Minesweep 是一个 Node.js 模块,可以在 CLI 界面下玩扫雷游戏。本文将介绍如何安装和使用这个模块。此外,我们也将探讨一些扫雷游戏的算法知识。
安装 Minesweep
使用 npm 安装 Minesweep:
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-g 表示全局安装这个模块,因此你可以在任何位置使用命令 minesweep
运行它。
开始游戏
运行 minesweep
命令即可开始游戏。默认情况下,游戏板大小是 10x10,其中包含 10 个地雷。
你的任务是在不触雷的情况下,找到所有不含地雷的格子。不含地雷的格子将被标记为 "o",已知含地雷的格子将被标记为 "x"。
以下是一个游戏的示例:
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结果:
--------- - - - - - - - - - - --------- ------ ----- --- --- ------- --- -- -
在这个游戏中,我们先输入一个坐标,比如 a3。这样,我们就可以检查第一个格子了:
- -- --------- - - - - - - - - - - - --------- ------ ----- --- --- ------- --- -- -
我们发现这个格子不是雷,而是一个数字 1。这表明它周围的格子中,恰好包含 1 个雷。
此时,根据周围格子中雷的个数,我们可以猜测一些格子是否是雷。在这个例子中,我们发现第一行的第二个格子(a2)一定是雷,因为它与 a3 周围的两个格子恰好构成两个雷。因此,我们可以将其标记为 "x":
- -- --------- - - - -- - - - - - - - --------- ------ ----- --- --- ------- --- -- -
接下来,我们可以通过逻辑推理继续猜测和标记一些雷和空格。直到满足下列条件之一时,游戏结束:
- 所有不是地雷的格子都被正确猜测出来了;
- 至少一个地雷被触发。
Minesweep 的 API
Minesweep 模块提供了一些 API,可以方便地实现类似于游戏中的逻辑推理。
getCell(board, row, col)
获取棋盘上指定行列的格子,返回它的状态。
- board:一个数组,表示棋盘;
- row:行号,从 0 开始;
- col:列号,从 0 开始。
返回的格子状态可以是如下值之一:
- -1:地雷;
- 0:不是地雷,但是它周围没有地雷;
- 1~8:不是地雷,但是它周围包含了指定个数的地雷;
- undefined:该坐标不在棋盘内。
以下是一个使用示例:
----- - ------- - - --------------------- ----- ----- - - --- -- ---- --- -- ---- ---- -- --- -- -------------------------- -- ---- -- -- -------------------------- -- ---- -- - -------------------------- -- ---- -- - -------------------------- -- ---- -- ---------
getBoardState(board)
获取棋盘的当前状态。
- board:一个数组,表示棋盘。
返回的状态可以是如下值之一:
- 'win':所有不是地雷的格子都被正确猜测出来了;
- 'lose':至少一个地雷被触发;
- 'playing':游戏需要继续进行。
以下是一个使用示例:
----- - ------------- - - --------------------- ----- ----- - - --- -- ---- --- -- ---- ---- -- --- -- ---------------------------------- -- ------- ----------- - ---- ---------------------------------- -- --- ----------- - ---- ---------------------------------- -- ----
getNeighbours(board, row, col)
获取棋盘上指定行列的格子周围 8 个格子,返回这些格子的状态。
- board:一个数组,表示棋盘;
- row:行号,从 0 开始;
- col:列号,从 0 开始。
返回的格子状态可以是如下值之一:
- -1:地雷;
- 0:不是地雷,但是它周围没有地雷;
- 1~8:不是地雷,但是它周围包含了指定个数的地雷;
- undefined:该坐标不在棋盘内。
以下是一个使用示例:
----- - ------------- - - --------------------- ----- ----- - - --- -- ---- --- -- ---- ---- -- --- -- -------------------------------- -- ---- -- --- -- -- -------------------------------- -- ---- -- --- -- --- -- --- -- -- --- -------------------------------- -- ---- -- ---- -- --- -------------------------------- -- ---- -- --- -- --- -- --- -- -- --
算法知识:递归泄露
在玩扫雷游戏的时候,可能经常遇到这样的情况:一个空格周围包含了许多其他的空格,我们不得不依次检查每个空格,才能确定哪些格子是地雷,哪些格子是空格。
在这种情况下,如果使用循环语句来遍历周围的格子,那么代码会变得非常复杂。这时,递归函数就能派上用场了。
以下是一个递归函数,它可以将棋盘上指定行列周围的格子全部翻开:
-------- ------------------ ---- ---- - ----- ---- - -------------- ---- ----- -- ----- --- --------- -- ---- --- -- -- ---- --- ---- ------- --------------- - ---- -- ----- --- -- - -- --------- ----- ---------- - -------------------- ---- ----- --- ---- - - -- - - ------------------ ---- - ----- --- -- - ----------- - -- ---- ----- ------------------ -- --- - - -
这个函数首先获取当前格子的状态。如果它是地雷、已知空格或者不在棋盘内,函数直接退出。否则,函数会将当前格子标记为已知空格,然后判断它是否是一个空格。
如果是空格,函数将继续对周围的格子递归调用本函数。由于空格周围的格子有可能还是空格,这个递归操作可能会一直往下走,直到一个地雷或者已知空格为止。
注意到上面的代码使用了一个函数 getCoords()
,它用于根据相对位置计算某个格子的行列号:
-------- -------------- ---- ---- - ------ ----- - ---- -- ------ ---- - -- --- - --- ---- -- ------ ---- - -- ----- ---- -- ------ ---- - -- --- - --- ---- -- ------ ----- --- - --- ---- -- ------ ----- --- - --- ---- -- ------ ---- - -- --- - --- ---- -- ------ ---- - -- ----- ---- -- ------ ---- - -- --- - --- - -
算法知识:启发式搜索
扫雷游戏中的一个经典问题是,在剩下的未开的格子中,如何确定哪个格子一定是地雷,哪个格子一定不是地雷,哪个格子还不确定呢?
这个问题被称为“启发式搜索”问题,因为它需要我们根据已有的信息来猜测未知的信息。启发式搜索的目标是:避免无用的猜测,尽可能地缩小未知答案的范围。
以下是一个简单的启发式搜索算法,它可以帮助我们确定一个格子是否是地雷:
-------- ---------------- ---- ---- - ----- ---- - -------------- ---- ----- -- ----- --- --------- -- ---- --- ---- ------ ----- ----- ---------- - -------------------- ---- ----- ----- ------------ - ------------------- -- - --- --------- -- - --- ----- ----- ---------- - ------------------- -- - --- ----------- -- -------------------- --- -- - -- ----------- --- ----- ------ ---- ---- ------ ---- - -- ----------- --- ----- - ------ ---- - ---- -- ----------- --- ---- - -------------------- - ------ ---- - ------ ----- -
这个函数首先获取当前格子的状态。如果它已经是已知空格或者不在棋盘内,函数直接返回 null。否则,函数获取周围 8 个格子的状态,然后分类讨论。
如果周围已经没有未开的格子了,那么我们可以根据当前格子周围的地雷数和已知的地雷数来判断它是地雷还是空格。如果已知的地雷数等于当前格子所对应的数字,那么这个格子一定不是地雷,我们可以将其标记为已知空格。反之,如果已知的地雷数等于这个格子所对应的数字减一,那么这个格子一定是地雷,我们可以将其标记为已知地雷。
如果还有一些未开的格子,那么我们无法判断当前格子是不是地雷。我们需要根据已有的信息如数量限制等等条件来猜测一个可能性。在这个算法中,我们将猜测结果分为三种:
- null:还无法确定这个格子是不是地雷;
- 'o':这个格子一定不是地雷;
- 'x':这个格子一定是地雷;
- 'm':这个格子可能是地雷,但我们无法确定。
注意到这个算法目前只能判断某个格子是否是地雷。为了解决整个扫雷游戏的问题,我们需要在这个算法的基础上,设计一个搜索策略去猜测所有可能的格子。这个问题留给读者自行思考。
总结
在本文中,我们介绍了如何安装和使用 npm 包 minesweep,以及如何使用这个模块的 API 实现一些扫雷游戏的算法。希望这些知识可以帮助你更加深入了解扫雷游戏的奥秘,并在相应的应用场景中发挥作用。
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