实现了一个三阶魔方的层先法求解程序:https://github.com/davelet/java-puzzle-resolver
欢迎试用。
用法
1. 随机试用
不关注起始状态的话可以用程序的随机拧乱工具打乱然后复原:
private Cube cube;private CubeSolver cubeSolver;private CubeShuffler cubeShuffler;@BeforeEachvoid setUp() {cube = new Cube();cubeSolver = new CubeSolver(cube);cubeShuffler = new CubeShuffler(cube);}@Testvoid solve_ExecuteBottomCornerSolver() {// 打乱魔方,随机拧20次cubeShuffler.shuffle(20);// 执行测试cubeSolver.solve();// 验证结果assertTrue(cube.isSolved());}
2. 特定状态的求解
要把状态初始化成某个特定状态,可以使用Cube的构造器:
public class Cube implements Cloneable {private final Color[][][] state;public Cube() {state = new Color[6][SIZE][SIZE];initializeCube();}// 使用这个方法传入一个三维数组public Cube(Color[][][] state) {this.state = state;if (!isValid()) {throw new IllegalArgumentException("提供的状态不是有效的魔方状态");}}// ...其他代码}
状态是一个三维数组,维度分别是某个面、某一行、某一列。所以面做多6个(0~5),行和列做多3个。
数组的元素是 Color
枚举对象:
public enum Color {WHITE("白", "\u001B[37m"),YELLOW("黄", "\u001B[33m"),RED("红", "\u001B[31m"),ORANGE("橙", "\u001B[38;5;208m"),BLUE("蓝", "\u001B[34m"),GREEN("绿", "\u001B[32m");// ...
}
特别要注意的是,这里要求市场标准魔方且不能转动魔方的方向
也就是说,魔方的六个面必需遵守 上黄下白前蓝后绿左橙右红 的布局;这样就要求状态数组中每个面的中心块 (state[face][1][1]
)对应是面的颜色。
求解
层先法的逻辑毕竟简单清晰。但是我实现过程中也查了非常多资料,因为不同博客对层先法的过程说得不一样,尤其是顶层还原的时候。
而且我要实现的是求解过程不转动魔方方向,只拧某一层。很多资料都让上下颠倒魔方,或者找一个目标块放到左(右)手边。
求解过程每次拧动魔方(执行一套公式,里面会包含拧动好几次),都会打印日志:
日志中的魔方是按照“上面、后面的镜像、左面、前面、右面、下面”顺序摆放的。
如果某个块的颜色和当前面的颜色一样了,就用圆圈表示。