockY][whiteBlockX+1]; puzzle[whiteBlockY][whiteBlockX+1] = temp; whiteBlockX++; println("→"); } @Override public String toString() { StringBuilder sb = new StringBuilder(); sb.append("resetBlock=("+resetBlock+","+resetBlockX+","+resetBlockY+")\n"); if(puzzle!=null){ int len = String.valueOf(n*2-1).length(); for (int y = 0; y < n; y++) { for (int x = 0; x < n; x++) { if(x>0){ sb.append(","); } sb.append(_str(String.valueOf(puzzle[y][x]), len)); } sb.append("\n"); } sb.append("---------------------------------------"); }else{ sb.append("puzzle is null"); } return sb.toString(); } private String _str(String str,int len){ str=str==null?"":str; if(str.length()<len){ return _str(str+" ", len); } return str; } private void println(String str){ if(isPrint){ System.out.println(str); System.out.println(this); } } public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException, UnsupportedEncodingException { // System.setOut(new PrintStream("e:/puzzle.txt","UTF-8")); Puzzle p = new Puzzle(); System.out.println(p); try { p.sort(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); System.out.println("Exception:"); }finally{ System.out.println(p); } } }
以上所述就是本文的全部內(nèi)容了,希望大家能夠喜歡。
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