Python2048演算法開發

源**的鏈結可以在最下面找到，源**中的2048演算法包含介面的開發，但本次關於2048演算法的講解不包含介面的開發。

這個演算法是我自己思考出來的，沒有借鑑其他人的**，希望大家能從中學到一點東西。演算法的整體內容非常簡單，主要由兩個函式構成，但是在考慮這兩個函式之前是什麼之前，我們先考慮，怎樣讓一行四列的數字，完成一次2048模式的移動。比如

在2048中，如果我們要移動到右側，該怎樣移動。我們可以把這個過程分為兩個步驟來實現。

第乙個步驟，我們把該合併的塊都合併起來。即我們要得到

第二個步驟，我們把所有的數字都移動到右側，不留空格。即我們要得到

第二個步驟非常簡單，我們主要考慮的就是第乙個步驟的實現。2048，一次移動只有磚塊上的數字相等才能合併，從這個點出發，我們只要尋找相等的磚塊即可，如果找到兩個相等的磚塊，且他們的中間沒有任何磚塊相隔，就合併起來。

在四個磚塊都是未知數的情況下，我們需要知道第乙個有數字的磚塊（即數字不為0）的位置。

我們給出乙個簡單的函式用於實現它。

def _2048_findfirstnumber(start_pos:int,row:list) -> int:
'''找到第乙個不為0的數字的位置,然後返回'''
for i in range(start_pos,len(row)):
if i != 0:
return i
return -1

接下來是演算法的核心部分，乙個比較相對來說簡單的函式，涵蓋了我對2048的全部理解。

找到第乙個不為0的數字後，記錄它的位置變數為pos，開始尋找關於它的匹配磚塊，從pos開始遇到的第乙個不為0的磚塊就是它的準配對，如果兩者相等，則合併，如果兩者不相等，拋棄第乙個尋找到的數字，重新開始上述過程，（在配對成功的情況下）如果從pos開始遇到的第乙個磚塊的位置已經是第三塊或者第四塊磚，則結束本次函式，如果不是，則從當前位置+1處繼續重複上述過程。如果你覺得思想太抽象或者看不懂的話,以下是上述這段話的**實現.

def _2048_discussrow(row,start_pos=0):
'''合併所有可以合併的數字'''
copy_row = row[:] #複製乙份,以防這個row是乙個類變數
pos_t = _2048_findfirstnumber(start_pos,row) #找到第乙個數字之後
# 如果pos_t為-1,即為[0,0,0,0],退出函式
# 如果pos_t為3,即為[0,0,0,2x],也退出函式
if pos_t == -1 or pos_t == len(copy_row) - 1:
return copy_row
else:
#符合"有可能會有配對的磚塊"這個條件下
#開始尋找相匹配的磚塊
for i in range(pos_t + 1,len(copy_row)):
if copy_row[i] != 0:
if copy_row[i] == copy_row[pos_t]:
#找到了相等的磚塊,合併一下
copy_row[i] *= 2
copy_row[pos_t] = 0
if i == len(copy_row) - 1 or i == len(copy_row) - 2:
return copy_row
else:
return _2048_discussrow(copy_row,i+1)
else:
#磚塊並不相等,則放棄第乙個磚塊
return _2048_discussrow(copy_row,i)
else:
#找到的磚塊為0,直接pass
pass
#除了這塊磚,沒有其他磚塊了,說明不需要變動,直接返回原磚塊即可
return copy_row

最終,我們只要在實現乙個把所有的數字全部移動到右側的函式即可.

def _2048_rushtowall(row):
ret = [v for v in row if v != 0]
return [0] * (len(row) - len(ret)) + ret

這樣,整合三個函式,我們可以實現乙個把4*4的map往右移動的函式

def _2048_moveright(m):
for i in range(len(m)):
m[i] = _2048_rushtowall(_2048_discussrow(m[i]))
return m

那麼四個方向的怎麼實現呢?其實也很簡單,我們只要通過列轉行,以及反序兩個操作,把它們轉成可以向右移動實現的,最後再轉回去即可.

def _2048_roltorow(m,size=4):
ret = _2048_makeemptymap(size)
for i in range(size):
for j in range(size):
ret[j][size-i-1] = m[i][j]
return ret
def _2048_rowtorol(m,size=4):
ret = _2048_makeemptymap(size)
for i in range(size):
for j in range(size):
ret[i][j] = m[j][size-i-1]
return ret
def _2048_reversed(m,size=4):
ret = 
for row in m:
return ret

最後，整合以上所有的函式，形成乙個可以

def _2048_move(rotation:rotation,m):
if rotation == rotation.left:
return _2048_reversed(_2048_moveright(_2048_reversed(m)))
elif rotation == rotation.right:
return _2048_moveright(m)
elif rotation == rotation.up:
return _2048_rowtorol(_2048_moveright(_2048_roltorow(m)))
elif rotation == rotation.down:
return _2048_rowtorol(_2048_reversed(_2048_moveright(_2048_reversed(_2048_roltorow(m)))))
else:
return m

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