C++：同色相邻球交换算法
同色相邻球交换算法是一种常见的解决球类游戏的算法之一，其主要适用于智力类小游戏的设计中，如接龙、三消等类型的拼图游戏。本文将介绍如何使用C++语言实现同色相邻球交换算法。
算法原理
同色相邻球交换算法的核心思想是相邻两个颜色相同的球可以进行交换，通过不断地交换相邻的球，不断地消除同色的球。具体实现过程是：当发现相邻两个球颜色相同时，将这两个球进行交换，并标记这两个球为已消除，然后递归地对相邻的球进行检查和交换操作，直到所有相邻球的颜色均不相同为止。
算法实现
基于上述算法原理，可以采用遍历棋盘的方式实现同色相邻球交换算法。具体实现过程如下：
1. 双重循环遍历整个棋盘，对每个球进行检查。
2. 如果当前球与相邻的球颜色相同，则交换这两个球，并标记它们为已消除。
3. 对交换后的两个球的相邻球进行检查和交换操作。
4. 遍历整个棋盘，将所有标记为已消除的球移除。
5. 如果移除球后棋盘状态不变，则结束游戏。
下面是一段使用C++语言实现同色相邻球交换算法的示例代码：
void Swap(int& a, int& b) // 相邻球交换
int temp = a;
a = b;
b = temp;
bool SameColor(int arr[][5], int x1, int y1, int x2, int y2) // 判断球的颜色是否相同
{
if (arr[x1][y1] == arr[x2][y2] && arr[x1][y1] != 0)
return true;
else
return false;
}
bool Check(int arr[][5], int x, int y) // 检查相邻的球的颜色是否相同
{
if ((x >= 0 && x < 4 && y >= 0 && y < 5 && SameColor(arr, x, y, x + 1, y)) ||
(x > 0 && x <= 4 && y >= 0 && y < 5 && SameColor(arr, x, y, x - 1, y)) ||
(x >= 0 && x < 5 && y >= 0 && y < 4 && SameColor(arr, x, y, x, y + 1)) ||
(x >= 0 && x < 5 && y > 0 && y <= 4 && SameColor(arr, x, y, x, y - 1)))
return true;
else
return false;
}
void Eliminate(int arr[][5], bool mark[][5], int x, int y) // 消除相邻的同色球
{
if (mark[x][y] == true) return;
mark[x][y] = true;
if (x > 0 && SameColor(arr, x, y, x - 1, y)) // 上
{
Swap(arr[x][y], arr[x - 1][y]);
mark[x][y] = mark[x - 1][y] = true;
Eliminate(arr, mark, x - 1, y); // 递归
}
if (y > 0 && SameColor(arr, x, y, x, y - 1)) // 左
{
Swap(arr[x][y], arr[x][y - 1]);
mark[x][y] = mark[x][y - 1] = true;
Eliminate(arr, mark, x, y - 1); // 递归
}
if (x < 4 && SameColor(arr, x, y, x + 1, y)) // 下
{
Swap(arr[x][y], arr[x + 1][y]);
mark[x][y] = mark[x + 1][y] = true;
Eliminate(arr, mark, x + 1, y); // 递归
}
if (y < 4 && SameColor(arr, x, y, x, y + 1)) // 右
{
Swap(arr[x][y], arr[x][y + 1]);
mark[x][y] = mark[x][y + 1] = true;
Eliminate(arr, mark, x, y + 1); // 递归
}
}
void Remove(int arr[][5], bool mark[][5]) // 移除已消除的球
{
for (int i = 0; i < 5; ++i)
{
for (int j = 0; j < 5; ++j)
{
if (mark[i][j])
arr[i][j] = 0;
}
}
}
bool Refresh(int arr[][5]) // 检查棋盘状态是否改变
{
for (int i = 0; i < 5; ++i)
{
for (int j = 0; j < 5; ++j)
{
if (arr[i][j] != 0)
return false;
}
}
return true;
}
void Play(int arr[][5], int x, int y) // 棋盘遍历
{
bool mark[5][5] = { 0 };
if (Check(arr, x, y))
{
Eliminate(arr, mark, x, y);
Remove(arr, mark);
if (Refresh(arr))
cout << "Game over!" << endl;
return;
PrintArr(arr);
}
else if (Refresh(arr))
cout << "Game over!" << endl;
return;
else // 如果没有相邻的同色球，则向右下递归
{
if (y < 4)
Play(arr, x, y + 1);
else if (x < 4)
Play(arr, x + 1, 0);
}
}
总结
同色相邻球交换算法是解决球类游戏问题的一种有效算法，通过C++语言实现可以快速地对游戏进行模拟和分析，为游戏设计和开发提供了便利。但在实际应用中应注意合理性和可行性，避免出现算法过于复杂或易误导的问题。
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