Thistlethwaite 算法实现魔方复原 - 完成顶层十字的代码

#include #include #include using namespace std;

// 定义魔方的颜色 enum Color { RED, BLUE, GREEN, WHITE, YELLOW, ORANGE };

// 定义魔方的转动方式 enum Rotation { CLOCKWISE, COUNTERCLOCKWISE, DOUBLE };

// 定义魔方的状态 struct CubeState { Color up[3][3]; // 上层 Color down[3][3]; // 下层 Color left[3][3]; // 左层 Color right[3][3]; // 右层 Color front[3][3]; // 前层 Color back[3][3]; // 后层 };

// 定义魔方操作 class Cube { public: void rotate(Color face, Rotation rotation) { // 定义一个临时数组，用于存储需要旋转的面的颜色 Color temp[3][3];

		// 根据旋转方式调整魔方状态
		switch (face) {
			case RED:
				// 根据旋转方式调整 red 面的状态
				
				break;
			case BLUE:
				// 根据旋转方式调整 blue 面的状态
				
				break;

			case GREEN:
				// 根据旋转方式调整 green 面的状态
				
				break;
			//补全之后的代码，这段代码是使用Thistlethwaite实现魔方的复原
			case WHITE:
				// 根据旋转方式调整 white 面的状态
				
				break;
			case YELLOW:
				// 根据旋转方式调整 yellow 面的状态
				
				break;
			case ORANGE:
				// 根据旋转方式调整 orange 面的状态
				
					break;
				case COUNTERCLOCKWISE:
					// 将 up 面向右旋转一次，将 right 面上下颠倒后向右旋转一次，将 down 面向左旋转一次，将 left 面上下颠倒后向左旋转一次
					for (int i = 0; i < 3; i++) {
						temp[i][2] = up[i][0];
						up[i][0] = right[2 - i][0];
						right[2 - i][0] = down[i][0];
						down[i][0] = left[2 - i][2];
						left[2 - i][2] = temp[i][2];
					}
					// 将 orange 面向左旋转一次
					for (int i = 0; i < 3; i++) {
						for (int j = 0; j < 3; j++) {
							temp[i][j] = back[j][2 - i];
						}
					}
					for (int i = 0; i < 3; i++) {
						for (int j = 0; j < 3; j++) {
							back[i][j] = temp[i][j];
						}
					}
					break;
				case DOUBLE:
					// 将 up 面向左旋转一次，将 right 面上下颠倒后向左旋转一次，将 down 面向右旋转一次，将 left 面上下颠倒后向右旋转一次
					for (int i = 0; i < 3; i++) {
						temp[i][2] = up[i][0];
						up[i][0] = down[2 - i][0];
						down[i][0] = temp[i][2];
					}
					for (int i = 0; i < 3; i++) {
						temp[i][2] = right[2 - i][0];
						right[2 - i][0] = left[i][2];
						left[i][2] = temp[i][2];
					}
					// 将 orange 面旋转180度
					for (int i = 0; i < 3; i++) {
						for (int j = 0; j < 3; j++) {
							temp[i][j] = back[2 - i][2 - j];
						}
					}
					for (int i = 0; i < 3; i++) {
						for (int j = 0; j < 3; j++) {
							back[i][j] = temp[i][j];
						}
					}
					break;
			}
			break; // 退出switch语句



			default:
				cout << "无效的面颜色" << endl;
				break;
		}
	}

	CubeState getState() const {
		// 创建一个新的 CubeState 对象，用于存储当前魔方状态
		CubeState state;

		// 将当前魔方状态复制到新的 CubeState 对象中
		for (int i = 0; i < 3; i++) {
			for (int j = 0; j < 3; j++) {
				state.up[i][j] = up[i][j];
				state.down[i][j] = down[i][j];
				state.left[i][j] = left[i][j];
				state.right[i][j] = right[i][j];
				state.front[i][j] = front[i][j];
				state.back[i][j] = back[i][j];
			}
		}

		// 返回新的 CubeState 对象
		return state;
	}

private:
	Color up[3][3] = {{YELLOW, YELLOW, YELLOW}, {YELLOW, YELLOW, YELLOW}, {YELLOW, YELLOW, YELLOW}};      // 上层
	Color down[3][3] = {{WHITE, WHITE, WHITE}, {WHITE, WHITE, WHITE}, {WHITE, WHITE, WHITE}};    // 下层
	Color left[3][3] = {{ORANGE, ORANGE, ORANGE}, {ORANGE, ORANGE, ORANGE}, {ORANGE, ORANGE, ORANGE}};    // 左层
	Color right[3][3] = {{RED, RED, RED}, {RED, RED, RED}, {RED, RED, RED}};   // 右层
	Color front[3][3] = {{GREEN, GREEN, GREEN}, {GREEN, GREEN, GREEN}, {GREEN, GREEN, GREEN}};   // 前层
	Color back[3][3] = {{BLUE, BLUE, BLUE}, {BLUE, BLUE, BLUE}, {BLUE, BLUE, BLUE}};    // 后层

};

// Thistlethwaite 算法类 class ThistlethwaiteSolver { public: void solve(CubeState state) { // 使用 Thistlethwaite 算法解决魔方 // TODO: 实现 Thistlethwaite 算法的解决逻辑

		// 第一步：完成顶层十字
		completeTopCross(state);

		// 第二步：完成顶层角块
		// TODO: 实现完成顶层角块的逻辑

		// 第三步：完成中层
		// TODO: 实现完成中层的逻辑

		// 第四步：完成底层十字
		// TODO: 实现完成底层十字的逻辑

		// 第五步：完成底层角块
		// TODO: 实现完成底层角块的逻辑

		// 第六步：完成魔方
		// TODO: 实现完成魔方的逻辑
	}

private:
	// 第一步：完成顶层十字
	void completeTopCross(CubeState& cube) {
		// 获取顶层中心块的颜色
		Color topColor = cube.up[1][1];

		// 判断顶层是否已经完成十字
		// if (cube.up[0][1] == topColor && cube.up[1][0] == topColor && cube.up[1][2] == topColor && cube.up[2][1] == topColor) {
		// 	return;
		// }

		// 如果顶层没有完成十字，则需要进行一系列旋转操作来完成十字
		while (!(cube.up[0][1] == topColor && cube.up[1][0] == topColor && cube.up[1][2] == topColor && cube.up[2][1] == topColor)) {
			// 第一步：将一个侧面的边块旋转到顶层
			bool found = false;
			for (int i = 0; i < 3; i++) {
				if (cube.front[0][1] == topColor) {
					// cube.rotate(UP, CLOCKWISE);
					found = true;
					break;
				} else {
					// cube.rotate(YELLOW, CLOCKWISE);
				}
			}
			if (!found) {
				cout << "错误：无法找到需要旋转的边块" << endl;
				return;
			}

			// 第二步：将边块和顶层中心对齐
			// if (cube.front[0][1] == topColor && cube.up[2][1] != topColor) {
			// 	cube.rotate(U, CLOCKWISE);
			// }
			// if (cube.front[0][1] == topColor && cube.up[2][1] == topColor) {
			// 	cube.rotate(U, CLOCKWISE);
			// 	cube.rotate(R, CLOCKWISE);
			// 	cube.rotate(UP, COUNTERCLOCKWISE);
			// 	cube.rotate(R, COUNTERCLOCKWISE);
			// 	cube.rotate(UP, COUNTERCLOCKWISE);
			// 	cube.rotate(F, COUNTERCLOCKWISE);
			// 	cube.rotate(UP, CLOCKWISE);
			// 	cube.rotate(F, CLOCKWISE);
			// }
		}
	}

};

int main() { // 创建魔方对象 Cube cube;

// 获取初始魔方状态
CubeState initialState = cube.getState();

// 创建 ThistlethwaiteSolver 对象
ThistlethwaiteSolver solver;

// 使用 Thistlethwaite 算法解决魔方
// solver.solve(initialState);

return 0;