详解CocosCreator华容道数字拼盘

前言

华容道是啥玩意？

这种数字拼图游戏大家都玩过吧，他就是典型的华容道之一。

华容道是古老的中国民间益智游戏，以其变化多端、百玩不厌的特点与魔方、独立钻石棋一起被国外智力专家并称为“智力游戏界的三个不可思议”。

今天咱们就来了解一下这个华容道。

正文

今天咱们主要以3*3的布局来进行，菜鸟用cocos creator 写了一个简单的demo，下面咱们逐步说一下

1.面板

首先咱们随机生成一个面板排列

详解CocosCreator华容道数字拼盘

2.华容道求解

思路：

穷举法：大家都知道这种游戏的玩法，滑动其中可以滑动的方格，将打乱的方格按照上边数字从小到大的顺序依次排列即可通关。在这里菜鸟利用了穷举法，在每种可能的情况中去查找最优解。

在穷举法中我们常见的有：

广度搜索：广度优先搜索，会优先搜索所有方向的第一步，然后再接着搜索每一个可行的方向的第二步，以此类推
深度搜索：深度优先搜索，会在一个方向一直搜下去，直到这条路走不通，才会考虑第二个方向

在这里我们用的是广度优先搜索，我们只需要拿到最优解，也就是步数最少的。
具体操作如图：

详解CocosCreator华容道数字拼盘

我们以前三步为例，

第一步我们有三种走法，
第二步我们需要在第一步的基础上再移动方块，每一种又会延伸出更多的可能性，
我们需要把每一种可能性都存储起来，
下一步的移动是基于上一步所有可能性的基础再去移动
在第三步的时候我们会发现会出现重复的情况，所有我们要进行减支，将重复的分支及时的处理掉，
虽然处理掉了重复的分支，但是分支的数量也会成倍的增加，就拿示例中的排列，随着步数的增加，分支的数量如图显示

详解CocosCreator华容道数字拼盘

一旦有分支检测到了已通关，那么广度搜索就结束了
最终会的得到每一步的一个移动过程

详解CocosCreator华容道数字拼盘

得到了解，我们可以应用到demo，检测是否可以通关

点击demo中的自动排列

详解CocosCreator华容道数字拼盘

3.代码

//循环遍历求解
while (true) {
    let steps: Array<any> = [];
    let lastGrad: Array<any> = this.mMapData[this.mMapData.length - 1];
    console.log(lastGrad.length);
    //遍历作最后一个梯度中所有的结果，求解下一步
    for (let i = 0; i < lastGrad.length; i++) {
        let matrix = lastGrad[i]["matrix"];
        let answer = lastGrad[i]["answer"];
        let result: Array<any> = this.move(matrix, answer, steps);
        if (result) {
            console.log("结果：", result);
            resolve(result);
            return;
        }
    }

    if(steps.length<=0){
        console.log("查询结果失败，");
        resolve(null);
        return;
    }
    this.mMapData.push(steps);
}

private move(matrix: Array<number>, answer: Array<any>, steps: Array<any>): Array<any> {
    for (let i = 0; i < matrix.length; i++) {
        if (matrix[i] != -1) {  //不是空位，检测是否可移动，获取可移动结果
            //检测上下左右是否可以移动，
            let result0: Array<any> = this.moveUp(i, matrix, answer, steps);
            let result1: Array<any> = this.moveDown(i, matrix, answer, steps);
            let result2: Array<any> = this.moveLeft(i, matrix, answer, steps);
            let result3: Array<any> = this.moveRight(i, matrix, answer, steps);

            if (result1) {
                return result1;
            }
            if (result2) {
                return result2;
            }
            if (result0) {
                return result0;
            }
            if (result3) {
                return result3;
            }
        }
    }
    return null;
}

private moveRight(i: number, matrix: Array<number>, answer: Array<any>, steps: Array<any>): Array<any> {
    let line: number = i % this.mLine;
    let row: number = Math.floor(i / this.mLine);
    if (line + 1 >= this.mLine) return null;  //超出边界
    let targetIndex: number = row * this.mLine + (line + 1);
    if ( matrix[targetIndex] != -1) return null;  //不可移动
    //移动
    //移动
    //复制新的数组进行修改
    let newMatrix: Array<number> = JSON.parse(JSON.stringify(matrix));
    let newAnswer: Array<any> = JSON.parse(JSON.stringify(answer));
    //互换位置
    let temp: number = newMatrix[i];
    newMatrix[i] = newMatrix[targetIndex];
    newMatrix[targetIndex] = temp;
    newAnswer.push({ "index": i, "dic": 3 });

    if (this.checkIsExist(newMatrix)) {
        return null;
    }

    if (this.checkPass(newMatrix)) {
        return newAnswer;
    }
    let step: any = {};
    step["matrix"] = newMatrix;
    step["answer"] = newAnswer;
    steps.push(step);
}
/**
 * 检测是否通关
 */
private checkPass(matrix: Array<number>): boolean {
    if (matrix[this.mRow * this.mLine - 1] != -1) return false;
    for (let i = 0; i < this.mRow * this.mLine - 1; i++) {
        if (matrix[i] != i + 1) {
            return false;
        }
    }
    console.log(matrix)
    return true;
}
/**
 * 检测是否重复
 */
private checkIsExist(matrix): boolean {
    if (this.mMapMatrixS[JSON.stringify(matrix)]) {
        return true;
    }
    this.mMapMatrixS[JSON.stringify(matrix)] ="1";
    return false;
}