Othello-spillet, også kalt Reversi, spilles av to spillere på et spillebrett med 8x8 ruter. Hver spiller har hvert sitt sett med brikker, hhv. sorte og hvite. Spillet starter med 4 brikker lagt på brettet slik figuren under til venstre viser (bilder tatt fra http://en.wikipedia.org/wiki/Reversi): Image Added | Image Added | Image Added | Startposisjon, sort sin tur | 4 mulige plasseringer | Sort brikke er plassert på d3 |
Spillerne veksler på å plassere én brikke om gangen på brettet, og sort starter. En brikke må plasseres slik at minst én sekvens av motstanderbrikke fanges mellom egne brikker. Sekvenser kan være vertikale, horisontale eller diagonale. I figuren over i midten er fire mulige plasseringer av en sort brikke angitt. I alle tilfellene vil én sekvens av én hvit brikke bli fanget. Når en brikke er plassert, erstattes motstanderbrikkene som er fanget, med brikker av egen farge. Dette er vist i figuren til høyre, hvor en sort brikke er plassert på d3 og den hvite brikken på d4 er fanget og erstattet med en sort en. Det er nå hvit sin tur, og det er tre mulige plasseringer, som vist i figuren under til venstre. Dersom hvit velger alternativet c5, fanges den sorte brikken på d5 og blir erstattet med en hvit, slik figuren under i midten viser. Image Added | Image Added | Image Added | Hvits tur, 3 muligheter | Hvit brikke er plassert på c5 | Brikker kan fanges i mer enn én retning |
Merk at brikker kan fanges i mer enn én retning. Dette er illustrert i figuren over til høyre, hvor en sort brikke plassert på h5 vil fange de hvite brikkene på g5 og g4. De andre mulighetene er her angitt med lysere farge. Det er også mulig å fange mer enn én brikke i hver retning (dette er ikke vist her). Dersom en spiller ikke har noen lovlige plasseringer, så går turen videre til den andre spilleren. Spillet fortsetter inntil ingen av spillerne har noen lovlige plasseringer, f.eks. fordi brettet er fullt eller alle brikkene har samme farge. Spilleren med flest brikker på brettet vinner. Oppgave a)Forklar hvordan du vil representere brett og (plasserte) brikker med Java-klasser og hvordan du vil innkapsle tilstanden med metoder. Expand |
---|
| Det naturlige er å bruke en to-dimensjonal tabell til å representere brettet og en enum til å representere brikkene (null er tom). En kan evt. bruke en annen type verdi for brikken, så lenge en kan representere tre ulike tilstander tom, sort og hvit, så int, char og Boolean duger (men ikke boolean). Brikken selv trenger ingen innkapsling, men brettet gjør, så det er naturlig å lage en Brett-klasse med et privat brett-felt av typen Piece[][]. Piece er her brikke-typen. En trenger innkapslingsmetoder for å lese og sette en rute, i tillegg til korrekt initialisering til en tabell med dimensjonene 8x8 i konstruktøren. En annen løsning er definere en egen brikketype, som har en char, enum eller int som felt. Dette støtter endring av fargen, tilsvarende å snu brikken, istedenfor å erstatte den. I praksis går det for det samme. To løsningsvarianter som ikke er gode, men som heller ikke gir trekk (dersom de fungerer): - Mange definerte en brikkeklasse som inneholdt posisjonen til brikken, gjerne samtidig som at brettet var definert som char[][]. Posisjonen i brikken ble i praksis ikke brukt.
- Mange brukte String-baserte posisjoner i innkapslingen, istedenfor x,y, antageligvis pga. måten dette ble brukt på i sjakkoppgaven året før. Dette er noe som bør håndteres ifm. brukerinput, ikke i innkapslingen til brettet.
Selv om man ikke får trekk for slikt, så sluker det tid på eksamen, og gjør koden unødvendig komplisert. Code Block |
---|
| public class Board {
public static final int BOARD_WIDTH = 8;
public static final int BOARD_HEIGHT = 8;
private Piece[][] board;
public Board() {
board = new Piece[BOARD_HEIGHT][BOARD_WIDTH];
board[3][3] = Piece.WHITE;
board[3][4] = Piece.BLACK;
board[4][4] = Piece.WHITE;
board[4][3] = Piece.BLACK;
}
public boolean isLegalPosition(int x, int y) {
return x >= 0 && x < BOARD_WIDTH && y >= 0 && y < BOARD_HEIGHT;
}
public Piece getPiece(int x, int y) {
return isLegalPosition(x, y) ? board[y][x] : null;
}
public void setPiece(int x, int y, Piece piece) {
if (isLegalPosition(x, y)) {
board[y][x] = piece;
}
}
}
public enum Piece {
BLACK, WHITE;
// hjelpemetode som returnerer den andre brikkefargen (ift. this)
public Piece other() {
switch (this) {
case BLACK: return WHITE;
case WHITE: return BLACK;
}
return null;
}
} |
Det spørres kun etter en forklaring, så det er et spørsmål hvor mye kode som behøves. Det skal en del til for at en tekstlig forklaring viser at en behersker alle detaljene, så noe kode er nok nødvendig. Det er greit om en bruker unntak i get/setPiece, når en har ulovlige koordinater. En bør da bruke IllegalArgumentException, i hvert fall en RuntimeException, altså unchecked exception. Den kan også være naturlig å legge til noen hjelpemetoder for metoden i punkt b), selv om det ikke er rene innkapslingsmetoder. |
Oppgave b)Gitt følgende enum-klasse og klassene du har beskrevet: Code Block |
---|
| public enum Direction {
NORTH(0, -1), NORTHEAST(1, -1), EAST(1, 0), SOUTHEAST(1, 1), SOUTH(0, 1), SOUTHWEST(-1, 1), WEST(-1, 0), NORTHWEST(-1, -1);
public final int dx, dy;
private Direction(int dx, int dy) {
this.dx = dx;
this.dy = dy;
}
} |
Deklarer og implementer metoder i brettklassen din for å: telle hvor mange brikker som evt. fanges i en bestemt retning, dersom en bestemt brikke plasseres på en bestemt rute sjekke om en gitt brikke er lovlig å plassere på en bestemt rute plassere en gitt brikke på en bestemt rute (gitt at det er lov) og erstatte fangede brikker med brikker med motsatt farge
Definer gjerne ekstra metoder for å gjøre implementasjonen enklere å skrive og forstå. Dersom en metode er vanskelig å skrive, så deklarer den og forklar hva den er ment å gjøre. Expand |
---|
| Her er det vesentlig å definere naturlige parameterlister, f.eks. utnytte Direction-enum’en og brikketypen og kalle eksisterende metoder, der det er nyttig. Følgende hjelpemetode i Board-klassen, for å telle og bytte når det er lov, er nyttig: Code Block |
---|
| public int count(Piece piece, int x, int y, Direction direction, boolean replace) {
int count = 0;
x += direction.dx;
y += direction.dy;
while (getPiece(x, y) == piece.other()) {
count++;
x += direction.dx;
y += direction.dy;
}
if (getPiece(x, y) != piece) {
count = 0;
}
if (count > 0 && replace) {
x -= direction.dx;
y -= direction.dy;
while (getPiece(x, y) == piece.other()) {
setPiece(x, y, piece);
x -= direction.dx;
y -= direction.dy;
}
}
return count;
} |
Her kan en vise at en kan bruke Direction-klassen for å lete i en bestemt retning. Dersom metoden ligger utenfor Board-klasse, så må en bruke innkapslingsmetodene. Her har vi gjort det selv om metoden ligger i Board-klassen, såkalt intern innkapsling. Noen har klart å bruke findSequence fra oppgave 1 og det er greit. Code Block |
---|
| public int countTraps(Piece piece, int x, int y, Direction direction) {
return countAndReplace(piece, x, y, direction, false);
}
public boolean canTrap(Piece piece, int x, int y) {
int count = 0;
for (Direction direction: Direction.values()) {
count += countAndReplace(piece, x, y, direction, false);
}
return count > 0;
}
public void place(Piece piece, int x, int y) {
setPiece(x, y, piece);
for (Direction direction: Direction.values()) {
countAndReplace(piece, x, y, direction, true);
}
} |
De tre metodene over er de som etterspørres i oppgaven, og må ha analoge parameter- og returtyper. canTrap summerer antallet som fanges og returnerer true om antallet er > 0. place()-metoden plasserer en brikke på en bestemt posisjon og bytter ut alle som blir fanget. I begge disse får en vist at en kan iterere over alle verdiene i en enum med values()-metoden. |
Oppgave c)Beskriv med tekst og kode hvordan du vil implementere et spill som kommuniserer med spillerne vha. System.in og System.out, og som styrer spillet iht. reglene angitt over. Eksempel på interaksjon med brukeren, hvor øverst rad tilsvarer System.out og nederste System.in: abcdefgh 1........1 2........2 3...+....3 4..+ox...4 5...xo+..5 6....+...6 7........7 8........8 abcdefgh It is BLACK's turn | abcdefgh 1........1 2........2 3..+x+...3 4...xx...4 5..+xo...5 6........6 7........7 8........8 abcdefgh It is WHITE's turn | abcdefgh 1........1 2........2 3...x....3 4...xx...4 5..ooo...5 6.+++++..6 7........7 8........8 abcdefgh It is BLACK's turn | D3 | C5 | |
Bruk metodene definert tidligere i oppgaven, også om du ikke har implementert dem. Besvarelsen blir vurdert etter hvor logisk og strukturert løsningen er, om innkapsling er brukt, hvorvidt Java er godt og riktig brukt og om koden er logisk riktig. Expand |
---|
| Her er litt av poenget å dele opp problemet i passende metoder og evt. klasser. Det er ikke nødvendig å ha en egen klasse for selve spillet, men det gir ekstra poeng. Denne vil i så fall holde rede på brettet og hvem sin tur det er. Uansett bør en ha metoder for å skrive ut tilstanden, dvs. brettet og hvem sin tur det er, finne ut om spilleren må passe, dvs. ingen posisjoner er lovlige for en gitt spiller, og for å utføre en plassering. I main-metoden brukes så disse metodene. main-metoden bør gå i løkke og lese input fra brukeren, oversette dette til en posisjon på brettet og utføre plasseringen. Det bør sjekkes for lovlighet, om en må passe og om spillet er ferdig. Spillerne må veksle mellom å ha turen. Det er ikke nødvendig å kopiere input- og output-formatet vist i oppgaven, men brettet og hvem som har turen bør skrives. (I etterkant angrer jeg på at jeg tok med +’ene i utskriften, siden det lurte mange til å ha dem med i brettrepresentasjonen.) Det er mange detaljer som kan bli feil i en besvarelse, og vi ser mest på struktur og logikk og mindre på kodingsteknikk. Fullstendig utskrift og gode feilmeldinger er ikke viktig. Vi foretrekker kode, men gode forklaringer kan gi nesten full pott. Her er en mulig Reversi-klasse: Code Block |
---|
private Board board;
private Piece turn;
public Reversi() {
board = new Board();
turn = Piece.BLACK;
}
private void printState(boolean coordinates) {
if (coordinates) {
System.out.println(" abcdefgh");
}
for (int y = 0; y < Board.BOARD_HEIGHT; y++) {
if (coordinates) {
System.out.print(y + 1);
}
for (int x = 0; x < Board.BOARD_WIDTH; x++) {
Piece piece = board.getPiece(x, y);
System.out.print(piece == null ? (board.canTrap(turn, x, y) ? '+' : '.') : (piece == Piece.BLACK ? 'x' : (piece == Piece.WHITE ? 'o' : '?')));
}
if (coordinates) {
System.out.print(y + 1);
}
System.out.println();
}
if (coordinates) {
System.out.println(" abcdefgh");
}
System.out.println("It is " + turn + "'s turn");
}
private void pass() {
turn = turn.other();
}
private void place(int x, int y) {
board.place(turn, x, y);
turn = turn.other();
}
public static void main(String[] args) {
Reversi reversi = new Reversi();
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
reversi.printState(true);
while (scanner.hasNextLine()) {
String line = scanner.nextLine();
if (line == null || line.length() == 0) {
break;
}
if (line.length() > 1) {
char first = line.charAt(0), last = line.charAt(line.length() - 1);
int x = first - 'a', y = last - '1';
if (! reversi.board.isLegalPosition(x, y)) {
System.out.println(first + "," + last + " is not a valid board location");
} else if (reversi.board.getPiece(x, y) != null) {
System.out.println("There is already a piece at " + x + "," + y);
} else {
if (reversi.board.canTrap(reversi.turn, x, y)) {
reversi.place(x, y);
} else {
System.out.println(x + "," + y + " is not a valid place to put a " + reversi.turn + " piece");
}
}
}
reversi.printState(true);
if (! reversi.board.canTrap(reversi.turn)) {
System.out.println(reversi.turn + "must pass");
reversi.pass();
if (! reversi.board.canTrap(reversi.turn)) {
System.out.println(reversi.turn + "must also pass");
break;
}
}
}
int whiteCount = reversi.board.count(Piece.WHITE);
int blackCount = reversi.board.count(Piece.BLACK);
System.out.println("There are " + whiteCount + " white piece and " + blackCount + " black pieces left, hence ");
if (whiteCount > blackCount) {
System.out.println("white wins!");
} else if (blackCount > whiteCount) {
System.out.println("black wins!");
} else {
System.out.println("a draw");
}
} |
|
|