Java语言程序设计基础篇_编程练习题***18.32 (游戏:骑士的旅途)

🕗 发布于 2024-09-22 03:05 游戏 java 学习

题目：***18.32 (游戏:骑士的旅途)

骑士的旅途是一个古老的谜题，它的目的是使骑从棋盘上的任意一个正方形开始移动，经过其他的每个正方形一次，如图18-15a 所示。注意，骑士只能做L形的移动(两个空格在一个方向上而一个空格在垂直的方向上)。如图18-15b 所示，骑士可以移动到八个正方形的位置。编写一个程序，显示骑士的移动，如图 18-15C 所示。当单击一个单元格的时候，骑士被放置在该单元格中。该单元格作为骑士的起始点。单击Solve按钮显示作为解答的路径。

习题思路

界面设置：
- 使用BorderPane作为主布局，中心放置一个Board（自定义的Pane），用于绘制棋盘和骑士的移动路径。
- 在底部添加一个按钮btSolve，用于触发求解过程。
- 舞台（Stage）和场景（Scene）的设置，包括尺寸和标题。
棋盘和骑士的初始化：
- 在Board类中，通过draw方法绘制棋盘（网格线）和初始位置的骑士（红色圆圈）。
- 骑士的初始位置（startX和startY）默认为(0, 0)，但可通过鼠标点击棋盘上的任意格子来设置新的起始位置。
求解逻辑：
- 使用一个二维布尔数组moves来记录棋盘上的格子是否已被访问过。
- solvePuzzle方法是一个递归函数，用于尝试不同的移动路径，直到找到一种能够遍历所有格子并返回起点的解决方案。
- 在每一步尝试中，通过lookAheadCount方法评估每个可能的下一步移动，并选择看起来最有前景的（即下一步后能够访问最多新格子的）移动。
- 使用回溯法，如果当前路径无法找到解决方案，则撤销上一步的选择，尝试其他可能的移动。
用户交互：
- 点击棋盘上的格子设置新的起始位置，并清空之前的移动历史。
- 点击“Solve”按钮触发求解过程，并在找到解决方案后重新绘制棋盘，显示骑士的移动路径。
移动历史记录：
- 使用ArrayList<Point2D>来记录骑士的移动历史，以便在求解过程中回溯和重新绘制路径。
- 提供resetMoves、addMove和removeLastMoveHistory方法来管理移动历史记录。
棋盘绘制：
- 在Board类的draw方法中，除了绘制棋盘网格和骑士外，还根据移动历史记录绘制骑士的移动路径。

代码示例

编程练习题18_32TheKnightJourney.java

package chapter_18;  
  
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import javafx.application.Application;
import javafx.geometry.Point2D;
import javafx.geometry.Pos;  
import javafx.scene.Scene;  
import javafx.scene.control.Button;  
import javafx.scene.layout.BorderPane;  
import javafx.scene.layout.HBox;  
import javafx.scene.layout.Pane;  
import javafx.scene.paint.Color;  
import javafx.scene.shape.Circle;
import javafx.scene.shape.Line;
import javafx.stage.Stage;  
  
public class 编程练习题18_32TheKnightJourney extends Application {  
private static final int SIZE = 8;
private int startX = 0;
private int startY = 0;
private ArrayList<Point2D> moves = null;
public static void main(String[] args) {  
Application.launch(args);  
}  
    @Override  
    public void start(Stage primaryStage) throws Exception {
    BorderPane pane = new BorderPane();
    Board board = new Board();
    pane.setCenter(board);
    Button btSolve = new Button("Solve");
    pane.setBottom(btSolve);
    BorderPane.setAlignment(btSolve, Pos.CENTER);
    
    Scene scene = new Scene(pane,400,400);
    primaryStage.setTitle("");
    primaryStage.setScene(scene);
    primaryStage.show();
    
    board.draw();
    
    btSolve.setOnAction(e -> {
    boolean[][] moves = new boolean[SIZE][SIZE];
    moves[startX][startY] = true;
    resetMoves();
    addMove(startX,startY);
    solvePuzzle(moves,1,startX,startY);
    board.draw();
    });
    }
    
    private boolean solvePuzzle(boolean[][] moves,int numberMoves,int x,int y) {
    int nextX = 0;
    int nextY = 0;
    int bestMoveX = 0;
    int bestMoveY = 0;
    int bestMoveX2 = 0;
    int bestMoveY2 = 0;
    int minMoveCount = SIZE;
    int moveCount = 0;
    
    for(int i = 2;i >= -2;i += -4) {
    for(int j = 1;j >= -1;j += -2) {
    nextX = x + i;
    nextY = y + j;
    if(nextX >= 0&&nextX <= SIZE-1&&nextY >= 0&&nextY <= SIZE-1
    &&!moves[nextX][nextY]) {
    moveCount = lookAheadCount(moves,nextX,nextY);
    if(moveCount <= minMoveCount) {
    minMoveCount = moveCount;
    bestMoveX2 = bestMoveX;
    bestMoveY2 = bestMoveY;
    bestMoveX = nextX;
    bestMoveY = nextY;
    }
    }
    nextX = x + j;
    nextY = y + i;
    if(nextX >= 0&&nextX <= SIZE-1&&nextY >= 0&&nextY <= SIZE-1
    &&!moves[nextX][nextY]) {
    moveCount = lookAheadCount(moves,nextX,nextY);
    if(moveCount <= minMoveCount) {
    minMoveCount = moveCount;
    bestMoveX2 = bestMoveX;
    bestMoveY2 = bestMoveY;
    bestMoveX = nextX;
    bestMoveY = nextY;
    }
    }
    }
    }
    moves[bestMoveX][bestMoveY] = true;
    addMove(bestMoveX,bestMoveY);
    numberMoves++;
    if(numberMoves == (SIZE * SIZE))
    return true;
    if(moveCount > 0&&solvePuzzle(moves, numberMoves, bestMoveX, bestMoveY))
    return true;
    moves[bestMoveX][bestMoveY] = false;
    moves[bestMoveX2][bestMoveY2] = true;
    removeLastMoveHistory();
    addMove(bestMoveX2,bestMoveY2);
    if(moveCount > 1&&solvePuzzle(moves, numberMoves, bestMoveX2, bestMoveY2)) {
    return true;
    }
    moves[bestMoveX2][bestMoveY2] = false;
    removeLastMoveHistory();
    numberMoves--;
    return false;
    }
    private int lookAheadCount(boolean[][] moves,int x,int y) {
    int maxCount = 0;
    for(int i = -2;i<=2;i+=4) {
    for(int j = -1;j <= 1;j += 2) {
    int nextX = x + i;
    int nextY = y + j;
    if(nextX >= 0&&nextX <= SIZE-1&&nextY >=0 && nextY <= SIZE-1
    &&!moves[nextX][nextY]) {
    maxCount++;
    }
    nextX = x + j;
    nextY = y + i;
    if(nextX >= 0&&nextX <= SIZE-1&&nextY >= 0&&nextY <= SIZE-1&&
    !moves[nextX][nextY])
    maxCount++;
    }
    }
    return maxCount;
    }
    public void resetMoves() {
    moves = new ArrayList(63);
    }
    public void addMove(int x,int y) {
    moves.add(new Point2D(x, y));
    }
    public void removeLastMoveHistory() {
    moves.remove(moves.size()-1);
    }
    private class Board extends Pane{
    Circle theKnight = new Circle();
    Board(){
    this.setOnMouseClicked(e ->{
    startX = (int)(e.getX()/(getWidth()/SIZE));
    startY = (int)(e.getY()/(getHeight()/SIZE));
    resetMoves();
    draw();
    });
    }
    protected void draw() {
    this.getChildren().clear();
    this.getChildren().add(theKnight);
    theKnight.setCenterX(startX * getWidth()/SIZE +15);
    theKnight.setCenterY(startY * getHeight()/SIZE + 15);
    theKnight.setRadius(5);
    theKnight.setFill(Color.RED);
    
    for(int i = 1;i <= SIZE;i++) {
    this.getChildren().add(
    new Line(0,i*getHeight()/SIZE,getWidth(),
    i*getHeight()/SIZE));                     
    this.getChildren().add(
    new Line(i*getWidth()/SIZE,0,i*getWidth()/SIZE,
    getHeight()));
    }
    if(moves != null) {
    for(int i = 1;i < moves.size();i++) {
    Point2D p1 = moves.get(i - 1);
    Point2D p2 = moves.get(i);
    this.getChildren().add(
    new Line(p1.getX()*(getWidth()/SIZE)+(getWidth()/SIZE/2),
    p1.getY()*(getHeight()/SIZE)+(getHeight()/SIZE/2),
    p2.getX()*(getWidth()/SIZE)+(getWidth()/SIZE/2),
    p2.getY()*(getHeight()/SIZE)+(getHeight()/SIZE/2)
    ));
    }
    }
    }
    }
}

输出结果

原文地址：https://blog.csdn.net/2301_78998594/article/details/142358868

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