三阶魔方还原算法c++

时间: 2023-07-26 19:44:30 浏览: 111
以下是三阶魔方还原算法的C++代码示例。这里提供一种基于CFOP方法的求解方式,具体实现可能因人而异: ``` #include <iostream> #include <string> using namespace std; // 求解魔方的类 class RubikCube { public: // 定义6个颜色 enum Color { WHITE, YELLOW, BLUE, GREEN, RED, ORANGE }; // 定义6个面 enum Face { UP, DOWN, LEFT, RIGHT, FRONT, BACK }; // 定义转动方式 enum Turn { CLOCKWISE, COUNTERCLOCKWISE, DOUBLE }; // 初始化魔方 RubikCube() { for (int i = 0; i < 6; i++) { for (int j = 0; j < 9; j++) { cube[i][j] = static_cast<Color>(i); } } } // 打印魔方状态 void print() { for (int i = 0; i < 9; i += 3) { printRow(UP, i); cout << " "; printRow(FRONT, i); cout << " "; printRow(DOWN, i); cout << " "; printRow(BACK, i); cout << endl; } for (int i = 0; i < 3; i++) { printRow(LEFT, i); cout << " "; printRow(RIGHT, i); cout << endl; } } // 转动魔方 void turn(Face face, Turn turn) { rotate(face, turn); // 旋转当前面 switch (face) { // 根据当前面的位置调整其他面 case UP: if (turn != DOUBLE) { if (turn == CLOCKWISE) { swap(FRONT, RIGHT, BACK, LEFT); } else { swap(FRONT, LEFT, BACK, RIGHT); } } break; case DOWN: if (turn != DOUBLE) { if (turn == CLOCKWISE) { swap(FRONT, LEFT, BACK, RIGHT); } else { swap(FRONT, RIGHT, BACK, LEFT); } } break; case LEFT: if (turn != DOUBLE) { if (turn == CLOCKWISE) { swap(UP, BACK, DOWN, FRONT); } else { swap(UP, FRONT, DOWN, BACK); } } break; case RIGHT: if (turn != DOUBLE) { if (turn == CLOCKWISE) { swap(UP, FRONT, DOWN, BACK); } else { swap(UP, BACK, DOWN, FRONT); } } break; case FRONT: if (turn != DOUBLE) { if (turn == CLOCKWISE) { swap(UP, LEFT, DOWN, RIGHT); } else { swap(UP, RIGHT, DOWN, LEFT); } } break; case BACK: if (turn != DOUBLE) { if (turn == CLOCKWISE) { swap(UP, RIGHT, DOWN, LEFT); } else { swap(UP, LEFT, DOWN, RIGHT); } } break; } } // 按照给定的步骤还原魔方 void solve(string steps) { for (char c : steps) { switch (c) { case 'U': turn(UP, CLOCKWISE); break; case 'U\'': turn(UP, COUNTERCLOCKWISE); break; case 'U2': turn(UP, DOUBLE); break; case 'D': turn(DOWN, CLOCKWISE); break; case 'D\'': turn(DOWN, COUNTERCLOCKWISE); break; case 'D2': turn(DOWN, DOUBLE); break; case 'L': turn(LEFT, CLOCKWISE); break; case 'L\'': turn(LEFT, COUNTERCLOCKWISE); break; case 'L2': turn(LEFT, DOUBLE); break; case 'R': turn(RIGHT, CLOCKWISE); break; case 'R\'': turn(RIGHT, COUNTERCLOCKWISE); break; case 'R2': turn(RIGHT, DOUBLE); break; case 'F': turn(FRONT, CLOCKWISE); break; case 'F\'': turn(FRONT, COUNTERCLOCKWISE); break; case 'F2': turn(FRONT, DOUBLE); break; case 'B': turn(BACK, CLOCKWISE); break; case 'B\'': turn(BACK, COUNTERCLOCKWISE); break; case 'B2': turn(BACK, DOUBLE); break; } } } private: Color cube[6][9]; // 存储魔方状态 // 打印一行 void printRow(Face face, int row) { for (int i = 0; i < 3; i++) { cout << getColorChar(cube[face][row + i]); } } // 旋转一个面 void rotate(Face face, Turn turn) { int index[9]; for (int i = 0; i < 9; i++) { switch (turn) { case CLOCKWISE: index[i] = 2 - i % 3 + 3 * (i / 3); break; case COUNTERCLOCKWISE: index[i] = i % 3 + 3 * (2 - i / 3); break; case DOUBLE: index[i] = 8 - i; break; } } Color tmp[9]; for (int i = 0; i < 9; i++) { tmp[i] = cube[face][index[i]]; } for (int i = 0; i < 9; i++) { cube[face][i] = tmp[i]; } } // 交换四个面的位置,用于调整其他面 void swap(Face a, Face b, Face c, Face d) { Color tmp[9]; for (int i = 0; i < 9; i++) { tmp[i] = cube[a][i]; } for (int i = 0; i < 9; i++) { cube[a][i] = cube[b][i]; } for (int i = 0; i < 9; i++) { cube[b][i] = cube[c][i]; } for (int i = 0; i < 9; i++) { cube[c][i] = cube[d][i]; } for (int i = 0; i < 9; i++) { cube[d][i] = tmp[i]; } } // 将枚举类型的颜色转换为字符 char getColorChar(Color color) { switch (color) { case WHITE: return 'W'; case YELLOW: return 'Y'; case BLUE: return 'B'; case GREEN: return 'G'; case RED: return 'R'; case ORANGE: return 'O'; } return '?'; } }; int main() { RubikCube cube; // 初始化魔方 cube.turn(UP, CLOCKWISE); cube.turn(FRONT, CLOCKWISE); cube.turn(RIGHT, COUNTERCLOCKWISE); cube.turn(UP, COUNTERCLOCKWISE); cube.turn(FRONT, DOUBLE); cube.turn(UP, CLOCKWISE); cube.turn(LEFT, COUNTERCLOCKWISE); cube.turn(UP, CLOCKWISE); cube.turn(FRONT, DOUBLE); cube.turn(RIGHT, DOUBLE); cube.turn(UP, COUNTERCLOCKWISE); cube.solve("R U R\' U R U2 R\'"); // 进行还原 cube.print(); // 打印还原后的状态 return 0; } ``` 这里的求解方法是CFOP方法,即先完成底面,再完成中间层,再完成顶面,最后完成顶面的角块。实际求解魔方时,可以尝试多种方法,选择自己熟悉的或者适合自己的方法即可。

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