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扫雷与算法:如何随机化的布雷(一)

这是通过「扫雷与算法」小程序来讲解算法的第一章:如何随机化的进行布雷,主要介绍了三种不那么好的方法,希望通过这些不好的方法能让大家明白第二章要讲解的「洗牌算法」有多牛逼。

补充:「扫雷与算法」小程序会在写完后进行开源,发布在我的 GitHub 上面。

方法一

最想当然的方法就是随机的在二维区间寻找一个点布雷即可,代码如下:

for (var i = 0; i < mineNumber; i++) {
       var row = this.rangeRandom(0, this.rowCount - 1);
       var col = this.rangeRandom(0, this.colCount - 1);
       //使用数字 9 表示该区域有雷
       tmpMineMap[row][col] = 9;
 }

这种实现逻辑的一个弊端就是会在已经布雷的位置再度布雷,进而导致整个区域的布雷数量与要求不符合。

如上图所示,需要布雷的个数为 5 ,但在最后一次的随机布雷过程中只埋了 4 颗雷。

方法二

方法二是对方法一的改善:既然会重复埋雷,那么只需要再埋雷的过程中判断一下该位置是否已经埋雷即可。

  • 如果该位置是空的,那么则布雷,然后进行寻找新的位置布下下一颗雷
  • 如果该位置已经被安置了雷,那么就需要重新生成一个位置来安置

代码如下:

   for (var i = 0; i < mineNumber; i++) {
      //通过死循环来实现不停的寻找,直到安置好雷
      while (true) {
        var row = this.rangeRandom(0, this.rowCount - 1);
        var col = this.rangeRandom(0, this.colCount - 1);
        //用数字 9 表示该区域有雷,如果该位置没有布雷,那么则放置
        if (tmpMineMap[row][col] != 9) {
           tmpMineMap[row][col] = 9;
           //跳出循环
           break;
        }
      }
    }

使用效果如下:

效果貌似挺好的,但小伙伴们可能已经注意到了,上面的代码中有一段 死循环 代码,这就意味着如果棋盘很大,雷区很多,并且你的运气还不够好的话,那么就有可能一直在执行这段 死循环 代码,进而导致程序的卡死崩溃。

虽然没有卡死,但执行时间很久

方法三

第三种方法是先将雷布置在最前面,然后再不停的打乱。

实现代码如下:

//先按顺序排列
for (var i = 0; i < mineNumber; i++) {
    var row = parseInt(i / this.colCount);
    var col = i % this.colCount;
    //使用数字 9 表示该区域有雷
    tmpMineMap[row][col] = 9;
}

//定义交换的次数,次数越多越混乱随机
var swapTime = 100;
for (var i = 0; i < swapTime; i++) {
    //随机位置1
    var row1 = this.rangeRandom(0, this.rowCount - 1);
    var col1 = this.rangeRandom(0, this.colCount - 1);
    //随机位置2
    var row2 = this.rangeRandom(0, this.rowCount - 1);
    var col2 = this.rangeRandom(0, this.colCount - 1);
    //交换两个位置
    var temp = tmpMineMap[row1][col1];
    tmpMineMap[row1][col1] = tmpMineMap[row2][col2];
    tmpMineMap[row2][col2] = temp;
}

这种方法的一个弊端就是对于 swapTime 的依赖程度很高,如果设置的交互次数少了,大部分雷都还是按照一开始的顺序安置,都在最前面的位置,全部的雷并不是随机排放。

最重要的一点是:每个位置安置雷的概率并不是等可能的,也就意味着它不能做到随机化。

我尝试过在小程序上进行概率模拟,但每次都会卡死了,后续发现能优化继续模拟出概率来的话再补上。

总结

在大部分情况下,方法二方法三 是可以满足我们随机化处理的过程的,但方法二有可能运行卡死崩溃,方法三中每个位置安置雷的概率并不是等可能的。

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