caseexpressionof
values_1: statement_1;
values_2: statement_2;
…
values_n: statement_n;
elsestatement;
end;
Рассмотрим элементы этой конструкции. Во-первых, это три зарезервированных слова: case, of и end. Между case и of находится выражение expression, принимающее значение, которое, возможно, имеется в одном из списков значений, находящихся слева от двоеточий. Данное выражение называется селектором оператора case. Каждый оператор, идущий за двоеточием, отделяется от следующего списка значений точкой запятой. Ветвь else, отвечающая всем не перечисленным значениям выражения expression, необязательна. При выполнении данного оператора вначале вычисляется значение селектора. Затем выбирается тот список значений, которому принадлежит полученное значение, и выполняется соответствующий оператор.
Оператор цикла while…do…
Оператор цикла является важнейшим оператором и имеется в большинстве современных языков программирования. Цикл позволяет много кратно выполнить некоторое множество действий, задаваемых операторами, составляющими его тело. В Паскале имеется несколько разновидностей оператора цикла. Начнем с оператора цикла с предусловием. Данный оператор имеет вид:
Whileexpressiondostatement ;
При выполнении этого оператора вначале вычисляется значение логического выражения expression. Если это значение истинно, выполняется оператор statement, затем значение выражения проверяется вновь и т. д., до тех пор, пока выражение не примет значений «ложь». Если выражение принимает значение «ложь» при первой же проверке, то оператор statement не выполняется вообще.
Операторы цикла repeat…until…
Оператор цикла с постусловием имеет вид:
Repeatstatementuntilexpression:
Здесь вначале выполняется оператор statement, а затем вычисляется значение логического выражения expression принимает значение «ложь». Как только это значение станет истинным, выполнение цикла прекращается.
Операторы цикла for…to…do… и for…downto…do…
Третий вариант оператора цикла – цикл со счетчиком. Можно считать, что есть две очень похожих друг на друга разновидности цикла со счетчиком. Первыйизэтихоператоровимеетвид:
For j := expression1 to expression2 do statement;
Здесь переменная j, называемая управляющей переменной цикла for, является произвольным идентификатором, который объявляется как переменная любого скалярного типа (к скалярным относится целый, символьный, булев и перечислимые типы).
При выполнении оператора for сначала вычисляется значение выражения expression1, затем вычисляется значение выражения expression2, далее управляющая переменная цикла последовательно пробегает все значения от expression1 до expression2. В том случае, когда значение expression1 оказывается больше значения expression2, тело цикла не будет выполнятся вовсе.
Составить программу для игры в «Морской бой» игрока с компьютером. Программа должна позволять расставлять корабли на поле 10 х 10, контролировать правильность их расстановки, давать противникам возможность поочередно делать ходы и выдавать соответствующие информационные сообщения. Когда в качестве игрока выступает компьютер, программа должна анализировать предыдущие ходы и следующий ход делать на основе проведенного анализа.
2.2 Алгоритм реализации работы
Алгоритм размещения кораблей на игровом поле
Игровое поле нужно как-то хранить в памяти компьютера. Наиболее простая реализация - в виде матрицы 10x10 клеток (ячеек). Определим соответствующий тип и переменные, которые нам понадобятся:
| type TPole = array[1..10,1..10] of Integer;var Pole: TPole; |
Обусловимся, что пустая ячейка будет иметь значение -1, а ячейка, в которой находится корабль: 0. Перед началом процесса размещения кораблей необходимо очистить поле. Помимо этого надо еще и обновить счетчик случайных чисел, что бы добиться реальной случайности позиций флота компьютера. Все эти действия лучше оформить в виде отдельной процедуры:
| procedure Init (var Pole: TPole); var X, Y: Integer; begin Randomize; for X := 1 to 10 do for Y := 1 to 10 do Pole[X,Y] := -1; end; {proc Init} |
По правилам игры два корабля не могут соприкасаться друг с другом, т.е. между ними должно быть пустое пространство минимум в одну клетку. Нам понадобится вспомогательная функция, которая позволит определить, можно ли поставить однопалубный корабль в указанную ячейку или нет. Для этого необходимо проверить саму эту ячейку и все соседние (их 8 штук). И только если все они не заняты можно дать положительный ответ (True), в противном случае - отрицательный (False):
| function Freedom (x, y: Integer; Pole: TPole): Boolean; const d: array[1..8,1..2] of Integer = ((0,1),(1,0),(0,-1),(-1,0),(1,1),(-1,1),(1,-1),(-1,-1)); var i: Integer; dx, dy: Integer; begin if (x > 0) and (x < 11) and (y > 0) and (y < 11) and (Pole[x,y] = -1) then begin for i := 1 to 8 do begin dx := x + d[i,1]; dy := y + d[i,2]; if (dx > 0) and (dx < 11) and (dy > 0) and (dy < 11) and (Pole[dx,dy] > -1) then begin Result := False; Exit; end; {if} end; {for} Result := True; end else Result := False; end; {func Freedom} |
Как известно из правил игры, на поле должны находиться следующие корабли: один четырех палубный, два трехпалубных, три двухпалубных и четыре однопалубных. Процедура, расставляющая эти корабли должна выполнять следующие действия: взять случайную свободную ячейку и проверить, можно ли поставить текущий корабль горизонтально или вертикально. Если да, то корабль размещается на игровом поле и обработка переходит к следующему. Понятно, что если нет, то возвращаемся к выбору координат. Порядок действий должен быть от большего корабля к меньшему, что бы не возникла ситуация невозможности размещения ни в одну позицию поля. Вот код этой процедуры:
| procedure Ships (var Pole: TPole); var N, M, i: Integer; x, y, kx, ky: Integer; B: Boolean; begin Init (Pole); for N := 3 downto 0 do for M := 0 to 3 - N do repeat x := Random (10) + 1; y := Random (10) + 1; kx := Random (2); if kx = 0 then ky := 1 else ky := 0; B := True; for i := 0 to N do if not Freedom (x + kx * i, y + ky * i, Pole) then B := False; if B then for i := 0 to N do Pole[x+kx*i,y+ky*i] := 0; until B; end; {proc Ships} |
Это, собственно, и все, что касается размещения кораблей компьютера. Теперь достаточно сделать вызов: Ship (Pole); и корабли будут случайным образом расставлены по своим местам. Подобным образом можно помочь пользователю, что бы он каждый раз не тратил время на эту операцию, вызвав Ship (Play); где Play - поле игрока (тип TPole).
Задача заключается в разработке алгоритма, по которому компьютер сможет играть в "Морской бой" с максимальным качеством и при этом не подглядывая расположение флота игрока. Дополнительное и очевидное условие: при каждой новой игре вне зависимости от размещения сил противника компьютер должен играть по-разному, т.е. его ходы должны быть не предсказуемы. Необходимо вспомнить правила игры: участники поединка делают ходы поочередно, причем, если один из игроков попадает по кораблю соперника, то он получает право следующего хода. Если реализовать поиск цели компьютером в виде отдельной процедуры, то надо как-то научить его запоминать исходы прошлых выстрелов, чтобы адекватно произвести следующий. Из этого факта вытекает, что самое простое и рациональное решение данной проблемы можно оформить в виде конечного автомата, наиболее точно описывающего последовательность действий. Можно выделить три состояния:
1. прострел игрового поля по случайным координатам до попадания по кораблю, после чего переход во второе состояние;
2. обстрел вокруг подбитой ячейки поля для определения направления корабля (вертикальное или горизонтальное), после очередного попадания - переход в третье состояние;
3. расстрел корабля в полученном направлении до полного его уничтожения, после чего переход в первое состояние.
Итак, вся игра зациклена на трех основных действиях: прострел, обстрел и расстрел. Все эти действия должны продолжаться до тех пор, пока у одной из сторон не будут уничтожены все корабли. Компьютеру потребуется еще одно поле, на котором он будет вести игру. Назовем его Play. Помимо этого нужно помнить, какие корабли остались у игрока, а какие уже разбиты. Объявим все необходимые переменные:
| var Play: TPole; Kor: array[1..4] of Integer; State: Integer;// состояние автомата Len: Integer;// кол-во подбитых палуб текущего корабля Pkx, Pky: Integer;// направление удара Px, Py: Integer;// позиция попадания |
Перед началом игры надо настроить все значения. Это удобно сделать в отдельной процедуре:
| procedure Start; var I: Integer; begin Init (Play); Ships (Pole); State := 1; for I := 1 to 4 do Kor[I] := 5 - I; end; {proc Start} |
Предположим, что у нас есть функция, которая выдает истину, если в ячейки (x,y) игрока стоит корабль и ложь в противном случае: function Killed (x, y: Integer): Boolean;. Еще потребуется функция, определяющая длину самого большого корабля игрока:
| function MaxShip: Integer; var i: Integer; begin for i := 1 to 4 do if Kor[i] > 0 then Result := i; end; {func MaxShip} |
И функция, определяющая проигрыш юзера:
| function GameOver: Boolean; var I: Integer; begin for I := 1 to 4 do if Kor[I] > 0 then begin Result := False; Exit; end; {if} Result := True; end; {func GameOver} |
Все вспомогательные подпрограммы готовы и можно приступить к реализации самого автомата. Для большей наглядности каждое состояние оформим в виде отдельной процедуры. Итак, все по порядку.
Прострел
На этом этапе компьютер должен поймать какой-либо из кораблей противника. Для этого он будет стрелять по произвольным незанятым клеткам поля игрока. Гораздо эффективнее сначала разделаться с большими кораблями, поэтому выбирая координаты для выстрела надо проверять, что бы в этой позиции мог разместиться самый большой из оставшихся кораблей. Процесс прекращается, как только произойдет попадание. Обозначим подбитую часть корабля значением 1, а промах -2 соответствующей ячейки поля. Если у игрока остались только однопалубные корабли, то этим попаданием корабль уничтожен полностью и обстреливать его нет смысла. В противном случае надо перейти ко второму состоянию. Приведем код описанной функции: