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基于按层求解算法的魔方游戏的设计

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作者：用户投稿来源：网络发布时间： 13/05/06

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1.1.1 Cube类的设计

组成魔方的小立方块是一个独立的单元，在此将其称为一个魔方单元，可以设计一个Cube类来表示。

每个小魔方单元由6个不同的颜色面组成，则有6种颜色属性值，而每个颜色值又由RGB三个颜色属性决定，因此可以存储在一个二维数组sideColor[6][3]中，魔方单元有一个中心三维坐标centerCoordinate[3]，数组包含中心坐标的X、Y、Z三个属性，可作为确定魔方单元的唯一标志。

在绘制魔方单元时，实际就是绘制6个不同的颜色面，组合在一起就是一个立方体的效果^[12]。对不同面的颜色值的设置，我们用面在坐标系中的方向来决定。规定，正X方向为黄色，负X方向为绿色，正Y方向为红色，负Y方向为紫色，正Z方向为蓝色，负Z方向为青色。因此，cube类中用一个数组direct[6]来存储魔方单元的6个方向值，以作为绘制魔方单元时确定面颜色值之用。

当魔方的某个面朝某个方向进行旋转时，其涉及的魔方单元在三维坐标系中围绕面中心进行旋转。则这些面的颜色值务必要发生改变以实现这种旋转的效果，由于魔方单元每个面的颜色值由它的方向所决定，因此要对魔方单元的各个direct值进行重新设定，以体现其在坐标系中的旋转变换，这里用用3个函数来实现，turnByX(int sign)、turnByX(int sign)、turnByX(int sign)，分别表示魔方单元饶X、Y、Z轴方向进行旋转，其中sign为正反方向的标志，用-1来表示反方向，1来表示正方向。

设立DrawCubeUnit()方法通过调用openGL的API生成6个不同的颜色面来完成魔方单元的绘制。

setDirection()和 getDirection()分别是对direct属性的设置和获取，作为实现游戏状态的加载和保存用。

resetDirection()方法则是对魔方单元的direct属性进行重置，作为实现整个魔方状态的重置用。

getXCoor()、getYCoor()、getZCoor()则是返回魔方单元的中心坐标。

1.1.2 cube Handle类的设计

Cube Handle 类是一个用来对cube实体进行操作的类，通过它提供一系列方法来调用cube类的一些函数，设定cube实例的一些属性，从而达到显示和操作魔方的效果。CubeHandle类的声明如下：

属性和方法的说明：

基于存储魔方的便利性和3D效果显示的考虑，对组成魔方的27个小立方块都在计算机上存储，因此Cube *cubes[CUBE_SIZE][CUBE_ SIZE][CUBE_SIZE]，声明了N*N*N个Cube实例，这里N为CUBE_SIZE，定义为3。

二维数组color[6][9]中保存的是魔方表面的54颜色值。

Solver为一个魔方的求解类，它获取一个魔方的状态，类内部对状态进行分析求解后，输出一个解决方案用于魔方的复原。

GetState为一个按一定顺序取得魔方状态，即魔方表面的54颜色值的函数。

ScrambleCubeGet方法为solver求解类获取魔方的状态。