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19-03 あいこで、しょ!

問題

匹見パズルのあいこで、しょ!を解きます。



8ピースをトレイに収めて下さい。
ただし、2個以上のピースが集まる場所では、
ジャンケンが始まります。
周辺部を含め、全てのジャンケンが「あいこ」になるようにして下さい。
ピースの裏返しは不可です。



解は5つ。


ソース

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

class Program
{
    //ピースごとの配置候補
    static Dictionary<int, List<char[,]>> mHaitiKouhoListDict =
        new Dictionary<int, List<char[,]>>();

    static int[] mPieceArr = Enumerable.Range(1, 8).ToArray();

    const int UB = 7;

    struct JyoutaiDef
    {
        internal int[,] BanArrPiece;
        internal char[,] BanArrTe;
        internal int CurrX;
        internal int CurrY;
        internal HashSet<int> UsedPieceSet;
    }

    static void Main()
    {
        foreach (int EachPiece in mPieceArr) {
            mHaitiKouhoListDict[EachPiece] = DeriveHaitiKouhoList(EachPiece);
        }

        //回転解の排除で、ピース1は回転させない
        mHaitiKouhoListDict[1].RemoveRange(1, mHaitiKouhoListDict[1].Count - 1);

        var Stk = new Stack<JyoutaiDef>();
        JyoutaiDef WillPush;
        WillPush.BanArrPiece = new int[UB + 1, UB + 1];

        WillPush.BanArrTe = new char[UB + 1, UB + 1];
        for (int X = 0; X <= UB; X++)
            for (int Y = 0; Y <= UB; Y++)
                WillPush.BanArrTe[X, Y] = '□';

        WillPush.CurrX = WillPush.CurrY = 0;
        WillPush.UsedPieceSet = new HashSet<int>();
        Stk.Push(WillPush);

        int AnswerCnt = 0;

        while (Stk.Count > 0) {
            JyoutaiDef Popped = Stk.Pop();

            //クリア判定
            if (Popped.UsedPieceSet.Count == 8) {
                Console.WriteLine("解{0}を発見", ++AnswerCnt);
                PrintBan(Popped.BanArrPiece, Popped.BanArrTe);
                continue;
            }

            //X座標の繰上げ処理
            if (Popped.CurrX > UB) {
                Popped.CurrX = 0;
                Popped.CurrY += 2;
            }

            //最終行を超えた場合
            if (Popped.CurrY > UB) continue;

            //現在のマス目が空白でない場合は、ピースを配置しない経路のPush
            if (Popped.BanArrTe[Popped.CurrX, Popped.CurrY] != '□') {
                WillPush.BanArrPiece = Popped.BanArrPiece;
                WillPush.BanArrTe = Popped.BanArrTe;
                WillPush.CurrX = Popped.CurrX + 2;
                WillPush.CurrY = Popped.CurrY;
                WillPush.UsedPieceSet = Popped.UsedPieceSet;
                Stk.Push(WillPush);
                continue;
            }

            //現在のマス目が空白の場合は、ピースを配置する経路のPush
            foreach (int EachPiece in mPieceArr) {
                if (Popped.UsedPieceSet.Contains(EachPiece)) continue;

                //ピースの配置候補リスト
                List<char[,]> HaitiKouhoList = new List<char[,]>();
                HaitiKouhoList.AddRange(mHaitiKouhoListDict[EachPiece]);

                //マス目にピースを埋めれない候補をRemove
                HaitiKouhoList.RemoveAll(X =>
                    CanFillPiece(X, Popped.CurrX, Popped.CurrY, Popped.BanArrTe) == false);

                foreach (char[,] EachPieceMap in HaitiKouhoList) {
                    WillPush.BanArrPiece = (int[,])Popped.BanArrPiece.Clone();
                    WillPush.BanArrTe = (char[,])Popped.BanArrTe.Clone();
                    WillPush.CurrX = Popped.CurrX + 2;
                    WillPush.CurrY = Popped.CurrY;
                    WillPush.UsedPieceSet = new HashSet<int>(Popped.UsedPieceSet);
                    WillPush.UsedPieceSet.Add(EachPiece);

                    for (int X = 0; X <= EachPieceMap.GetUpperBound(0); X++) {
                        for (int Y = 0; Y <= EachPieceMap.GetUpperBound(1); Y++) {
                            WillPush.BanArrPiece[Popped.CurrX + X, Popped.CurrY + Y] = EachPiece;
                            WillPush.BanArrTe[Popped.CurrX + X, Popped.CurrY + Y] = EachPieceMap[X, Y];
                        }
                    }
                    if (IsValid(WillPush.BanArrTe, EachPieceMap, Popped.CurrX, Popped.CurrY))
                        Stk.Push(WillPush);
                }
            }
        }
    }

    //ピース名を引数として、回転させた配置のListを返す
    static List<char[,]> DeriveHaitiKouhoList(int pPiece)
    {
        char[,] wkArr = new char[2, 4];

        Action<string> SetAct = (pStr) =>
        {
            wkArr[0, 0] = pStr[0];
            wkArr[1, 0] = pStr[1];
            wkArr[0, 1] = wkArr[0, 2] = pStr[2];
            wkArr[1, 1] = wkArr[1, 2] = pStr[3];
            wkArr[0, 3] = pStr[4];
            wkArr[1, 3] = pStr[5];
        };

        if (pPiece == 1) SetAct("チググパパチ");
        if (pPiece == 2) SetAct("パグパグチチ");
        if (pPiece == 3) SetAct("チパグパグチ");
        if (pPiece == 4) SetAct("チグパチグパ");
        if (pPiece == 5) SetAct("チグチパパグ");
        if (pPiece == 6) SetAct("グチパグパチ");
        if (pPiece == 7) SetAct("チチグパパグ");
        if (pPiece == 8) SetAct("チグチパグパ");

        return DeriveKaitenArrList(wkArr);
    }

    //配列を引数として、回転させた配列のリストをDistinctして返す
    static List<char[,]> DeriveKaitenArrList(char[,] pBaseArr)
    {
        var KaitenArrList = new List<char[,]>();

        int BaseArrUB_X = pBaseArr.GetUpperBound(0);
        int BaseArrUB_Y = pBaseArr.GetUpperBound(1);

        for (int I = 1; I <= 4; I++) KaitenArrList.Add(null);
        for (int P = 0; P <= 2; P += 2) KaitenArrList[P] = new char[BaseArrUB_X + 1, BaseArrUB_Y + 1];
        for (int P = 1; P <= 3; P += 2) KaitenArrList[P] = new char[BaseArrUB_Y + 1, BaseArrUB_X + 1];

        for (int X = 0; X <= BaseArrUB_X; X++) {
            for (int Y = 0; Y <= BaseArrUB_Y; Y++) {
                char SetVal = pBaseArr[X, Y];
                KaitenArrList[0][X, Y] = SetVal;
                KaitenArrList[1][Y, BaseArrUB_X - X] = SetVal;
                KaitenArrList[2][BaseArrUB_X - X, BaseArrUB_Y - Y] = SetVal;
                KaitenArrList[3][BaseArrUB_Y - Y, X] = SetVal;
            }
        }

        //Distinctする
        for (int I = KaitenArrList.Count - 1; 0 <= I; I--) {
            for (int J = 0; J <= I - 1; J++) {
                if (KaitenArrList[I].GetUpperBound(0) !=
                    KaitenArrList[J].GetUpperBound(0)) continue;
                if (KaitenArrList[I].GetUpperBound(1) !=
                    KaitenArrList[J].GetUpperBound(1)) continue;

                IEnumerable<char> wkEnum1 = KaitenArrList[I].Cast<char>();
                IEnumerable<char> wkEnum2 = KaitenArrList[J].Cast<char>();
                if (wkEnum1.SequenceEqual(wkEnum2) == false) continue;

                KaitenArrList.RemoveAt(I);
                break;
            }
        }
        return KaitenArrList;
    }

    //マス目にピースを埋めれるか
    static bool CanFillPiece(char[,] pPieceMap, int pTargetX, int pTargetY, char[,] pBanArrTe)
    {
        if (pTargetX + pPieceMap.GetUpperBound(0) > UB) return false;
        if (pTargetY + pPieceMap.GetUpperBound(1) > UB) return false;

        for (int X = 0; X <= pPieceMap.GetUpperBound(0); X++) {
            for (int Y = 0; Y <= pPieceMap.GetUpperBound(1); Y++) {
                if (pBanArrTe[pTargetX + X, pTargetY + Y] != '□')
                    return false;
            }
        }
        return true;
    }

    //盤面とレベルを引数として、有効な盤面かをチェック
    static bool IsValid(char[,] pBanArrTe, char[,] pPieceMap, int pBaseX, int pBaseY)
    {
        var TeSet = new HashSet<char>();

        Action<int, int> AddTe = (pTargetX, pTargetY) =>
        {
            if (pTargetX < 0 || UB < pTargetX) return;
            if (pTargetY < 0 || UB < pTargetY) return;
            TeSet.Add(pBanArrTe[pTargetX, pTargetY]);
        };

        Func<bool> HasSyouhai = () =>
        {
            //未確定マスがあれば勝敗は決まらない
            if (TeSet.Contains('□')) return false;

            //手が2通りしかなかったら、勝敗あり
            return TeSet.Count == 2;
        };

        if (pPieceMap.GetLength(0) == 2) { //ピースが縦置きの場合
            TeSet.Clear();
            AddTe(pBaseX, pBaseY);
            AddTe(pBaseX - 1, pBaseY - 1);
            AddTe(pBaseX - 1, pBaseY);
            AddTe(pBaseX, pBaseY - 1);
            if (HasSyouhai()) return false;

            TeSet.Clear();
            AddTe(pBaseX + 1, pBaseY);
            AddTe(pBaseX + 1, pBaseY - 1);
            AddTe(pBaseX + 2, pBaseY - 1);
            AddTe(pBaseX + 2, pBaseY);
            if (HasSyouhai()) return false;

            TeSet.Clear();
            AddTe(pBaseX, pBaseY + 1);
            AddTe(pBaseX - 1, pBaseY + 1);
            AddTe(pBaseX - 1, pBaseY + 2);
            if (HasSyouhai()) return false;

            TeSet.Clear();
            AddTe(pBaseX + 1, pBaseY + 1);
            AddTe(pBaseX + 2, pBaseY + 1);
            AddTe(pBaseX + 2, pBaseY + 2);
            if (HasSyouhai()) return false;

            TeSet.Clear();
            AddTe(pBaseX, pBaseY + 3);
            AddTe(pBaseX - 1, pBaseY + 3);
            AddTe(pBaseX - 1, pBaseY + 4);
            AddTe(pBaseX, pBaseY + 4);
            if (HasSyouhai()) return false;

            TeSet.Clear();
            AddTe(pBaseX + 1, pBaseY + 3);
            AddTe(pBaseX + 2, pBaseY + 3);
            AddTe(pBaseX + 1, pBaseY + 4);
            AddTe(pBaseX + 2, pBaseY + 4);
            if (HasSyouhai()) return false;
        }
        else { //ピースが横置きの場合
            TeSet.Clear();
            AddTe(pBaseX, pBaseY);
            AddTe(pBaseX - 1, pBaseY - 1);
            AddTe(pBaseX - 1, pBaseY);
            AddTe(pBaseX, pBaseY - 1);
            if (HasSyouhai()) return false;

            TeSet.Clear();
            AddTe(pBaseX + 1, pBaseY);
            AddTe(pBaseX + 1, pBaseY - 1);
            AddTe(pBaseX + 2, pBaseY - 1);
            if (HasSyouhai()) return false;

            TeSet.Clear();
            AddTe(pBaseX + 3, pBaseY);
            AddTe(pBaseX + 3, pBaseY - 1);
            AddTe(pBaseX + 4, pBaseY);
            AddTe(pBaseX + 4, pBaseY - 1);
            if (HasSyouhai()) return false;

            TeSet.Clear();
            AddTe(pBaseX, pBaseY + 1);
            AddTe(pBaseX - 1, pBaseY + 1);
            AddTe(pBaseX - 1, pBaseY + 2);
            AddTe(pBaseX, pBaseY + 2);
            if (HasSyouhai()) return false;

            TeSet.Clear();
            AddTe(pBaseX + 1, pBaseY + 1);
            AddTe(pBaseX + 1, pBaseY + 2);
            AddTe(pBaseX + 2, pBaseY + 2);
            if (HasSyouhai()) return false;

            TeSet.Clear();
            AddTe(pBaseX + 3, pBaseY + 1);
            AddTe(pBaseX + 3, pBaseY + 2);
            AddTe(pBaseX + 4, pBaseY + 1);
            AddTe(pBaseX + 4, pBaseY + 2);
            if (HasSyouhai()) return false;
        }
        return true;
    }

    //盤面を出力
    static void PrintBan(int[,] pBanArrPiece, char[,] pBanArrTe)
    {
        var sb = new System.Text.StringBuilder();

        sb.AppendLine("ピースの配置");
        for (int Y = 0; Y <= UB; Y++) {
            for (int X = 0; X <= UB; X++) {
                sb.Append(pBanArrPiece[X, Y]);
            }
            sb.AppendLine();
        }

        sb.AppendLine("手の配置");
        for (int Y = 0; Y <= UB; Y++) {
            for (int X = 0; X <= UB; X++) {
                sb.Append(pBanArrTe[X, Y]);
            }
            sb.AppendLine();
        }
        Console.WriteLine(sb.ToString());
    }
}


実行結果

省略
解5を発見
ピースの配置
33332222
33332222
44557711
44557711
44557711
44557711
88886666
88886666
手の配置
グググチチパパパ
チパパパチグググ
チグチググパチグ
パチチパパググパ
パチチパパググパ
グパパグチチパチ
グパパパチググチ
チチチググパパパ


解説

2*4のピースが8個あるとして、敷き詰め問題として解いてます。