c++ - 推荐用于 gem 迷阵游戏的改进匹配查找算法？

Question

我正在尝试确定一种合理的方法来为每行和每列查找 3、4 或 5 个匹配项。玩家在游戏板上寻找相同“ gem ”所在的区域(行或列)，在交换两个相邻的棋子(每轮交换一个)后，重复 3-5 个连续点。

这是一个配对 Action 的示例场景:

• 玩家移动前的棋盘(粗体表示需要交换):

  A C B B C

  D D B A D

  D A A C C

  A D B B A

  D C D A A

• 玩家移动后的棋盘(粗体表示匹配结果):

  A C B B C

  D D B A D

  D A A C C

  D A B B A

  D C D A A

在此示例中，在第一行之后的第一列中有 4 个“D”匹配项。我试图弄清楚如何在 1.) 游戏开始时创建棋盘并且棋盘随机化多次以消除直接匹配，以及 2.) 玩家移动后如何找到此类匹配。如果工作正常，程序将能够在程序本身或播放器进行正确交换后检测到匹配项。

我尝试过的每一种算法都导致循环越界和/或在交换后不正确地找到所有结果匹配项。通过这个，我的意思是程序有时会尝试在数组外搜索，因为我没有成功地告诉程序如何根据当前位置“调整”其数组搜索。即使它不会导致运行时错误，它仍然会显示不正确的结果。例如，玩家会看到棋盘上至少显示了一场完整比赛，这并不好。

以下是我尝试过的两个过程的解释:

• 后面的空格。从当前位置开始，检查同一行中的前方 四个空格(如果该行中剩余的空格少于四个，则检查更少)。首先检查五人的匹配，包括当前位置；如果没有，检查四个(减去一个点)；如果没有，检查三个(减去一个点)；如果没有，则未找到匹配项。对下方列重复相同的检查。

• 前面的空格。从当前位置开始，检查同一行中后退四个空格(如果第一个位置之间的空格少于四个，则检查更少)在行和当前位置)。首先检查五人的匹配，包括当前位置；如果没有，检查四个(减去一个点)；如果没有，检查三个(减去一个点)；如果没有，则未找到匹配项。对上列重复相同的检查。

这是需要这种工作算法的主要功能。此处使用我的 Gem 类(目前已损坏)可能对请求并不重要，因此我不会添加它，除非它有帮助。

bool Board::findMatches(bool scoringMove) // false if board is being setup before game
{
    bool matchesFound = false;

    // loops through entire board, where "size" is the width, not the number of spots
    for (int i = 0; i < size.getSize()*size.getSize(); i++)
    {
        // loops for each type of Gem, six total (_not identical to given example_)
        for (int k = 0; k < gems.getNumGems(); k++)
        {
            Gem traverseGems(k); // next Gem (in sequence)
            char nextGem = traverseGems.getGem(); // next Gem set to a char

            // ROWS check
            // default match search for 3-match
            if ((i < (size.getSize()*size.getSize())-4)
            && (board[i]->getGem() == nextGem)
            && (board[i+1]->getGem() == nextGem)
            && (board[i+2]->getGem() == nextGem))
            {
                // if the player is making a move
                if (!scoringMove)
                    return true;

                matchesFound = true;

                // just adds points to score; irrelevant to algorithm
                scoreMatches(3, 'R', i, 3);

                // no 4-match, but a 3-match
                if (board[i+3]->getGem() != nextGem)
                    scoreMatches(3, 'R', i, 3);
                else
                    scoreMatches(4, 'R', i, 4);

                // 5-match found
                if (board[i+3]->getGem() == nextGem && board[i+4]->getGem() == nextGem)
                    scoreMatches(5, 'R', i, 5);
            }

            // COLUMNS check (comments for rows check apply here as well)

            if ((i <= (size.getSize()-1))
            && (board[i]->getGem() == nextGem)
            && (board[i+size.getSize()]->getGem() == nextGem)
            && (board[i+(size.getSize()*2)]->getGem() == nextGem))
            {
                if (!scoringMove)
                    return true;

                matchesFound = true;

                scoreMatches(3, 'C', i, 3);

                if (board[i+(size*3)]->getGem() != nextGem)
                    scoreMatches(3, 'C', i, 3);
                else
                    scoreMatches(4, 'C', i, 4);
                if (board[i+(size*3)]->getGem() == nextGem && board[i+(size*4)]->getGem() == nextGem)
                    scoreMatches(5, 'C', i, 5);
            }
        }
    }

    return matchesFound;
}

Board.h

#ifndef BOARD_H
#define BOARD_H

#include "Size.h"
#include "Score.h"
#include "Move.h"
#include "Gem.h"

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <ctime>

class Board
{
private:
    Size size;
    Score score;
    Gem **board;
    bool moreSwaps;

    void swapGems(Move);
    void swapGems(int, int);
    void setNewRandGem(int);
    void findMoreSwaps();
    void scoreMatches(int, char, int, int);
    bool findMatches(bool);

public:
    Board();
    Board(Size, Score&);
    ~Board();
    void displayBoard() const;
    bool isMatch(Move);
    bool moreMovesFound() const;
};

#endif

板构造器

Board::Board(Size size, Score &score)
{
    srand((unsigned int)time(NULL)); // I can always move this to main()

    this->size = size;
    this->score = score;

    board = new Gem *[size.getSize()*size.getSize()];

    for (int i = 0; i < size.getSize()*size.getSize(); i++)
        board[i] = new Gem;

    //This is the "pre-game" block.
    //As long as the program finds a new match after performing its
    //own swaps, it'll randomize the entire board and start over again.
    //This is incredibly unefficient, but I will try to fix it later.
    do
    {
        for (int i = 0; i < size.getSize()*size.getSize(); i++)
            setNewRandGem(i);

    } while (findMatches(false));
}

Answer 1

重读更新后的问题后，我认为您的目标是测试对于给定的 5x5 棋盘，是否存在两个相邻符号的任何可能交换，从而产生具有 3 个或更多相同符号的棋盘行或列中的符号。

如果之前的尝试产生越界错误，则意味着实现中存在错误，而不是算法中的错误。因此，使用不同的算法对解决该问题无济于事，您仍然需要实现适当的数组边界检查。没有办法解决这个问题，但从好的方面来说，这并不是特别困难。在访问数组之前，只需检查每个索引是否小于零或大于数组维度大小。如果是，请追溯您的程序用于获取该值的步骤，并找到必须存在的错误。

当然，如果程序除了越界错误之外还产生了错误的结果，那么您的算法可能也是错误的。

话虽如此，我仍然不确定我是否理解您描述的算法，但对于这个问题来说它们似乎太复杂了。除非您需要每秒评估数千 block 电路板，否则一个简单的蛮力算法就足够了。只需尝试所有可能的交换，并在每次交换时检查棋盘的一行或一列是否包含 3 个或更多相同的符号。

这是伪代码的描述:

function is_there_a_valid_move(board)
// returns true if there is a valid bejewelled move

   // test all horizontal swaps
   for (x = 0; x++; x< board-width - 1):
      for (y = 0; y++; y < board-height):
         make a copy of the board: board2
         swap board2[x,y] and board2[x+1,y]
         check_matches(board2, 3)
         if match found: return true

   // test all vertical swaps
   for (x = 0; x++; x< board-width):
      for (y = 0; y++; y < board-height - 1):
         make a copy of the board: board2
         swap board2[x,y] and board2[x,y+1]
         check_matches(board2, 3)
         if match found: return true

   return false

function check_matches(board, num_matches)
// returns true if there are num_matches or more of the same symbol in a row or column

   // check rows
   for (y = 0; y++; y < board-height):
      consecutive_symbols = 0
      for (x = 0; x++; x< board-width - 1):
         if board[x,y] == board[x+1,y]: consecutive_symbols++
         else: consecutive_symbols = 0
         if consecutive_symbols >=num_matches: return true

   // check columns
   for (x = 0; x++; x< board-width):
      consecutive_symbols = 0
      for (y = 0; y++; y < board-height - 1):
         if board[x,y] == board[x,y+1]: consecutive_symbols++
         else: consecutive_symbols = 0
         if consecutive_symbols >=num_matches: return true     

   return false

这当然不是最快的方法，但对于 5x5 板来说，其他一切都太过分了。