init-commit

internbootcamp/libs/starbattle/dfs_solver_cn.py

@@ -0,0 +1,147 @@
+import random
+from .dfs_solver_en import print_grid_in_kor
+
+def print_grid(grid, stars=None):
+    if stars is None:
+        stars = []
+    row_str_list = []
+    for i, row in enumerate(grid):
+        row_str = f'['
+        for j, cell in enumerate(row):
+            if (i, j) in stars:
+                row_str += '*, ' if j + 1 < len(row) else  '*'
+            else:
+                row_str += f'{cell}, ' if j + 1 < len(row) else  f'{cell}'# Format the number to take up two spaces
+        row_str += ']'
+        row_str_list.append(row_str)
+    # grid_str += "\n"
+    return "```starmatrix\n[\n" + ',\n'.join(row_str_list) + "\n]\n```"
+
+def print_stars(stars,grid):
+    star_list = []
+    stars.sort(key=lambda star: grid[star[0]][star[1]])
+    for star in stars:
+        star_list.append(f"{grid[star[0]][star[1]]}({star[0] + 1},{star[1] + 1})")
+    return "[[" +',\n'.join(star_list)+ "]]"
+
+def find_shapes(grid):
+    shapes = {}
+    for i, row in enumerate(grid):
+        for j, cell in enumerate(row):
+            if cell not in shapes:
+                shapes[cell] = []
+            shapes[cell].append((i, j))
+    return shapes
+
+def can_place_star(star_positions, pos):
+    row, col = pos  # 解构位置为行(row)和列(col)
+    conflict_info = None
+
+    for star_row, star_col in star_positions:  # 遍历已经放置的星星的位置
+        if star_row == row:
+            conflict_info = ('在同一行', (star_row, star_col))
+            break
+        elif star_col == col:
+            conflict_info = ('在同一列', (star_row, star_col))
+            break
+        elif abs(star_row - row) == abs(star_col - col):
+            if abs(star_col - col) == 1:
+                conflict_info = ('对角线相邻', (star_row, star_col))
+                break
+
+    if conflict_info is not None:
+        return False, conflict_info  # 返回False以及冲突的信息
+    else:
+        return True, None  # 如果没有违反任何规则，则可以放置星星，且无冲突信息
+
+def update_valid_positions(shapes, star_positions):
+    updated_shapes = []
+    for shape_id, positions in shapes:
+        valid_positions = [pos for pos in positions if can_place_star(star_positions, pos)]
+        updated_shapes.append((shape_id, valid_positions))
+    updated_shapes.sort(key=lambda x: len(x[1]))
+    return updated_shapes
+
+def solve_star_battle(grid):
+    original_grid = grid
+    shapes_dict = find_shapes(grid)
+    shapes = [(k, v) for k, v in shapes_dict.items()]
+    shapes.sort(key=lambda x: len(x[1]))  # 按区域大小排序
+    star_positions = []
+    
+    print("这是一个5x5的星战逻辑解谜游戏。我们需要在网格中放置星星，满足以下条件：\n1.任意两颗星星不能在同一列、同一行或在对角线上相邻\n2.每行、每列和每个标记区域必须放置1颗星星\n3.网格由字母标记区域，同一个字母属于同一个区域\n")
+    print("解决这类问题需要：\n1.理解区域划分：相同字母属于同一区域\n2.排除法：通过已知星星位置排除不可能的位置\n3.唯一性：每个行、列、区域只能放一颗星星\n4.邻近规则：星星不能相邻（包括对角线）\n5.回溯法: 逐步构建解决方案并在发现当前路径不可行时“回溯”到上一步以尝试其他可能来探索所有潜在的解决方案，直到找到正确的答案或遍历完所有可能性。\n6.MRV策略:最少剩余值策略，每次处理可能值最少的情况即处理合法位置最少的区域，从而尽可能减少搜索空间。\n" )
+    print("先拟定一个解题计划如下：")
+    print("1. 识别所有区域，并收集每个区域的格子位置。\n2. 按区域合法位置数排序，每次优先处理合法位置最少的区域。\n3. 在每个区域内尝试放置星星，检查是否符合规则。\n4. 放置星星后重新计算各区域合法位置数，继续选择拥有最少合法位置的区域填星\n5. 使用回溯算法，如果当前区域无法放置，则回溯到上一步，尝试其他位置。\n6. 记录已放置的星星位置，确保不违反规则。\n7. 如果所有区域都处理完毕，输出解决方案。如果搜索完成后没有找到解，则该题无解。\n")
+    print("现在开始尝试解题：")
+    shape_str = ''
+    for shape in [(k, v) for k, v in shapes_dict.items()]:
+        shape_str += f"{shape[0]} 区域, 包含格子:{', '.join(f'{x[0] + 1,x[1] + 1}' for x in shape[1])}, 合法位置数: {len(shape[1])}\n"
+    
+    print("初始网格:\n" + print_grid_in_kor(grid) + "\n识别所有区域，并收集每个区域的格子位置\n" + shape_str + "下面从合法位置最少的区域开始填星，用符号 * 标记已放置的星星位置\n")
+    
+    
+    attempts = 0
+
+    def backtrack(shapes, last_shape_id):
+        nonlocal attempts
+        if not shapes:
+            print("所有区域均填星成功，找到了一个满足所有条件的星星放置方案，具体位置如下：\n" + print_grid_in_kor(grid, star_positions) + "\n最终答案为：" + print_stars(star_positions,original_grid))
+            return True
+
+        current_shape_id, shape = shapes[0]
+        invalid_positions = []
+        for pos in random.sample(shape, len(shape)):
+            place_res, info= can_place_star(star_positions, pos)
+            if place_res:
+                print(f"在拥有最少合法位置的 {current_shape_id} 区域填星。\n" + f"尝试放置星星在位置 {(pos[0]+1,pos[1]+1)}\n")
+                remaining_shapes = update_valid_positions(shapes[1:], star_positions)
+                if len(remaining_shapes) > 0:
+                    print(f"位置 {(pos[0]+1,pos[1]+1)} 所在行、列及对角均无其余星星，符合规则。 星星位置已更新，重新计算剩余区域的合法位置数，继续选择拥有最少合法位置的 {remaining_shapes[0][0]} 区域填星\n")
+                else:
+                    print(f"位置 {(pos[0]+1,pos[1]+1)} 所在行、列及对角均无其余星星，符合规则。 已无剩余区域，看来我们找到到一个满足所有条件的星星放置方案。\n")
+                star_positions.append(pos)
+                print(f"当前星星位置：{print_stars(star_positions,original_grid)}\n" + "当前网格：\n" + print_grid_in_kor(grid, star_positions))
+                attempts += 1
+
+                
+                if backtrack(remaining_shapes, last_shape_id=current_shape_id):
+                    return True
+
+                print(f"移除位置 {(pos[0]+1,pos[1]+1)} 的星星，因为无法在后续区域中找到合适的放置点")
+                star_positions.remove(pos)
+                print(f"当前星星位置：{print_stars(star_positions,original_grid)}\n" + "当前网格：\n" + print_grid_in_kor(grid, star_positions))
+            else:
+                if random.random() < 0.2 and info[0] == '对角线相邻':
+                    print(f"在拥有最少合法位置的 {current_shape_id} 区域填星。\n" + f"尝试放置星星在位置 {(pos[0]+1,pos[1]+1)}\n")
+                    print(f'{(pos[0]+1,pos[1]+1)} 不合法，因为它与星星 {(info[1][0] + 1, info[1][1] + 1)} {info[0]}。再次尝试在{current_shape_id} 区域放置星星\n')
+                    attempts += 1
+                elif random.random() < 0.1 and not info[0] == '对角线相邻':
+                    print(f"在拥有最少合法位置的 {current_shape_id} 区域填星。\n" + f"尝试放置星星在位置 {(pos[0]+1,pos[1]+1)}\n")
+                    print(f'{(pos[0]+1,pos[1]+1)} 不合法，因为它与星星 {(info[1][0] + 1, info[1][1] + 1)} {info[0]}。再次尝试在{current_shape_id} 区域放置星星\n')
+                    attempts += 1
+                    
+                invalid_positions.append(pos)
+
+        if invalid_positions:
+            print(f"{current_shape_id} 区域所有位置{','.join(str(pos) for pos in invalid_positions)}与现有星星规则冲突，无合法位置，不能放置星星\n")
+        if last_shape_id:
+            print(f"当前 {current_shape_id} 区域没有剩余合法的星星放置位置,回溯到 {last_shape_id} 区域\n")
+        else:
+            # print_conclude("没有找到解决方案")
+            pass
+        return False
+
+    if backtrack(shapes, None):
+        return print_stars(stars=star_positions,grid=original_grid), attempts
+    else:
+        print("我们已经尝试了所有可能情况,没有找到解决方案。该问题无解。\n")
+        return None, None
+
+
+if __name__ == "__main__":
+    # 示例网格，数字代表所在区域编号
+    from grids import grids
+    grid = grids[-2]
+    star_positions, attempts = solve_star_battle(grid)
+    print(f"尝试次数：{attempts}")