1. 程式人生 > >掃雷與演算法:如何隨機化的佈雷(一)

掃雷與演算法:如何隨機化的佈雷(一)

這是通過「掃雷與演算法」小程式來講解演算法的第一章:如何隨機化的進行佈雷,主要介紹了三種不那麼好的方法,希望通過這些不好的方法能讓大家明白第二章要講解的「洗牌演算法」有多牛逼。

補充:「掃雷與演算法」小程式會在寫完後進行開源,釋出在我的 GitHub 上面。

方法一

最想當然的方法就是隨機的在二維區間尋找一個點佈雷即可,程式碼如下:

for (var i = 0; i < mineNumber; i++) {
       var row = this.rangeRandom(0, this.rowCount - 1);
       var col = this.rangeRandom(0, this.colCount - 1);
       //使用數字 9 表示該區域有雷
       tmpMineMap[row][col] = 9;
 }

這種實現邏輯的一個弊端就是會在已經佈雷的位置再度佈雷,進而導致整個區域的佈雷數量與要求不符合。

如上圖所示,需要佈雷的個數為 5 ,但在最後一次的隨機佈雷過程中只埋了 4 顆雷。

方法二

方法二是對方法一的改善:既然會重複埋雷,那麼只需要再埋雷的過程中判斷一下該位置是否已經埋雷即可。

  • 如果該位置是空的,那麼則佈雷,然後進行尋找新的位置佈下下一顆雷
  • 如果該位置已經被安置了雷,那麼就需要重新生成一個位置來安置

程式碼如下:

   for (var i = 0; i < mineNumber; i++) {
      //通過死迴圈來實現不停的尋找,直到安置好雷
      while (true) {
        var row = this.rangeRandom(0, this.rowCount - 1);
        var col = this.rangeRandom(0, this.colCount - 1);
        //用數字 9 表示該區域有雷,如果該位置沒有佈雷,那麼則放置
        if (tmpMineMap[row][col] != 9) {
           tmpMineMap[row][col] = 9;
           //跳出迴圈
           break;
        }
      }
    }

使用效果如下:

效果貌似挺好的,但小夥伴們可能已經注意到了,上面的程式碼中有一段 死迴圈 程式碼,這就意味著如果棋盤很大,雷區很多,並且你的運氣還不夠好的話,那麼就有可能一直在執行這段 死迴圈 程式碼,進而導致程式的卡死崩潰。

雖然沒有卡死,但執行時間很久

方法三

第三種方法是先將雷佈置在最前面,然後再不停的打亂。

實現程式碼如下:

//先按順序排列
for (var i = 0; i < mineNumber; i++) {
    var row = parseInt(i / this.colCount);
    var col = i % this.colCount;
    //使用數字 9 表示該區域有雷
    tmpMineMap[row][col] = 9;
}

//定義交換的次數,次數越多越混亂隨機
var swapTime = 100;
for (var i = 0; i < swapTime; i++) {
    //隨機位置1
    var row1 = this.rangeRandom(0, this.rowCount - 1);
    var col1 = this.rangeRandom(0, this.colCount - 1);
    //隨機位置2
    var row2 = this.rangeRandom(0, this.rowCount - 1);
    var col2 = this.rangeRandom(0, this.colCount - 1);
    //交換兩個位置
    var temp = tmpMineMap[row1][col1];
    tmpMineMap[row1][col1] = tmpMineMap[row2][col2];
    tmpMineMap[row2][col2] = temp;
}

這種方法的一個弊端就是對於 swapTime 的依賴程度很高,如果設定的互動次數少了,大部分雷都還是按照一開始的順序安置,都在最前面的位置,全部的雷並不是隨機排放。

最重要的一點是:每個位置安置雷的概率並不是等可能的,也就意味著它不能做到隨機化。

我嘗試過在小程式上進行概率模擬,但每次都會卡死了,後續發現能優化繼續模擬出概率來的話再補上。

總結

在大部分情況下,方法二 與 方法三 是可以滿足我們隨機化處理的過程的,但方法二有可能執行卡死崩潰,方法三中每個位置安置雷的概率並不是等可能的。

❤️ 看完三件事:

如果你覺得這篇內容對你挺有啟發,我想邀請你幫我三個忙:

  • 點贊,讓更多的人也能看到這篇內容(收藏不點贊,都是耍流氓 -_-)
  • 關注我和專欄,讓我們成為長期關係
  • 關注公眾號「五分鐘學演算法」,第一時間閱讀最新的演算法文章,公眾號後臺回覆 1024 送你 50 本 演算法程式設計書籍。