小さなおもちゃ「マインスイーパ」は30行ではありません

こんにちは。

前回 、 FBDプログラミング言語でゲーム「スネーク」を簡単かつ迅速に記述し、プログラムをコントローラーにロードし、最終的に電力と熱の生産の管理と自動調整に関与する機器を取得する方法を示しました。 「役に立つ」何か。



しかし、発電所の運用担当者の作業について直接の知識を持っている人から、「ヘビ」は客観的な理由でACS TPに適切ではないという重要なコメントを受け取りました。 第一に、ステーションでのすべての自動化は自動化されたプロセス制御システムによって制御され、規制および保護も行われているという事実にもかかわらず、生活の現実は、オペレーターが必要に応じて迅速な介入のために技術的プロセスを監視することも要求されるようなものです。 そのため、玩具は（前に示したものとは対照的に）オペレーターの注意を完全に占有せず、アプリケーションを切り替え、ゲームを害することなく何でもできるようにする必要があります。 第二に、おもちゃの「ヘビ」自体は非常に動的であり、ボタンをすばやく押す必要があります（通常、瞬時に宝飾品）ため、簡単に小さなエラーにつながる可能性があります。たとえば、おもちゃを制御する代わりに、いくつかの重要な技術この操作モードでは触れられない機器。 もちろん、悪いことは何も起こりません。 いずれの場合でも、保護は機能しますが、タービンを停止したり、保護されたボイラーを停止したりすると、これらは多大な経済的損失と運用を再開する不必要な作業につながります。



これはすべて、ロジックに穏やかなおもちゃを実装する必要があるという明白な考えにつながります。 オプションとして-すべての種類のソリティアゲームまたは有名な「マインスイーパ」。 すべての種類のソリティアは、インターネット上ですぐには見つからなかったカードの画像を必要とするため（もちろん、カードの図面は簡単に見つけることができますが、サイズと品質、およびカードのデザインに特別な要件がありました）、 Sapperおもちゃを実装することが決定されました 。



これに加えて、この特定のゲームの実装には別の重要な理由があります。 つまり、FBDでのプログラミングがいかに簡単で楽しいかをもう一度示したいという願望です。

いくつかの紹介的な言葉

しかし、最初に、いくつかの入門的な言葉（読むのに疲れていない人のために）。



おそらく、この投稿を最後まで読んだ人は誰でも言うでしょう（または考えます）。 はい、Cで30行のコードで同じことを記述します（C ++、Delphi、JSなど）。 そしてそれに同意します。 しかし、一つだけあります。 30行のコードの高水準言語で何かを書く前に、必要なことはただ

この高水準言語を学びます。

そして、誰でもFBDでプログラムの作成を開始できます。 さらに、未就学児には基本的なFBDプログラミングスキルが教えられます。



つまり、FBDプログラミングはシンプルで直感的です。



もちろん、この言語には深刻なアルゴリズムがあり、コントローラーリソースの問題、技術プログラムの実行の最適化、メモリの最適化、全体的なパフォーマンスがあります。 頭のいい人は、最も単純なブロックから完璧なアルゴリズムを作成する方法について困惑しています。 しかし、以来 この記事は本質的に純粋に探索的であるため、これらの微妙な点はすべて省略し、最終的にプログラミング自体に直接進みます。



しかし、その前にちょっとした知恵に関する小さな質問があります。 誰が推測しますか-「尊敬と尊敬」、せっかちな人のために-答えは以下のネタバレです。

そのため、ゲーム「Snake」とゲーム「Minesweeper」は、FBDでのプログラミングという点ではまったく同じゲームです。 なんで？ そして、そのような声明を可能にする共通点は何ですか？

プログラミングを開始

そこで、タスクのプログラムを開始します。

私の意見では、FBDプログラミングの80％は、最終的に何を取得したいかを明確に想像することです。 そのため、このような理解が得られた場合にのみ、タスクの80％が解決され、文字通りコードをスケッチしてコームする少しの作業があります。 ここで、実際にこの原理を実証しようとします。



「ヘビ」20x20セルとの類推による「サッパー」のフィールドがあるとします。 したがって、400個のメモリセルが必要であり、各セルでフィールドの各セルが処理されます。 プログラムを構成するために、すべてのセルを行に分割します。 したがって、それぞれ20のセルアルゴリズムで構成される20の行アルゴリズムが必要です。 つまり プログラムの中核を理解するようになりました。

アルゴリズム「文字列」

文字列アルゴリズムの詳細を検討してください。 むしろ、このアルゴリズムの入力で必要なデータと出力で必要なデータ。 最後から始めることをお勧めします-つまり 出力から。

アルゴリズム出力

-まず、ヒューマンマシンインターフェイス（またはより単純にオペレータステーション）でレンダリングするために、各セルの状態を決定する出力データラインが必要です。

-次に、どの細胞に爆弾が含まれ、どの細胞が安全であるかを示すベクターが必要です。

-第三に、プレイヤーが爆弾でフィールドに「足を踏み入れた」というサインが必要で、ゲームは失われます。この出口を「Big_Bada_Boom」と呼びましょう。

-第4に、便宜上、「サッパー」には、爆弾のある近隣のないセルにヒットすると、それと隣接するすべての空のセルが自動的に開くチップがあります。 つまり プログラム自体によって「セルを開く」ために反対のコマンドを送信する出力が必要です。

-5番目に、爆弾を設置するためのアルゴリズムには、この行に爆弾がいくつあるかを示す出力が必要です。 もちろん、この値は、節2で説明したベクトルから直接取得できます。ゼロ以外のビットをすべて追加するだけで十分です。 ただし、便宜上、この関数をマクロ内に追加します。

-第6に、統計のために、行に残っているクローズドセルの数を知る必要があります。

サッパーゲームのすべての機能に必要なのはそれだけです。



データを含む出力は6つのみです。



次に、必要な出力を形成できるようにするために、入り口で必要なものについて考えてみましょう。

アルゴリズム入力

-アルゴリズムの主な入力がオープンセルプレーヤーからのコマンドであると想定するのは論理的です。 結局のところ、これがゲームの主な意味です。

-プログラミングを明確にするために、もう1つ入力を使用します-「セルにフラグを付ける」。これは爆弾があり、誤ってこのセルをクリックして爆発しないことを示します。

-各セルのステータスを形成するには（セルに爆弾がない場合、そのセルに隣接するセルに爆弾がいくつあるかを示すことを覚えています）、上の行と下の行からベクトルを開始する必要があります。 アルゴリズムを汎用化し、3つの入力を追加しましょう：現在の行の上の爆弾があるベクターの入力、現在の行の爆弾があるベクターの入力、および現在の下の行に爆弾があるベクターの入力

-新しいゲームを開始してセルの値を書き換えるには、論理入力「新しいゲーム」を追加します。

-前述のように、セルが空で、近くに爆弾のあるセルがない場合、隣接するセルが自動的に開きます。 これに「プログラムで開く」入力を追加します。

-まあ、もちろん、これはどのようなゲームですか？ したがって、「Install Bombs」エントリが必要です。



合計8つの入力。



プログラムのメインアルゴリズムから必要なのはそれだけです。

マクロに入力と出力をすばやく入力し、このアルゴリズムを取得します。

またはそれを明らかにした場合：

次に、アルゴリズムに意味を入力します。 すでに述べたように、メインアルゴリズムを埋めるコアは「メモリセル」マクロで、これは20個になります。

メモリセルアルゴリズム

ゲームフィールド「サッパー」の各セルから必要になる可能性があるものと、このためにマクロを送信する必要があるものについて考えてみましょう。 最後からやり直しましょう。 出口から。 そして、必要なすべてのデータを定式化すると、それを受信するために入力で必要なものが明らかになります。

アルゴリズム出力

-まず、セルには、このセルのステータスを示す出力が必要です。 サッパーゲームでフィールドの各セルがいくつの状態を取ることができるか疑問に思ったことはありませんか？



-別途、計算およびその他の処理のために、ロジック出力を「セルが閉じられました」および「爆弾がセルにインストールされます」にします。

-既に述べたように、空のセルが開かれた場合、隣接するセルが自動的に開かれます。 したがって、「オープンネイバー」という論理記号が必要です。

-最後に、プレイヤーがミスを犯し、爆弾でフィールドに「踏み込んだ」場合、ゲームが失われたという論理的な兆候を形成する必要があります。 「Bada_Boom」と呼びましょう。

合計5つの出口。

アルゴリズム入力

必要な出力を形成するために必要なものを判断してみましょう。

-まず、アルゴリズムはプレイヤーから「オープンフィールド」コマンドを受信する必要があります。

-簡単にするために、別のチームとして、ここで「フラグを設定」コマンドも設定します。

-先ほど言ったように、フィールドの各セルは、隣接するセルにいくつの爆弾が植えられているかを知っている必要があります。 このために「隣人」と呼ばれる別の入り口があります。

-爆弾の開始をランダムに確立するには、セルを採掘するための論理記号「Here is the bomb」が必要です。

-もちろん、新しいゲームを開始するには、セル内のすべての情報をリセットするリセット記号が必要です。



このマクロを詰め込み、次のアルゴリズムを取得します。



次に、メモリセルアルゴリズム自体をプログラムします。 それは非常に簡単です：

20個の「メモリセル」で構成されるマクロ「String」を開始しましょう。

別のマクロについても言及したいと思います。 ゲームを開始する前に、フィールドに地雷をランダムに配置する必要があります。 しかし、乱数ジェネレータがなく、「ランダム」コマンドが利用できない場合はどうでしょう。 もちろん、インターネット上で擬似乱数シーケンスを生成するための多くのアルゴリズムがあります。 しかし、それらは非常に複雑であり、その実装自体は別の記事に値します。 したがって、通常の方法でマクロ「ランダムジェネレーター」を作成する必要がありました。

すべての部品をつなぎ合わせて美しさを加えます

これで、プログラムのすべての部分が準備できました。 それらを一緒に接続し、ストラッピングを行います。

グラフィックインターフェイスを固定します

これは数分で完了します。セルに12個の画像が描画され（このためにペイントを使用しました）、それらの表示はセルの状態に応じて設定されます。次に、このセルが400回コピーされます（400のセルはCtrl + c-Ctrl + vの9つの操作であるため、怖がる必要はありません）。地雷原が表示されます。インターネット上で、「サッパー」のロゴにとって意味のある最初の画像を見つけます。タイマー表示と「新しいゲーム」ボタンを固定します。

そして今、最も難しいのは、ゲームでの勝利と敗北のために写真を選ぶことです。次に、「原子爆発」と「勝利」のリクエストのために検索エンジンで取得した最初の写真を撮りました。これでゲームの準備は完了です。

まとめると

この投稿全体を圧倒できた人は誰でも、単純なプログラムでありながら「Hello、World！」プログラムではなく、同時にディレクトリ、ヘルプ、プログラマーのフォーラムに座っている、喫煙する必要はまったくないことに気づいたでしょう。マニュアルなど必要なことはすべて、数時間で（そして個人的には写真用のアルゴリズムブロックの美しい配置に費やしたほとんどの時間で）実現しましたが、加算アルゴリズム、減算アルゴリズム、乗算アルゴリズム、および学生にも明らかな「AND」、「OR」のアルゴリズムを使用しましたさらに、いくつかの最も単純なRSトリガーが関与しました。プログラムで使用される最も複雑なアルゴリズムは「積分器」です。そして、フィードバックと境界チェックを行う加算器として使用しました。つまり実際、積分器を「加算」アルゴリズムと2つの「比較」アルゴリズムに置き換えることができます。

言い換えると、FBDでのプログラミングはシンプルで楽しいものであり、初期レベルでは、基本的なロジックを理解することを除いて、知識やスキルはまったく必要ありません。主なものは、最終結果の明確なアイデアです。もしそうなら、プログラム自体がその論理的な結論です。ただし、「これまでに取得したいもの」がまだ提示されていない場合は、タスクをより明確に定式化する必要があります。上記のすべては、FBDで実装されたすべてのプロジェクトではなく、この例で示したような単純な小さなタスクに適用されることをすぐに言わなければなりません。なぜなら数万の信号がある巨大なプロジェクトの場合、これらすべてを頭の中で接続することはおそらく不可能です。ただし、この場合でも、巨大なプロジェクトは小さなサブタスクに分割されます。このサブタスクでは、すでにプロジェクトの一般的な要件を考慮して、アプローチが既に完全に適用可能になっています。

なぜなら FBD言語は普遍的であり、プログラムの実装に基本的な最も単純なアルゴリズムを使用しました。このプログラムは、国内外のコントローラー（たとえば、SiemensまたはABBのコントローラー）で最小限の労力で再現できます。

未実現のまま

古典的なサッパーゲームの3つの機能は未実現のままでした。

1つ目は、設定でフィールドのサイズを設定する機能です。これは簡単に行えます。実際のところ、フィールドにあるセルの数だけ、単純に「メモリセル」アルゴリズムがコピーされます。唯一の問題があります：動的メモリの不足、つまりデータを「オンザフライ」で追加または削除できない。そして、これから単純な結論が続きます-変化するフィールドサイズを作るのは非常に簡単です-最初に最大フィールドサイズのタスクをプログラムする必要があり、それからアイドルセルに論理属性を設定するだけです。この属性によって、この属性によってグラフィカルインターフェイスに表示されず、ゲーム中に処理されません

2つ目は、爆弾が元々その中にあった場合、最初のクリックでのセルの置換です。つまりこのプログラムでは、Windowsの「サッパー」とは異なり、最初のクリックで失う可能性があります。これも簡単に行えます。「Game_over」トリガーの受信信号とクローズドセルの数を確認するだけで十分です。クローズドセルの数が399で、信号が「Game_over」トリガーを作動させるようになった場合、この信号をブロックし、クリックされたセルをリセットし、アルゴリズムを実行して別の地雷をランダムにインストールする一方で、地雷を既に開いている状態に設定する機能をブロックする必要がありますセル。

説明からわかるように、統計を収集する機能は実装されていません。つまり最良の結果は記憶されていません。記録を設定した人の名前です。勝利と敗北の割合など しかし、これは非常に些細なことなので、文字通りマウスを数回クリックするだけなので、この関数を実装するために全員に任せます。



この記事を最後まで読んでくれたみんなに感謝します。面白かったと思います。