【正文】 這里對顏色有嚴格的要求，當然，這種 要求可能會對程序的靈活性有一定的影響，但我認為還是值得的。 圖 11 專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 本章小結(jié) 通過 本章 能看出魔方在編寫及實現(xiàn)中 基本的概念和實現(xiàn)方法，先 介紹了 魔方的玩法及原理， 以及 關(guān)于搜索與存儲的問題的初步設(shè)想，對于專家系統(tǒng)運行模式比較詳細 簡介， 也對文件輸入方法進行籠統(tǒng)的 介紹。按照代碼功能的不同，將程序分為六個不同的源文件 [2]。由于這樣 的變量不是很多，所以 應(yīng)該不會對程序的可讀性造成多大的影響。并且 ， 通過調(diào)用其它文件中的函數(shù)來對魔方進行求解 [3]，同時 判斷魔方是否被解出。其中，包含對魔方六個面的 12 種操作，每個面有兩種操作。搜索的實現(xiàn)采用了 bfs 搜索 [4]，這樣可以保證搜索到需要的狀態(tài)圖的路徑是最短的。關(guān)于魔方的玩法有很多，在本程序中我主要研究了所謂的“八角法”，這個文件中就匯集了在這種玩法下的旋轉(zhuǎn)操作序列 [5]。 首先是接受魔方狀態(tài)文件的數(shù)組，用到的是一個 12 9 的字符型二維數(shù)，這個數(shù)組為 graphmf[12][9]。 可能，這么做不是很容易叫人理解，因為，同一種狀態(tài)卻要兩個副本，但我這么做只是為了程序編寫的方便。 在魔方復(fù)原的第一階段，為了很方便的將搜索 于專家系統(tǒng)聯(lián)系到一起，用到了一個指向函數(shù)的指針，定義的形式為 void (*p)()。首先在這個函數(shù)中調(diào)用 getgraph()函 數(shù)、 makegraph()函數(shù)和 change()函數(shù)，完成對魔方狀態(tài)文件的接受和兩個副本的拷貝。最后，調(diào)用搜索文件（ ）中的 mission_pelet()函數(shù) [8]，來判斷魔方是否被解出， 并且，給出求解的過程。 include includeiostream includequeue includestack includestring using namespace std。 //用來記錄魔方初始狀態(tài)的數(shù)組 queueint rc。 while(1) { search_begin()。 } } 東北石油大學華瑞學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 文件接收模塊 文件接收模塊 ()。 對于文件的接收也沒什么太多的說法，就是有一點需要說明，這就是，在魔方狀態(tài)圖文件中的每一行對應(yīng)魔方的一個“大面”，而每一個“大面”又有九個“小面”。 cout請輸入魔方文件名 :endl。 h=1。 //魔方左面數(shù)據(jù) (s[2],20)。 //魔方后面數(shù)據(jù) 當魔方文件成功接受后 ， 就將接受數(shù)組中的狀態(tài)存放到保存魔方狀態(tài)圖的數(shù)組中去 ， 由于這部分代碼很相似 ， 所以 ， 只給出一部分代碼 。 //魔方上面狀態(tài)圖的構(gòu)建 graphmf[0][4]=s[0][1]。 graphmf[1][5]=s[0][5]。 以上這部分代碼就是將每一個“大面”中的狀態(tài)拷貝到九個數(shù)組元素中去，也就是對應(yīng)的九個“小面”。i12。 } 下面是第二個副本對魔方上面狀態(tài)的拷貝： for(i=0。j++) graphmf1[i][j]=graphmf[i][j]。 以下就是魔方狀態(tài)的構(gòu)造圖 （ 表 31 魔方狀態(tài)構(gòu)造圖 ） ，在程序中一個很重要的部分。其它的操作方法會東北石油大學華瑞學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 在用戶選擇界面中有相應(yīng)的提示。關(guān)于 front_1()函數(shù)會在。直到魔方被解決，或者 用戶在程序的執(zhí)行過程中選擇了幫助操作。 這部分的功能也十分簡單，實現(xiàn)的過程也不是很復(fù)雜，只是對輸入的判斷和對其它函數(shù)的調(diào)用，這里不給出它的源代碼。可以說，這是個比較復(fù)雜的過程，因為，這個部分的實現(xiàn)沒有什么復(fù)雜的操作和特殊的結(jié)構(gòu)， 只是 數(shù)組內(nèi)部各個數(shù)據(jù)間的變換，需要的是細心和耐心。這十二個函數(shù)分別是： front_1()，前面順時針操作； front_2()，前面逆時針操作； back_1()，后面順時針操作； back_2()，后面逆時針操作； up_1()，上面順時針操作； up_2()，上面逆時針操作； down_1()，下面順時針操作； down_2()，下面逆時針操作； left_1()，左面順時針操 作； left_2()，左面逆時針操作； right_1()，右面順時針操作； right_2()，右面逆時針操作 [13]。例如：在對角塊的操作的過程中 12就為將角塊 1中的顏色（也就是數(shù)組的數(shù)據(jù)）送到角塊 2中去。 //存儲邊塊的臨時變量 /*對角塊操作 */ temporary0[0]=graphsta[3][5]。 東北石油大學華瑞學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 graphsta[3][6]=graphsta[2][3]。 graphsta[3][2]=graphsta[6][3]。 //23 graphsta[5][5]=temporary0[0]。 //存儲 2到臨時變量 temporary1[1]=graphsta[2][4]。 graphsta[4][2]=graphsta[6][4]。 graphsta[4][6]=temporary1[1]。 在交換的時候，為了保證數(shù)據(jù)不丟失，應(yīng)該將一個角塊或邊塊的數(shù)據(jù)首先存儲到一個變量中去，然后在對這個角塊或邊塊中的數(shù)據(jù)進行替換。這兩個函數(shù)的 定義主要是為了和專家東北石油大學華瑞學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 系統(tǒng)的融合，因為在“八角法”中有這樣的操 作 。 首先，談?wù)勊阉鞯膯栴}。這是一個比較通用的圖的搜索算法，下面給出它具體的定義和實現(xiàn)方法。 (3)選擇 OPEN上的第一個結(jié)點，把它從 OPEN中移入 CLOSED，稱該結(jié)點為 n1。 (6)從 M的每一個不在 G中的成員建立一個指向 n1的指針。 (7)重排 OPEN表。由于魔方有六個面，每個面有兩種操作，這在前面提過，一共是 12種旋轉(zhuǎn)方式。 struct nodec { int v。nodec *l_2。nodec *u_2。nodec *f_2。 其中父結(jié)點的具體指向就是結(jié)點的 12種擴展方式，這里你有可能注意到了有幾個變量在上面的擴展中沒有提到，這些在后面都會有相應(yīng)的說明，它們在搜索的過程中也是十分重要的 。 至于什么樣的結(jié)點需要加入到擴展鏈表中，在這里，每當當前結(jié)點被擴展的時候，其中不符合要求的結(jié)點就都進入的擴展鏈表中去。 下面給出這部分的代碼，其中，變量的定義 為 stackint rb。 while(pv!=0) { (pv)。 switch(i) { case 1:{front_1()。} case 3:{back_1()。} case 5:{left_1()。} case 7:{right_1()。} case 9:{up_1()。} case 11:{down_1()。} } ()。這是在不斷的重復(fù)根結(jié)點的擴展。所以，對這部分操作也要采取剪枝操作。 (*p)()。 //旋轉(zhuǎn)方式 newnodeparent=here。 break。 //旋轉(zhuǎn)方式 newnodeparent=here。 front_2()。 專家系統(tǒng)模塊 專家系統(tǒng)模塊 ()。這種方法很多，由于方法的不同，會影響到魔方求解時的步驟多少問題。由于，并不是魔方玩法的教學 ，所以，我只是簡單的介紹，重點是這個方法在程序中是如何表示出來的。在進行“八角法”之前要恢復(fù)魔方的八個角塊的位置，但顏色不對，這個過程是用另一種方法完成的，因為在“八角法”中并沒有給出這部分的是如何解決的。 第二階段是在魔方的底面構(gòu)建出一個“ X”，在第一階段后， 所有含底面顏色的角塊，應(yīng)該都在底面，只可能色向不對。在這里需要為成對的上角快和下角塊分別記數(shù)，如果每個側(cè)面上兩個上角塊或兩個下角塊的顏色相同就為一對。在這個階段只恢復(fù)三個邊塊，當然，有的時候很碰巧第四個邊塊也在正確的位置，這個先不用過多的考慮，在下面的階段會給這種情況的處理方法。重復(fù)這階段 的操作，直到底面的邊塊都復(fù)原。 第七階段是恢復(fù)魔方中間邊塊的過程。不過 只要通過旋轉(zhuǎn)魔方就可以找到符合要求的狀態(tài)。因為有些極其特殊的情況用這種方法沒有辦法求解，這個問題在前面已經(jīng)談過。因為，復(fù)原八個角 塊的專家序列也是在要恢復(fù)的角塊在某些固定的位置的時候才能夠起到作用。關(guān)于其它幾個階段的實現(xiàn)分別是由 secondstage()、 thirdstage()、forthstage()、 fifthstage()、 sixthstage()、 sevenstage()和 eightstage()來完成的 [16]。 東北石油大學華瑞學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 第 4 章 程序演示 (1)程序開始運行后的顯示 。 圖 44 人工選擇一個操作后的狀態(tài) (5)在輸入“ h”后的顯示 。剛開使拿到這個題目的時候，沒有考慮很多，也沒有想到這個問題會那么不容易解決。這些困難主要是在如何構(gòu)建魔方的狀態(tài)圖，如何完成對魔方各個面的旋轉(zhuǎn)操作，如何在搜索中如何解決數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的問題等等。這就是由于魔方狀態(tài)圖很大，而我采用的是盲目搜索，這樣的話在搜索樹每增加一層的時候魔方的狀態(tài) 圖會以幾何數(shù)級增長，這需要大量的存儲空間，占用大量的內(nèi)存。在那個時候這是另我最頭痛的問題。不過還 好，在同學的幫助下找到了如何復(fù)原八個角塊的操作方法。 東北石油大學華瑞學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 參考文獻 [1] [M].北京 :機械工業(yè)出版社 , [2] ＋＋編程思想（第二版） ,第 1卷 :標準 C＋＋引導(dǎo) [M].北京 :機械工業(yè)出版社 , [3] 羅斌 .Visual C++編程技巧精選 500例 [M].北京 :中國水利水電出版社 , [4] ＋＋編程思想 ,第 2卷 :實用編程技術(shù) [M].北京 :機械工業(yè)出版社 , [5] 肖宏偉 .Visual C++實效編程百例 [M].北京 :人民郵電出版社 , [6] Scott C++（第三版）（中文版） —— 改善程序技術(shù)與設(shè)計思維的 55個有效做法 [M].電子工業(yè)出版社 , [7] 朱戰(zhàn)立 ,張玉祥 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A September rain followed by the footprints of Autumn brings more colors to the once emerald green mountain and blooming grassland. Shutterbugs flock to see for themselves the marvel of splendid colors around the mountains and waters, many of whom have travel a long distance and even camp here only to capture a moment of the nature wonder. The silver birch