基本思想
魔方共有26块,其中6块位于每一面的中央位置,当魔方转动时他们是不动的;有8块位于顶角位置,各有三个不同颜色的小面;剩余12块各有二个不同颜色的小面。根据这个特点,我们规定魔方的前后面为A面,上下面为S面,左右面为D面。配置颜色值顺序:A>S>D。定义数组a[6]存放6个中央小块的颜色,b[12]存放12个有两个小面的块的颜色,c[8]存放有三个小面的块的颜色,a[i]的数值在015之间且各不相同;设b[i]所临的两个面:B1>B2,则b[i]的03这4个字节存放B2的值,47这4个字节存放B1的值;c[i]的03这4个字节存放D面的颜色值,47这4个字节存放S面的颜色值,811这4个字节存放A面的颜色值。
问题的提出
怎样实现魔方各个面的转动?
怎样实现魔方的旋转以使游戏者能够寻找每一小块的位置?
怎样检测魔方是否已排成,即每一面的9小块颜色一致?
问题的解决
由于魔方共有6个面,因此只需编写6个转换的子函数。下面以其中两个为例说明这些子函数的算法:
intm(ints){intd;d=((s&Oxf)|(s>>4);returnd;}
intn(ints){intd;d=(s>>8)|(s&Oxf)<<8)|(s&OxfO);returnd;}
voidc1(){intt;
t=b[0];b[0]=m(b[4]);b[4]=m(b[8]);b[8]=m(b[5]);b[5]=m(t);
t=c[0];c[0]=n(b[4]);b[4]=n(b[5]);c[5]=n(c[1]);c[1]=n(t);
函数intm(ints)将s的03字节和47字节的值相交换,intn(ints)将s的03字节和811字节的值相交换。
函数c1()实现的是魔方上层的转动,因为魔方的上层转换时将c[i]的D面变成A面,将A面变成D面,而S面仍是S面,所以要将参和转动的c(i)的03字节和811字节相交换,然后将每一个ci[i]的值循环交换;由于[i]是将AS面变为SD面或将SD面变为AS面,因此要将参和转动的每一个b[i]的03字节和47字节的值相交换,然后将每一个b[i]的值循环交换。这样魔方上层的转动就完成了。
int1(ints){intd;d=(s>>8<<4) ((s&OxfO)
<<4) (s&Oxf);returnd;}
voidc3(){intt;
t=b[3];b[3]=b[7];b[7]=b[11];b[11]=b[4];b[4]=t;
t=c[0];c[0]=l(c[3]);c[3]=l(c[7]);c[7]=l(c[4]);c[4]=l(t);}
函数intl(ints)是将s的47字节和811字节相交换。函数c3()实现的是魔方左层的转动。因为参和转动的每一个b[i]不是AD面就是SD面,因此转动时只要将各b[i]的值循环交换即可。而每一个c[i]是ASD面和SAD面之间的变换,所以先将各c[i]的47字节和811字节相交换,然后将各c[i]的值循环交换即可。这样魔方的左层转动就完成了。其他子函数的算法类似。
实现魔方向右和向上的旋转。向上旋转可先施行左层和右层向上转动,然后中间层的a[i]和b[i]的值循环交换即可,程式如下:
voidturn1(){intt;c4();c3()};
t=a[0];a[0]=a[4];a[4]=a[5];a[5]=a[2];a[2]=t;
t=b[0];b[0]=m(b[2];b[2]=m(b[2]);b[2]=b[10];b[10]=m(b[8]);b[8]=m(t);}
向右旋转的方法类似。
检测魔方是否已排成,只需检测每一个b[i]的值是否和他相临的两个面的中央小块a[j]和a[l]的值相符(设面J>L),即是否有b[i]=a[j]<<4 a[l];同时是滞有每一个c[i]==a[j]<<8 a[l]<<4 a[h](面J>L>H),假如对于任何的c[i]都满足条件,则说明魔方已排完。
游戏过程:
本程式运行后电脑自动将魔方打乱,然后由游戏者通过键盘来将魔方排成每九个小面的颜色一致。操作方法:'↑'使魔方向上转动,'→'使魔方向右转,由一个蓝色圆圈标志他的上下、左右、前后六个层的位置,按空格键使层转动。A键和S键控制圆圈标志双向转换。按Esc键可退出游戏。
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