Алгоритм определения окончания игры в крестики-нолики
https://stackoverflow.com/questions/1056316
-
20-08-2019 - |
italiano
english
français
española
中国
日本の
العربية
Deutsch
한국어
Português
RussianВопрос
Я написал игру в крестики-нолики на Java, и мой текущий метод определения окончания игры учитывает следующие возможные сценарии окончания игры:
- Доска заполнена, и ни один победитель еще не объявлен:Игра завершается вничью.
- Кросс победил.
- Круг победил.
К сожалению, для этого он считывает предопределенный набор этих сценариев из таблицы.Это не обязательно плохо, учитывая, что на доске всего 9 мест, и, следовательно, стол несколько мал, но есть ли лучший алгоритмический способ определить, окончена ли игра?Определение того, выиграл кто-то или нет, является сутью проблемы, поскольку проверка того, заполнены ли 9 пробелов, тривиальна.
Табличный метод может быть решением, но если нет, то что это такое?Кроме того, что, если бы доска была не того размера n=9?Что, если бы это была доска гораздо большего размера, скажем n=16, n=25, и так далее, в результате чего количество последовательно размещенных предметов для выигрыша будет равно x=4, x=5, и т.д.?Общий алгоритм для использования для всех n = { 9, 16, 25, 36 ... }?
Решение
Вы знаете, что выигрышный ход может произойти только после того, как X или O сделали свой последний ход, поэтому вы можете искать строку / столбец только по необязательному диагоналю, который содержится в этом ходе, чтобы ограничить пространство поиска при попытке определить выигрышную доску.Кроме того, поскольку в игре в крестики-нолики вничью есть фиксированное количество ходов после того, как сделан последний ход, если он не был выигрышным, то по умолчанию это игра вничью.
Редактировать:этот код предназначен для доски n на n с n подряд для победы (доска 3x3 требует 3 подряд и т.д.)
Редактировать:добавлен код для проверки антидиагностики, я не смог найти способ без цикла определить, была ли точка на антидиагностике, поэтому этот шаг отсутствует
public class TripleT {
enum State{Blank, X, O};
int n = 3;
State[][] board = new State[n][n];
int moveCount;
void Move(int x, int y, State s){
if(board[x][y] == State.Blank){
board[x][y] = s;
}
moveCount++;
//check end conditions
//check col
for(int i = 0; i < n; i++){
if(board[x][i] != s)
break;
if(i == n-1){
//report win for s
}
}
//check row
for(int i = 0; i < n; i++){
if(board[i][y] != s)
break;
if(i == n-1){
//report win for s
}
}
//check diag
if(x == y){
//we're on a diagonal
for(int i = 0; i < n; i++){
if(board[i][i] != s)
break;
if(i == n-1){
//report win for s
}
}
}
//check anti diag (thanks rampion)
if(x + y == n - 1){
for(int i = 0; i < n; i++){
if(board[i][(n-1)-i] != s)
break;
if(i == n-1){
//report win for s
}
}
}
//check draw
if(moveCount == (Math.pow(n, 2) - 1)){
//report draw
}
}
}
Другие советы
вы можете использовать магический квадрат http://mathworld .wolfram.com/MagicSquare.html если какая-либо строка, столбец или диагональ в сумме достигает 15, то игрок выиграл.
Это похоже на Ответ Усамы АЛАССИРИ, но он обменивает постоянное пространство и линейное время на линейное пространство и постоянное время.То есть, после инициализации нет зацикливания.
Инициализировать пару (0,0) для каждой строки, каждого столбца и двух диагоналей (диагональной и антидиагональной).Эти пары представляют собой накопленный (sum,sum) из фигур в соответствующей строке, столбце или по диагонали, где
A piece from player A has value (1,0) A piece from player B has value (0,1)
Когда игрок ставит фигуру, обновите соответствующую пару строк, пару столбцов и диагональные пары (если они расположены по диагоналям).Если какая-либо недавно обновленная пара строк, столбцов или диагоналей равна либо (n,0) или (0,n) тогда либо A, либо B выиграли, соответственно.
Асимптотический анализ:
O(1) time (per move) O(n) space (overall)
Для использования памяти вы используете 4*(n+1) целые числа.
two_elements*n_rows + two_elements*n_columns + two_elements*two_diagonals = 4*n + 4 integers = 4(n+1) integers
Упражнение:Можете ли вы посмотреть, как проверить ничью за O (1) раз за ход?Если это так, вы можете досрочно завершить игру вничью.
Как насчет этого псевдокода:
После того, как игрок кладет фигуру на позицию (x,y):
col=row=diag=rdiag=0
winner=false
for i=1 to n
if cell[x,i]=player then col++
if cell[i,y]=player then row++
if cell[i,i]=player then diag++
if cell[i,n-i+1]=player then rdiag++
if row=n or col=n or diag=n or rdiag=n then winner=true
Я бы использовал массив char [n,n] с O, X и пробелом вместо empty .
- просто.
- Одна петля.
- Пять простых переменных:4 целых числа и одно логическое значение.
- Масштабируется до любого размера n.
- Проверяет только текущую часть.
- Никакой магии.:)
Вот мое решение, которое я написал для проекта, над которым я работаю на javascript.Если вас не смущает стоимость памяти для нескольких массивов, это, вероятно, самое быстрое и простое решение, которое вы найдете.Это предполагает, что вы знаете позицию последнего хода.
/*
* Determines if the last move resulted in a win for either player
* board: is an array representing the board
* lastMove: is the boardIndex of the last (most recent) move
* these are the boardIndexes:
*
* 0 | 1 | 2
* ---+---+---
* 3 | 4 | 5
* ---+---+---
* 6 | 7 | 8
*
* returns true if there was a win
*/
var winLines = [
[[1, 2], [4, 8], [3, 6]],
[[0, 2], [4, 7]],
[[0, 1], [4, 6], [5, 8]],
[[4, 5], [0, 6]],
[[3, 5], [0, 8], [2, 6], [1, 7]],
[[3, 4], [2, 8]],
[[7, 8], [2, 4], [0, 3]],
[[6, 8], [1, 4]],
[[6, 7], [0, 4], [2, 5]]
];
function isWinningMove(board, lastMove) {
var player = board[lastMove];
for (var i = 0; i < winLines[lastMove].length; i++) {
var line = winLines[lastMove][i];
if(player === board[line[0]] && player === board[line[1]]) {
return true;
}
}
return false;
}
Я только что написал это для своего класса программирования на Си.
Я публикую это, потому что ни один из других приведенных здесь примеров не будет работать с любым размером прямоугольный сетка и любое количество N-количество баллов подряд для победы.
Вы найдете мой алгоритм, такой, как он есть, в checkWinner() функция.Он не использует магические числа или что-то необычное для определения победителя, он просто использует четыре цикла for - Код хорошо прокомментирован, так что, думаю, я позволю ему говорить самому за себя.
// This program will work with any whole number sized rectangular gameBoard.
// It checks for N marks in straight lines (rows, columns, and diagonals).
// It is prettiest when ROWS and COLS are single digit numbers.
// Try altering the constants for ROWS, COLS, and N for great fun!
// PPDs come first
#include <stdio.h>
#define ROWS 9 // The number of rows our gameBoard array will have
#define COLS 9 // The number of columns of the same - Single digit numbers will be prettier!
#define N 3 // This is the number of contiguous marks a player must have to win
#define INITCHAR ' ' // This changes the character displayed (a ' ' here probably looks the best)
#define PLAYER1CHAR 'X' // Some marks are more aesthetically pleasing than others
#define PLAYER2CHAR 'O' // Change these lines if you care to experiment with them
// Function prototypes are next
int playGame (char gameBoard[ROWS][COLS]); // This function allows the game to be replayed easily, as desired
void initBoard (char gameBoard[ROWS][COLS]); // Fills the ROWSxCOLS character array with the INITCHAR character
void printBoard (char gameBoard[ROWS][COLS]); // Prints out the current board, now with pretty formatting and #s!
void makeMove (char gameBoard[ROWS][COLS], int player); // Prompts for (and validates!) a move and stores it into the array
int checkWinner (char gameBoard[ROWS][COLS], int player); // Checks the current state of the board to see if anyone has won
// The starting line
int main (void)
{
// Inits
char gameBoard[ROWS][COLS]; // Our gameBoard is declared as a character array, ROWS x COLS in size
int winner = 0;
char replay;
//Code
do // This loop plays through the game until the user elects not to
{
winner = playGame(gameBoard);
printf("\nWould you like to play again? Y for yes, anything else exits: ");
scanf("%c",&replay); // I have to use both a scanf() and a getchar() in
replay = getchar(); // order to clear the input buffer of a newline char
// (http://cboard.cprogramming.com/c-programming/121190-problem-do-while-loop-char.html)
} while ( replay == 'y' || replay == 'Y' );
// Housekeeping
printf("\n");
return winner;
}
int playGame(char gameBoard[ROWS][COLS])
{
int turn = 0, player = 0, winner = 0, i = 0;
initBoard(gameBoard);
do
{
turn++; // Every time this loop executes, a unique turn is about to be made
player = (turn+1)%2+1; // This mod function alternates the player variable between 1 & 2 each turn
makeMove(gameBoard,player);
printBoard(gameBoard);
winner = checkWinner(gameBoard,player);
if (winner != 0)
{
printBoard(gameBoard);
for (i=0;i<19-2*ROWS;i++) // Formatting - works with the default shell height on my machine
printf("\n"); // Hopefully I can replace these with something that clears the screen for me
printf("\n\nCongratulations Player %i, you've won with %i in a row!\n\n",winner,N);
return winner;
}
} while ( turn < ROWS*COLS ); // Once ROWS*COLS turns have elapsed
printf("\n\nGame Over!\n\nThere was no Winner :-(\n"); // The board is full and the game is over
return winner;
}
void initBoard (char gameBoard[ROWS][COLS])
{
int row = 0, col = 0;
for (row=0;row<ROWS;row++)
{
for (col=0;col<COLS;col++)
{
gameBoard[row][col] = INITCHAR; // Fill the gameBoard with INITCHAR characters
}
}
printBoard(gameBoard); // Having this here prints out the board before
return; // the playGame function asks for the first move
}
void printBoard (char gameBoard[ROWS][COLS]) // There is a ton of formatting in here
{ // That I don't feel like commenting :P
int row = 0, col = 0, i=0; // It took a while to fine tune
// But now the output is something like:
printf("\n"); //
// 1 2 3
for (row=0;row<ROWS;row++) // 1 | |
{ // -----------
if (row == 0) // 2 | |
{ // -----------
printf(" "); // 3 | |
for (i=0;i<COLS;i++)
{
printf(" %i ",i+1);
}
printf("\n\n");
}
for (col=0;col<COLS;col++)
{
if (col==0)
printf("%i ",row+1);
printf(" %c ",gameBoard[row][col]);
if (col<COLS-1)
printf("|");
}
printf("\n");
if (row < ROWS-1)
{
for(i=0;i<COLS-1;i++)
{
if(i==0)
printf(" ----");
else
printf("----");
}
printf("---\n");
}
}
return;
}
void makeMove (char gameBoard[ROWS][COLS],int player)
{
int row = 0, col = 0, i=0;
char currentChar;
if (player == 1) // This gets the correct player's mark
currentChar = PLAYER1CHAR;
else
currentChar = PLAYER2CHAR;
for (i=0;i<21-2*ROWS;i++) // Newline formatting again :-(
printf("\n");
printf("\nPlayer %i, please enter the column of your move: ",player);
scanf("%i",&col);
printf("Please enter the row of your move: ");
scanf("%i",&row);
row--; // These lines translate the user's rows and columns numbering
col--; // (starting with 1) to the computer's (starting with 0)
while(gameBoard[row][col] != INITCHAR || row > ROWS-1 || col > COLS-1) // We are not using a do... while because
{ // I wanted the prompt to change
printBoard(gameBoard);
for (i=0;i<20-2*ROWS;i++)
printf("\n");
printf("\nPlayer %i, please enter a valid move! Column first, then row.\n",player);
scanf("%i %i",&col,&row);
row--; // See above ^^^
col--;
}
gameBoard[row][col] = currentChar; // Finally, we store the correct mark into the given location
return; // And pop back out of this function
}
int checkWinner(char gameBoard[ROWS][COLS], int player) // I've commented the last (and the hardest, for me anyway)
{ // check, which checks for backwards diagonal runs below >>>
int row = 0, col = 0, i = 0;
char currentChar;
if (player == 1)
currentChar = PLAYER1CHAR;
else
currentChar = PLAYER2CHAR;
for ( row = 0; row < ROWS; row++) // This first for loop checks every row
{
for ( col = 0; col < (COLS-(N-1)); col++) // And all columns until N away from the end
{
while (gameBoard[row][col] == currentChar) // For consecutive rows of the current player's mark
{
col++;
i++;
if (i == N)
{
return player;
}
}
i = 0;
}
}
for ( col = 0; col < COLS; col++) // This one checks for columns of consecutive marks
{
for ( row = 0; row < (ROWS-(N-1)); row++)
{
while (gameBoard[row][col] == currentChar)
{
row++;
i++;
if (i == N)
{
return player;
}
}
i = 0;
}
}
for ( col = 0; col < (COLS - (N-1)); col++) // This one checks for "forwards" diagonal runs
{
for ( row = 0; row < (ROWS-(N-1)); row++)
{
while (gameBoard[row][col] == currentChar)
{
row++;
col++;
i++;
if (i == N)
{
return player;
}
}
i = 0;
}
}
// Finally, the backwards diagonals:
for ( col = COLS-1; col > 0+(N-2); col--) // Start from the last column and go until N columns from the first
{ // The math seems strange here but the numbers work out when you trace them
for ( row = 0; row < (ROWS-(N-1)); row++) // Start from the first row and go until N rows from the last
{
while (gameBoard[row][col] == currentChar) // If the current player's character is there
{
row++; // Go down a row
col--; // And back a column
i++; // The i variable tracks how many consecutive marks have been found
if (i == N) // Once i == N
{
return player; // Return the current player number to the
} // winnner variable in the playGame function
} // If it breaks out of the while loop, there weren't N consecutive marks
i = 0; // So make i = 0 again
} // And go back into the for loop, incrementing the row to check from
}
return 0; // If we got to here, no winner has been detected,
} // so we pop back up into the playGame function
// The end!
// Well, almost.
// Eventually I hope to get this thing going
// with a dynamically sized array. I'll make
// the CONSTANTS into variables in an initGame
// function and allow the user to define them.
Если правление является n × n тогда есть n строки, n столбцы и 2 диагонали.Проверьте каждый из них на наличие всех иксов или всех О, чтобы определить победителя.
Если это займет всего x < n последовательные квадраты, чтобы выиграть, тогда это немного сложнее.Наиболее очевидным решением является проверка каждого x × x квадрат для победителя.Вот некоторый код, который демонстрирует это.
(На самом деле я не тестировал этот * кашель *, но это сделал скомпилируйте с первой попытки, ура мне!)
public class TicTacToe
{
public enum Square { X, O, NONE }
/**
* Returns the winning player, or NONE if the game has
* finished without a winner, or null if the game is unfinished.
*/
public Square findWinner(Square[][] board, int lengthToWin) {
// Check each lengthToWin x lengthToWin board for a winner.
for (int top = 0; top <= board.length - lengthToWin; ++top) {
int bottom = top + lengthToWin - 1;
for (int left = 0; left <= board.length - lengthToWin; ++left) {
int right = left + lengthToWin - 1;
// Check each row.
nextRow: for (int row = top; row <= bottom; ++row) {
if (board[row][left] == Square.NONE) {
continue;
}
for (int col = left; col <= right; ++col) {
if (board[row][col] != board[row][left]) {
continue nextRow;
}
}
return board[row][left];
}
// Check each column.
nextCol: for (int col = left; col <= right; ++col) {
if (board[top][col] == Square.NONE) {
continue;
}
for (int row = top; row <= bottom; ++row) {
if (board[row][col] != board[top][col]) {
continue nextCol;
}
}
return board[top][col];
}
// Check top-left to bottom-right diagonal.
diag1: if (board[top][left] != Square.NONE) {
for (int i = 1; i < lengthToWin; ++i) {
if (board[top+i][left+i] != board[top][left]) {
break diag1;
}
}
return board[top][left];
}
// Check top-right to bottom-left diagonal.
diag2: if (board[top][right] != Square.NONE) {
for (int i = 1; i < lengthToWin; ++i) {
if (board[top+i][right-i] != board[top][right]) {
break diag2;
}
}
return board[top][right];
}
}
}
// Check for a completely full board.
boolean isFull = true;
full: for (int row = 0; row < board.length; ++row) {
for (int col = 0; col < board.length; ++col) {
if (board[row][col] == Square.NONE) {
isFull = false;
break full;
}
}
}
// The board is full.
if (isFull) {
return Square.NONE;
}
// The board is not full and we didn't find a solution.
else {
return null;
}
}
}
Я не так хорошо знаю Java, но я знаю C, поэтому я попробовал идея магического квадрата adk (вместе с Ограничение поиска аппаратного обеспечения).
// tic-tac-toe.c
// to compile:
// % gcc -o tic-tac-toe tic-tac-toe.c
// to run:
// % ./tic-tac-toe
#include <stdio.h>
// the two types of marks available
typedef enum { Empty=2, X=0, O=1, NumMarks=2 } Mark;
char const MarkToChar[] = "XO ";
// a structure to hold the sums of each kind of mark
typedef struct { unsigned char of[NumMarks]; } Sum;
// a cell in the board, which has a particular value
#define MAGIC_NUMBER 15
typedef struct {
Mark mark;
unsigned char const value;
size_t const num_sums;
Sum * const sums[4];
} Cell;
#define NUM_ROWS 3
#define NUM_COLS 3
// create a sum for each possible tic-tac-toe
Sum row[NUM_ROWS] = {0};
Sum col[NUM_COLS] = {0};
Sum nw_diag = {0};
Sum ne_diag = {0};
// initialize the board values so any row, column, or diagonal adds to
// MAGIC_NUMBER, and so they each record their sums in the proper rows, columns,
// and diagonals
Cell board[NUM_ROWS][NUM_COLS] = {
{
{ Empty, 8, 3, { &row[0], &col[0], &nw_diag } },
{ Empty, 1, 2, { &row[0], &col[1] } },
{ Empty, 6, 3, { &row[0], &col[2], &ne_diag } },
},
{
{ Empty, 3, 2, { &row[1], &col[0] } },
{ Empty, 5, 4, { &row[1], &col[1], &nw_diag, &ne_diag } },
{ Empty, 7, 2, { &row[1], &col[2] } },
},
{
{ Empty, 4, 3, { &row[2], &col[0], &ne_diag } },
{ Empty, 9, 2, { &row[2], &col[1] } },
{ Empty, 2, 3, { &row[2], &col[2], &nw_diag } },
}
};
// print the board
void show_board(void)
{
size_t r, c;
for (r = 0; r < NUM_ROWS; r++)
{
if (r > 0) { printf("---+---+---\n"); }
for (c = 0; c < NUM_COLS; c++)
{
if (c > 0) { printf("|"); }
printf(" %c ", MarkToChar[board[r][c].mark]);
}
printf("\n");
}
}
// run the game, asking the player for inputs for each side
int main(int argc, char * argv[])
{
size_t m;
show_board();
printf("Enter moves as \"<row> <col>\" (no quotes, zero indexed)\n");
for( m = 0; m < NUM_ROWS * NUM_COLS; m++ )
{
Mark const mark = (Mark) (m % NumMarks);
size_t c, r;
// read the player's move
do
{
printf("%c's move: ", MarkToChar[mark]);
fflush(stdout);
scanf("%d %d", &r, &c);
if (r >= NUM_ROWS || c >= NUM_COLS)
{
printf("illegal move (off the board), try again\n");
}
else if (board[r][c].mark != Empty)
{
printf("illegal move (already taken), try again\n");
}
else
{
break;
}
}
while (1);
{
Cell * const cell = &(board[r][c]);
size_t s;
// update the board state
cell->mark = mark;
show_board();
// check for tic-tac-toe
for (s = 0; s < cell->num_sums; s++)
{
cell->sums[s]->of[mark] += cell->value;
if (cell->sums[s]->of[mark] == MAGIC_NUMBER)
{
printf("tic-tac-toe! %c wins!\n", MarkToChar[mark]);
goto done;
}
}
}
}
printf("stalemate... nobody wins :(\n");
done:
return 0;
}
Он хорошо компилируется и тестируется.
% gcc -o tic-tac-toe tic-tac-toe.c
% ./tic-tac-toe
| |
---+---+---
| |
---+---+---
| |
Enter moves as " " (no quotes, zero indexed)
X's move: 1 2
| |
---+---+---
| | X
---+---+---
| |
O's move: 1 2
illegal move (already taken), try again
O's move: 3 3
illegal move (off the board), try again
O's move: 2 2
| |
---+---+---
| | X
---+---+---
| | O
X's move: 1 0
| |
---+---+---
X | | X
---+---+---
| | O
O's move: 1 1
| |
---+---+---
X | O | X
---+---+---
| | O
X's move: 0 0
X | |
---+---+---
X | O | X
---+---+---
| | O
O's move: 2 0
X | |
---+---+---
X | O | X
---+---+---
O | | O
X's move: 2 1
X | |
---+---+---
X | O | X
---+---+---
O | X | O
O's move: 0 2
X | | O
---+---+---
X | O | X
---+---+---
O | X | O
tic-tac-toe! O wins!
% ./tic-tac-toe
| |
---+---+---
| |
---+---+---
| |
Enter moves as " " (no quotes, zero indexed)
X's move: 0 0
X | |
---+---+---
| |
---+---+---
| |
O's move: 0 1
X | O |
---+---+---
| |
---+---+---
| |
X's move: 0 2
X | O | X
---+---+---
| |
---+---+---
| |
O's move: 1 0
X | O | X
---+---+---
O | |
---+---+---
| |
X's move: 1 1
X | O | X
---+---+---
O | X |
---+---+---
| |
O's move: 2 0
X | O | X
---+---+---
O | X |
---+---+---
O | |
X's move: 2 1
X | O | X
---+---+---
O | X |
---+---+---
O | X |
O's move: 2 2
X | O | X
---+---+---
O | X |
---+---+---
O | X | O
X's move: 1 2
X | O | X
---+---+---
O | X | X
---+---+---
O | X | O
stalemate... nobody wins :(
%
Это было весело, спасибо!
На самом деле, если подумать, вам не нужен магический квадрат, просто подсчет для каждой строки / столбца / диагонали.Это немного проще, чем обобщить магический квадрат на n × n матрицы, поскольку вам просто нужно сосчитать до n.
Мне задали тот же вопрос в одном из моих интервью.Мои мысли:Инициализируйте матрицу с помощью 0.Сохраните 3 массива 1)sum_row (размер n) 2) sum_column (размер n) 3) diagonal (размер 2)
Для каждого хода на (X) уменьшайте значение поля на 1 и для каждого хода на (0) увеличивайте его на 1.В любой момент, если строка / столбец / диагональ, которые были изменены в текущем ходе, имеют сумму -3 или +3, означает, что кто-то выиграл партию.Для розыгрыша мы можем использовать описанный выше подход, чтобы сохранить переменную moveCount.
Ты думаешь , я чего - то не понимаю ?
Редактировать:То же самое можно использовать для матрицы nxn.Сумма должна быть четной +3 или -3.
непериодический способ определить, была ли точка на антидиагностическом:
`if (x + y == n - 1)`
Я произвел некоторую оптимизацию в проверках строк, колонок, диагоналей.В основном это решается в первом вложенном цикле, нужно ли нам проверять определенный столбец или диагональ.Таким образом, мы избегаем проверки столбцов или диагоналей, экономя время.Это оказывает большое влияние, когда размер доски больше и значительное количество ячеек не заполнено.
Вот java-код для этого.
int gameState(int values[][], int boardSz) {
boolean colCheckNotRequired[] = new boolean[boardSz];//default is false
boolean diag1CheckNotRequired = false;
boolean diag2CheckNotRequired = false;
boolean allFilled = true;
int x_count = 0;
int o_count = 0;
/* Check rows */
for (int i = 0; i < boardSz; i++) {
x_count = o_count = 0;
for (int j = 0; j < boardSz; j++) {
if(values[i][j] == x_val)x_count++;
if(values[i][j] == o_val)o_count++;
if(values[i][j] == 0)
{
colCheckNotRequired[j] = true;
if(i==j)diag1CheckNotRequired = true;
if(i + j == boardSz - 1)diag2CheckNotRequired = true;
allFilled = false;
//No need check further
break;
}
}
if(x_count == boardSz)return X_WIN;
if(o_count == boardSz)return O_WIN;
}
/* check cols */
for (int i = 0; i < boardSz; i++) {
x_count = o_count = 0;
if(colCheckNotRequired[i] == false)
{
for (int j = 0; j < boardSz; j++) {
if(values[j][i] == x_val)x_count++;
if(values[j][i] == o_val)o_count++;
//No need check further
if(values[i][j] == 0)break;
}
if(x_count == boardSz)return X_WIN;
if(o_count == boardSz)return O_WIN;
}
}
x_count = o_count = 0;
/* check diagonal 1 */
if(diag1CheckNotRequired == false)
{
for (int i = 0; i < boardSz; i++) {
if(values[i][i] == x_val)x_count++;
if(values[i][i] == o_val)o_count++;
if(values[i][i] == 0)break;
}
if(x_count == boardSz)return X_WIN;
if(o_count == boardSz)return O_WIN;
}
x_count = o_count = 0;
/* check diagonal 2 */
if( diag2CheckNotRequired == false)
{
for (int i = boardSz - 1,j = 0; i >= 0 && j < boardSz; i--,j++) {
if(values[j][i] == x_val)x_count++;
if(values[j][i] == o_val)o_count++;
if(values[j][i] == 0)break;
}
if(x_count == boardSz)return X_WIN;
if(o_count == boardSz)return O_WIN;
x_count = o_count = 0;
}
if( allFilled == true)
{
for (int i = 0; i < boardSz; i++) {
for (int j = 0; j < boardSz; j++) {
if (values[i][j] == 0) {
allFilled = false;
break;
}
}
if (allFilled == false) {
break;
}
}
}
if (allFilled)
return DRAW;
return INPROGRESS;
}
Я опаздываю на вечеринку, но я хотел бы указать на одно преимущество, которое я обнаружил в использовании магический квадрат, а именно, что он может быть использован для получения ссылки на квадрат, который приведет к выигрышу или проигрышу на следующем ходу, а не просто использоваться для вычисления окончания игры.
Возьмите этот волшебный квадрат:
4 9 2
3 5 7
8 1 6
Во-первых, настройте scores массив, который увеличивается каждый раз, когда выполняется перемещение.Видишь этот ответ для получения подробной информации.Теперь, если мы незаконно разыграем X два раза подряд при [0,0] и [0,1], то scores массив выглядит примерно так:
[7, 0, 0, 4, 3, 0, 4, 0];
И доска выглядит вот так:
X . .
X . .
. . .
Затем все, что нам нужно сделать, чтобы получить ссылку на то, на каком квадрате нужно выиграть / заблокировать, это:
get_winning_move = function() {
for (var i = 0, i < scores.length; i++) {
// keep track of the number of times pieces were added to the row
// subtract when the opposite team adds a piece
if (scores[i].inc === 2) {
return 15 - state[i].val; // 8
}
}
}
На самом деле реализация требует нескольких дополнительных трюков, таких как обработка пронумерованных ключей (в JavaScript), но я нашел это довольно простым, и мне понравилась математика для развлечения.
Мне нравится этот алгоритм, поскольку он использует представление платы размером 1x9 против 3x3.
private int[] board = new int[9];
private static final int[] START = new int[] { 0, 3, 6, 0, 1, 2, 0, 2 };
private static final int[] INCR = new int[] { 1, 1, 1, 3, 3, 3, 4, 2 };
private static int SIZE = 3;
/**
* Determines if there is a winner in tic-tac-toe board.
* @return {@code 0} for draw, {@code 1} for 'X', {@code -1} for 'Y'
*/
public int hasWinner() {
for (int i = 0; i < START.length; i++) {
int sum = 0;
for (int j = 0; j < SIZE; j++) {
sum += board[START[i] + j * INCR[i]];
}
if (Math.abs(sum) == SIZE) {
return sum / SIZE;
}
}
return 0;
}
Другой вариант:сгенерируйте свою таблицу с помощью кода.С точки зрения симметрии, есть только три способа выиграть:краевой ряд, средний ряд или диагональный.Возьми этих троих и раскручивай их всеми возможными способами:
def spin(g): return set([g, turn(g), turn(turn(g)), turn(turn(turn(g)))])
def turn(g): return tuple(tuple(g[y][x] for y in (0,1,2)) for x in (2,1,0))
X,s = 'X.'
XXX = X, X, X
sss = s, s, s
ways_to_win = ( spin((XXX, sss, sss))
| spin((sss, XXX, sss))
| spin(((X,s,s),
(s,X,s),
(s,s,X))))
Эти симметрии могут найти больше применений в вашем игровом коде:если вы попадаете на доску, повернутую версию которой вы уже видели, вы можете просто взять из нее кэшированное значение или кэшированный лучший ход (и развернуть его обратно).Обычно это происходит намного быстрее, чем оценка поддерева игры.
(Переключение влево и вправо может помочь таким же образом;здесь это было не нужно, потому что набор поворотов выигрышных паттернов зеркально симметричен.)
Вот решение, которое я придумал, оно сохраняет символы в виде символов и использует значение int символа, чтобы выяснить, выиграл ли X или O (посмотрите на код рефери)
public class TicTacToe {
public static final char BLANK = '\u0000';
private final char[][] board;
private int moveCount;
private Referee referee;
public TicTacToe(int gridSize) {
if (gridSize < 3)
throw new IllegalArgumentException("TicTacToe board size has to be minimum 3x3 grid");
board = new char[gridSize][gridSize];
referee = new Referee(gridSize);
}
public char[][] displayBoard() {
return board.clone();
}
public String move(int x, int y) {
if (board[x][y] != BLANK)
return "(" + x + "," + y + ") is already occupied";
board[x][y] = whoseTurn();
return referee.isGameOver(x, y, board[x][y], ++moveCount);
}
private char whoseTurn() {
return moveCount % 2 == 0 ? 'X' : 'O';
}
private class Referee {
private static final int NO_OF_DIAGONALS = 2;
private static final int MINOR = 1;
private static final int PRINCIPAL = 0;
private final int gridSize;
private final int[] rowTotal;
private final int[] colTotal;
private final int[] diagonalTotal;
private Referee(int size) {
gridSize = size;
rowTotal = new int[size];
colTotal = new int[size];
diagonalTotal = new int[NO_OF_DIAGONALS];
}
private String isGameOver(int x, int y, char symbol, int moveCount) {
if (isWinningMove(x, y, symbol))
return symbol + " won the game!";
if (isBoardCompletelyFilled(moveCount))
return "Its a Draw!";
return "continue";
}
private boolean isBoardCompletelyFilled(int moveCount) {
return moveCount == gridSize * gridSize;
}
private boolean isWinningMove(int x, int y, char symbol) {
if (isPrincipalDiagonal(x, y) && allSymbolsMatch(symbol, diagonalTotal, PRINCIPAL))
return true;
if (isMinorDiagonal(x, y) && allSymbolsMatch(symbol, diagonalTotal, MINOR))
return true;
return allSymbolsMatch(symbol, rowTotal, x) || allSymbolsMatch(symbol, colTotal, y);
}
private boolean allSymbolsMatch(char symbol, int[] total, int index) {
total[index] += symbol;
return total[index] / gridSize == symbol;
}
private boolean isPrincipalDiagonal(int x, int y) {
return x == y;
}
private boolean isMinorDiagonal(int x, int y) {
return x + y == gridSize - 1;
}
}
}
Также вот мои модульные тесты, чтобы проверить, что это действительно работает
import static com.agilefaqs.tdd.demo.TicTacToe.BLANK;
import static org.junit.Assert.assertArrayEquals;
import static org.junit.Assert.assertEquals;
import org.junit.Test;
public class TicTacToeTest {
private TicTacToe game = new TicTacToe(3);
@Test
public void allCellsAreEmptyInANewGame() {
assertBoardIs(new char[][] { { BLANK, BLANK, BLANK },
{ BLANK, BLANK, BLANK },
{ BLANK, BLANK, BLANK } });
}
@Test(expected = IllegalArgumentException.class)
public void boardHasToBeMinimum3x3Grid() {
new TicTacToe(2);
}
@Test
public void firstPlayersMoveMarks_X_OnTheBoard() {
assertEquals("continue", game.move(1, 1));
assertBoardIs(new char[][] { { BLANK, BLANK, BLANK },
{ BLANK, 'X', BLANK },
{ BLANK, BLANK, BLANK } });
}
@Test
public void secondPlayersMoveMarks_O_OnTheBoard() {
game.move(1, 1);
assertEquals("continue", game.move(2, 2));
assertBoardIs(new char[][] { { BLANK, BLANK, BLANK },
{ BLANK, 'X', BLANK },
{ BLANK, BLANK, 'O' } });
}
@Test
public void playerCanOnlyMoveToAnEmptyCell() {
game.move(1, 1);
assertEquals("(1,1) is already occupied", game.move(1, 1));
}
@Test
public void firstPlayerWithAllSymbolsInOneRowWins() {
game.move(0, 0);
game.move(1, 0);
game.move(0, 1);
game.move(2, 1);
assertEquals("X won the game!", game.move(0, 2));
}
@Test
public void firstPlayerWithAllSymbolsInOneColumnWins() {
game.move(1, 1);
game.move(0, 0);
game.move(2, 1);
game.move(1, 0);
game.move(2, 2);
assertEquals("O won the game!", game.move(2, 0));
}
@Test
public void firstPlayerWithAllSymbolsInPrincipalDiagonalWins() {
game.move(0, 0);
game.move(1, 0);
game.move(1, 1);
game.move(2, 1);
assertEquals("X won the game!", game.move(2, 2));
}
@Test
public void firstPlayerWithAllSymbolsInMinorDiagonalWins() {
game.move(0, 2);
game.move(1, 0);
game.move(1, 1);
game.move(2, 1);
assertEquals("X won the game!", game.move(2, 0));
}
@Test
public void whenAllCellsAreFilledTheGameIsADraw() {
game.move(0, 2);
game.move(1, 1);
game.move(1, 0);
game.move(2, 1);
game.move(2, 2);
game.move(0, 0);
game.move(0, 1);
game.move(1, 2);
assertEquals("Its a Draw!", game.move(2, 0));
}
private void assertBoardIs(char[][] expectedBoard) {
assertArrayEquals(expectedBoard, game.displayBoard());
}
}
Полное решение: https://github.com/nashjain/tictactoe/tree/master/java
Как насчет следующего подхода для 9 слотов?Объявите 9 целочисленных переменных для матрицы 3x3 (a1,a2 ....a9), где a1, a2, a3 представляют строку-1, а a1, a4, a7 образуют столбец-1 (вы поняли идею).Используйте "1" для обозначения Игрока-1 и "2" для обозначения Игрока-2.
Существует 8 возможных выигрышных комбинаций:Победа-1:a1 + a2 + a3 (ответ может быть 3 или 6 в зависимости от того, какой игрок выиграл) Победа-2:a4 + a5 + a6 Победа-3:a7+ a8 + a9 Победа-4:a1+a4+a7 ....Победа-7:a1 + a5 + a9 Выигрыш-8:a3+ a5+ a7
Теперь мы знаем, что если первый игрок пересекает a1, то нам нужно переоценить сумму 3 переменных:Победа-1, Победа-4 и Победа-7.Какая бы переменная 'Win-?' ни достигла 3 или 6 первой, выигрывает игру.Если переменная Win-1 первой достигает 6, то выигрывает Игрок-2.
Я понимаю, что это решение нелегко масштабируется.
Это действительно простой способ проверить.
public class Game() {
Game player1 = new Game('x');
Game player2 = new Game('o');
char piece;
Game(char piece) {
this.piece = piece;
}
public void checkWin(Game player) {
// check horizontal win
for (int i = 0; i <= 6; i += 3) {
if (board[i] == player.piece &&
board[i + 1] == player.piece &&
board[i + 2] == player.piece)
endGame(player);
}
// check vertical win
for (int i = 0; i <= 2; i++) {
if (board[i] == player.piece &&
board[i + 3] == player.piece &&
board[i + 6] == player.piece)
endGame(player);
}
// check diagonal win
if ((board[0] == player.piece &&
board[4] == player.piece &&
board[8] == player.piece) ||
board[2] == player.piece &&
board[4] == player.piece &&
board[6] == player.piece)
endGame(player);
}
}
Если у вас, например, есть поле границы 5 * 5, я использовал следующий метод проверки:
public static boolean checkWin(char symb) {
int SIZE = 5;
for (int i = 0; i < SIZE-1; i++) {
for (int j = 0; j <SIZE-1 ; j++) {
//vertical checking
if (map[0][j] == symb && map[1][j] == symb && map[2][j] == symb && map[3][j] == symb && map[4][j] == symb) return true; // j=0
}
//horisontal checking
if(map[i][0] == symb && map[i][1] == symb && map[i][2] == symb && map[i][3] == symb && map[i][4] == symb) return true; // i=0
}
//diagonal checking (5*5)
if (map[0][0] == symb && map[1][1] == symb && map[2][2] == symb && map[3][3] == symb && map[4][4] == symb) return true;
if (map[4][0] == symb && map[3][1] == symb && map[2][2] == symb && map[1][3] == symb && map[0][4] == symb) return true;
return false;
}
Я думаю, это более понятный, но, вероятно, не самый оптимальный способ.
Вот мое решение с использованием 2-мерного массива:
private static final int dimension = 3;
private static final int[][] board = new int[dimension][dimension];
private static final int xwins = dimension * 1;
private static final int owins = dimension * -1;
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
int count = 0;
boolean keepPlaying = true;
boolean xsTurn = true;
while (keepPlaying) {
xsTurn = (count % 2 == 0);
System.out.print("Enter i-j in the format:");
if (xsTurn) {
System.out.println(" X plays: ");
} else {
System.out.println(" O plays: ");
}
String result = null;
while (result == null) {
result = parseInput(scanner, xsTurn);
}
String[] xy = result.split(",");
int x = Integer.parseInt(xy[0]);
int y = Integer.parseInt(xy[1]);
keepPlaying = makeMove(xsTurn, x, y);
count++;
}
if (xsTurn) {
System.out.print("X");
} else {
System.out.print("O");
}
System.out.println(" WON");
printArrayBoard(board);
}
private static String parseInput(Scanner scanner, boolean xsTurn) {
String line = scanner.nextLine();
String[] values = line.split("-");
int x = Integer.parseInt(values[0]);
int y = Integer.parseInt(values[1]);
boolean alreadyPlayed = alreadyPlayed(x, y);
String result = null;
if (alreadyPlayed) {
System.out.println("Already played in this x-y. Retry");
} else {
result = "" + x + "," + y;
}
return result;
}
private static boolean alreadyPlayed(int x, int y) {
System.out.println("x-y: " + x + "-" + y + " board[x][y]: " + board[x][y]);
if (board[x][y] != 0) {
return true;
}
return false;
}
private static void printArrayBoard(int[][] board) {
for (int i = 0; i < dimension; i++) {
int[] height = board[i];
for (int j = 0; j < dimension; j++) {
System.out.print(height[j] + " ");
}
System.out.println();
}
}
private static boolean makeMove(boolean xo, int x, int y) {
if (xo) {
board[x][y] = 1;
} else {
board[x][y] = -1;
}
boolean didWin = checkBoard();
if (didWin) {
System.out.println("keep playing");
}
return didWin;
}
private static boolean checkBoard() {
//check horizontal
int[] horizontalTotal = new int[dimension];
for (int i = 0; i < dimension; i++) {
int[] height = board[i];
int total = 0;
for (int j = 0; j < dimension; j++) {
total += height[j];
}
horizontalTotal[i] = total;
}
for (int a = 0; a < horizontalTotal.length; a++) {
if (horizontalTotal[a] == xwins || horizontalTotal[a] == owins) {
System.out.println("horizontal");
return false;
}
}
//check vertical
int[] verticalTotal = new int[dimension];
for (int j = 0; j < dimension; j++) {
int total = 0;
for (int i = 0; i < dimension; i++) {
total += board[i][j];
}
verticalTotal[j] = total;
}
for (int a = 0; a < verticalTotal.length; a++) {
if (verticalTotal[a] == xwins || verticalTotal[a] == owins) {
System.out.println("vertical");
return false;
}
}
//check diagonal
int total1 = 0;
int total2 = 0;
for (int i = 0; i < dimension; i++) {
for (int j = 0; j < dimension; j++) {
if (i == j) {
total1 += board[i][j];
}
if (i == (dimension - 1 - j)) {
total2 += board[i][j];
}
}
}
if (total1 == xwins || total1 == owins) {
System.out.println("diagonal 1");
return false;
}
if (total2 == xwins || total2 == owins) {
System.out.println("diagonal 2");
return false;
}
return true;
}
Постоянное время O (8), в среднем 4 коротких И .Игрок = короткий номер.Требуется дополнительная проверка, чтобы убедиться, что перемещение допустимо.
// O(8)
boolean isWinner(short X) {
for (int i = 0; i < 8; i++)
if ((X & winCombinations[i]) == winCombinations[i])
return true;
return false;
}
short[] winCombinations = new short[]{
7, 7 << 3, 7 << 6, // horizontal
73, 73 << 1, 73 << 2, // vertical
273, // diagonal
84 // anti-diagonal
};
for (short X = 0; X < 511; X++)
System.out.println(isWinner(X));
Однажды я разработал алгоритм для этого в рамках научного проекта.
По сути, вы рекурсивно делите доску на несколько перекрывающихся прямоугольников 2х2, тестируя различные возможные комбинации для выигрыша на квадрате 2х2.
Это медленно, но имеет то преимущество, что работает на плате любого размера с довольно линейными требованиями к памяти.
Хотел бы я найти свою реализацию
