Project

General

Profile

Download (19.7 KB) Statistics
| Branch: | Tag: | Revision:

magiccube / src / main / java / org / distorted / helpers / BandagedStateGraph.java @ eaf87d1d

1 c0254421 Leszek Koltunski
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2
// Copyright 2021 Leszek Koltunski                                                               //
3
//                                                                                               //
4
// This file is part of Magic Cube.                                                              //
5
//                                                                                               //
6
// Magic Cube is free software: you can redistribute it and/or modify                            //
7
// it under the terms of the GNU General Public License as published by                          //
8
// the Free Software Foundation, either version 2 of the License, or                             //
9
// (at your option) any later version.                                                           //
10
//                                                                                               //
11
// Magic Cube is distributed in the hope that it will be useful,                                 //
12
// but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of                                //
13
// MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the                                 //
14
// GNU General Public License for more details.                                                  //
15
//                                                                                               //
16
// You should have received a copy of the GNU General Public License                             //
17
// along with Magic Cube.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.                           //
18
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
19
20 eaf87d1d Leszek Koltunski
package org.distorted.helpers;
21 c0254421 Leszek Koltunski
22
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
23
24
import java.util.ArrayList;
25
26
public class BandagedStateGraph
27
{
28
  private static final int CORNER_S = 0;
29
  private static final int CORNER_X = 1;
30
  private static final int CORNER_Y = 2;
31
  private static final int CORNER_Z = 3;
32
33
  private static final int CENTER_0 = 0;
34
  private static final int CENTER_1 = 1;
35
  private static final int CENTER_2 = 2;
36
  private static final int CENTER_3 = 3;
37
38
  private int mID;
39
  private final int[] mMoves;
40
41
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
42
43
  public BandagedStateGraph(int id)
44
    {
45
    mID = id;
46
    mMoves = createMoves(mID);
47
    }
48
49
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
50
51
  public static void computeGraph()
52
    {
53
    ArrayList<BandagedStateGraph> graph;
54
55
    int id = 0;
56
    int id1 = setCenter(id  , CENTER_2, 0);
57
    int id2 = setCenter(id1 , CENTER_2, 1);
58
    int id3 = setCenter(id2 , CENTER_3, 2);
59
    int id4 = setCenter(id3 , CENTER_2, 3);
60
61
    int id5 = setCorner(id4 , CORNER_X, 0);
62
    int id6 = setCorner(id5 , CORNER_Y, 1);
63
    int id7 = setCorner(id6 , CORNER_X, 2);
64
    int id8 = setCorner(id7 , CORNER_Z, 3);
65
    int id9 = setCorner(id8 , CORNER_Y, 4);
66
    int id10= setCorner(id9 , CORNER_Y, 5);
67
    int id11= setCorner(id10, CORNER_S, 6);
68
    int id12= setCorner(id11, CORNER_Z, 7);
69
70
    BandagedStateGraph bsg = new BandagedStateGraph(id12);
71
    graph = new ArrayList<>();
72
    graph.add(bsg);
73
74
    insertChildren(graph,id12);
75
    pruneGraph(graph);
76
    remapGraph(graph);
77
78
    int num = graph.size();
79
    android.util.Log.e("D", "\n"+num+" states\n");
80
81
    for(int i=0; i<num; i++)
82
      {
83
      bsg = graph.get(i);
84
      android.util.Log.e("D", formatMoves(bsg));
85
      }
86
    }
87
88
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
89
90
  private static void insertChildren(ArrayList<BandagedStateGraph> list, int id)
91
    {
92
    BandagedStateGraph bsg = findState(list,id);
93
94
    if( bsg==null )
95
      {
96
      android.util.Log.e("D", "error: "+id+" doesn't exist");
97
      return;
98
      }
99
100
    for(int i=0; i<12; i++)
101
      {
102
      int move = bsg.getMove(i);
103
104
      if( move!=0 )
105
        {
106
        BandagedStateGraph tmp = findState(list,move);
107
108
        if( tmp==null )
109
          {
110
          tmp = new BandagedStateGraph(move);
111
          list.add(tmp);
112
          insertChildren(list,move);
113
          }
114
        }
115
      }
116
    }
117
118
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
119
120
  private static void pruneGraph(ArrayList<BandagedStateGraph> list)
121
    {
122
    int num = list.size(), numAxis;
123
    boolean pruned = false;
124
    BandagedStateGraph bsg;
125
126
    for(int i=0; i<num; i++)
127
      {
128
      bsg = list.get(i);
129
      numAxis = bsg.numAxis();
130
131
      if( numAxis<2 )
132
        {
133
        list.remove(i);
134
        int id = bsg.getID();
135
        pruned = true;
136
        remapID(list,id,0);
137
        break;
138
        }
139
      }
140
141
    if( pruned ) pruneGraph(list);
142
    }
143
144
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
145
146
  private static void remapGraph(ArrayList<BandagedStateGraph> list)
147
    {
148
    int id, num = list.size();
149
    BandagedStateGraph bsg;
150
151
    for(int i=0; i<num; i++ )
152
      {
153
      bsg = list.get(i);
154
      id = bsg.getID();
155
      bsg.setID(i);
156
      remapID(list,id,i);
157
      }
158
    }
159
160
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
161
162
  private static void remapID(ArrayList<BandagedStateGraph> list, int id, int newId)
163
    {
164
    BandagedStateGraph bsg;
165
    int size = list.size();
166
167
    for(int i=0; i<size; i++)
168
      {
169
      bsg = list.get(i);
170
171
      for(int j=0; j<12; j++)
172
        {
173
        if( bsg.getMove(j)==id ) bsg.setMove(j,newId);
174
        }
175
      }
176
    }
177
178
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
179
180
  private static BandagedStateGraph findState(ArrayList<BandagedStateGraph> list, int id)
181
    {
182
    BandagedStateGraph bsg;
183
    int num = list.size();
184
185
    for(int i=0; i<num; i++)
186
      {
187
      bsg= list.get(i);
188
      if( bsg.getID() == id ) return bsg;
189
      }
190
191
    return null;
192
    }
193
194
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
195
196
  private static String formatMoves(BandagedStateGraph bsg)
197
    {
198
    String x = getTable(bsg,0);
199
    String y = getTable(bsg,3);
200
    String z = getTable(bsg,6);
201
202
    return "    new BandagedState( "+x+", "+y+", "+z+" ),";
203
    }
204
205
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
206
207
  private static String getTable(BandagedStateGraph sc, int index)
208
    {
209
    String ret = "";
210
211
    if( index==0 || index==3 )
212
      {
213
      int m0 = sc.getMove(index  );
214
      int m1 = sc.getMove(index+1);
215
      int m2 = sc.getMove(index+2);
216
217
      if( m0==0 && m1==0 && m2==0 ) return formatL("null");
218
219
      if( m0!=0 ) ret += formatRet(ret,2, 1,m0);
220
      if( m1!=0 ) ret += formatRet(ret,2, 2,m1);
221
      if( m2!=0 ) ret += formatRet(ret,2,-1,m2);
222
      }
223
    else
224
      {
225
      int m0 = sc.getMove(index  );
226
      int m1 = sc.getMove(index+1);
227
      int m2 = sc.getMove(index+2);
228
      int m3 = sc.getMove(index+3);
229
      int m4 = sc.getMove(index+4);
230
      int m5 = sc.getMove(index+5);
231
232
      if( m0==0 && m1==0 && m2==0 && m3==0 && m4==0 && m5==0 )
233
        {
234
        return formatL("null");
235
        }
236
237
      if( m0!=0 ) ret += formatRet(ret,0, 1,m0);
238
      if( m1!=0 ) ret += formatRet(ret,0, 2,m1);
239
      if( m2!=0 ) ret += formatRet(ret,0,-1,m2);
240
      if( m3!=0 ) ret += formatRet(ret,2, 1,m3);
241
      if( m4!=0 ) ret += formatRet(ret,2, 2,m4);
242
      if( m5!=0 ) ret += formatRet(ret,2,-1,m5);
243
      }
244
245
    return formatL("new int[] {" + ret + "}");
246
    }
247
248
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
249
250
  private static String formatRet(String str, int row, int angle, int id)
251
    {
252
    String ret = str.length()!=0 ? ",":"";
253
254
    ret += row;
255
    ret += angle<0 ? "," : ", ";
256
    ret += angle;
257
258
         if( id< 10 ) ret += (",  "+id);
259
    else if( id<100 ) ret += (", " +id);
260
    else              ret += (","  +id);
261
262
    return ret;
263
    }
264
265
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
266
267
  private static final int LENGTH = 38;
268
269
  private static String formatL(String input)
270
    {
271
    int len = input.length();
272
    String ret = input;
273
    for(int i=0 ;i<LENGTH-len; i++) ret += " ";
274
    return ret;
275
    }
276
277
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
278
279
  private int getID()
280
    {
281
    return mID;
282
    }
283
284
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
285
286
  private void setID(int id)
287
    {
288
    mID = id;
289
    }
290
291
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
292
293
  private int getMove(int index)
294
    {
295
    return (index>=0 && index<12) ? mMoves[index] : -1;
296
    }
297
298
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
299
300
  private int numAxis()
301
    {
302
    int num = 0;
303
304
    if( mMoves[ 0]!=0 || mMoves[ 1]!=0 || mMoves[ 2]!=0 ) num++;
305
    if( mMoves[ 3]!=0 || mMoves[ 4]!=0 || mMoves[ 5]!=0 ) num++;
306
    if( mMoves[ 6]!=0 || mMoves[ 7]!=0 || mMoves[ 8]!=0 ) num++;
307
    if( mMoves[ 9]!=0 || mMoves[10]!=0 || mMoves[11]!=0 ) num++;
308
309
    return num;
310
    }
311
312
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
313
314
  private void setMove(int index, int newMove)
315
    {
316
    if( index>=0 && index<12 ) mMoves[index] = newMove;
317
    }
318
319
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
320
321
  private static String debug(int id)
322
    {
323
    int ce0 = getCenter(id,0);
324
    int ce1 = getCenter(id,1);
325
    int ce2 = getCenter(id,2);
326
    int ce3 = getCenter(id,3);
327
328
    int co0 = getCorner(id,0);
329
    int co1 = getCorner(id,1);
330
    int co2 = getCorner(id,2);
331
    int co3 = getCorner(id,3);
332
    int co4 = getCorner(id,4);
333
    int co5 = getCorner(id,5);
334
    int co6 = getCorner(id,6);
335
    int co7 = getCorner(id,7);
336
337
    String center = centerString(ce0) + centerString(ce1) + centerString(ce2) + centerString(ce3);
338
    String corner = cornerString(co0) + cornerString(co1) + cornerString(co2) + cornerString(co3) +
339
                    cornerString(co4) + cornerString(co5) + cornerString(co6) + cornerString(co7);
340
341
    return center + " -" + corner;
342
    }
343
344
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
345
346
  private static String centerString(int center)
347
    {
348
    return " "+center;
349
    }
350
351
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
352
353
  private static String cornerString(int corner)
354
    {
355
    switch(corner)
356
      {
357
      case CORNER_S: return " S";
358
      case CORNER_X: return " X";
359
      case CORNER_Y: return " Y";
360
      case CORNER_Z: return " Z";
361
      }
362
363
    return "?";
364
    }
365
366
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
367
368
  private static int[] createMoves(int id)
369
    {
370
    int[] ret = new int[12];
371
372
    boolean moveX  = xPossible(id);
373
    boolean moveY  = yPossible(id);
374
    boolean moveZ0 = z0Possible(id);
375
    boolean moveZ2 = z2Possible(id);
376
377
    if( moveX ) createXmoves(id,ret);
378
    else        { ret[ 0] = 0; ret[ 1] = 0; ret[ 2] = 0; }
379
    if( moveY ) createYmoves(id,ret);
380
    else        { ret[ 3] = 0; ret[ 4] = 0; ret[ 5] = 0; }
381
    if( moveZ0) createZ0moves(id,ret);
382
    else        { ret[ 6] = 0; ret[ 7] = 0; ret[ 8] = 0; }
383
    if( moveZ2) createZ2moves(id,ret);
384
    else        { ret[ 9] = 0; ret[10] = 0; ret[11] = 0; }
385
386
    return ret;
387
    }
388
389
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
390
391
  private static boolean xPossible(int id)
392
    {
393
    if( getCorner(id,4)==CORNER_X ) return false;
394
    if( getCorner(id,5)==CORNER_X ) return false;
395
    if( getCorner(id,6)==CORNER_X ) return false;
396
    if( getCorner(id,7)==CORNER_X ) return false;
397
398
    if( getCenter(id,1)==CENTER_1 ) return false;
399
    if( getCenter(id,2)==CENTER_1 ) return false;
400
    if( getCenter(id,3)==CENTER_1 ) return false;
401
402
    return true;
403
    }
404
405
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
406
407
  private static boolean yPossible(int id)
408
    {
409
    if( getCorner(id,2)==CORNER_Y ) return false;
410
    if( getCorner(id,3)==CORNER_Y ) return false;
411
    if( getCorner(id,6)==CORNER_Y ) return false;
412
    if( getCorner(id,7)==CORNER_Y ) return false;
413
414
    if( getCenter(id,0)==CENTER_0 ) return false;
415
    if( getCenter(id,2)==CENTER_0 ) return false;
416
    if( getCenter(id,3)==CENTER_0 ) return false;
417
418
    return true;
419
    }
420
421
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
422
423
  private static boolean z0Possible(int id)
424
    {
425
    if( getCorner(id,0)==CORNER_Z ) return false;
426
    if( getCorner(id,2)==CORNER_Z ) return false;
427
    if( getCorner(id,4)==CORNER_Z ) return false;
428
    if( getCorner(id,6)==CORNER_Z ) return false;
429
430
    if( getCenter(id,0)==CENTER_1 ) return false;
431
    if( getCenter(id,1)==CENTER_0 ) return false;
432
433
    return true;
434
    }
435
436
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
437
438
  private static boolean z2Possible(int id)
439
    {
440
    if( getCorner(id,1)==CORNER_Z ) return false;
441
    if( getCorner(id,3)==CORNER_Z ) return false;
442
    if( getCorner(id,5)==CORNER_Z ) return false;
443
    if( getCorner(id,7)==CORNER_Z ) return false;
444
445
    if( getCenter(id,0)==CENTER_3 ) return false;
446
    if( getCenter(id,1)==CENTER_2 ) return false;
447
448
    return true;
449
    }
450
451
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
452
453
  private static int getCorner(int id, int index)
454
    {
455
    return (id>>(14-2*index))&3;
456
    }
457
458
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
459
460
  private static int getCenter(int id, int index)
461
    {
462
    return (id>>(22-2*index))&3;
463
    }
464
465
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
466
467
  private static int setCorner(int id, int corner, int index)
468
    {
469
    return id + ((corner-getCorner(id,index))<<(14-2*index));
470
    }
471
472
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
473
474
  private static int setCenter(int id, int center, int index)
475
    {
476
    return id + ((center-getCenter(id,index))<<(22-2*index));
477
    }
478
479
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
480
481
  private static void createXmoves(int id, int[] moves)
482
    {
483
    int id1 = rotateX(id);
484
    moves[0] = id1;
485
    int id2 = rotateX(id1);
486
    moves[1] = id2;
487
    int id3 = rotateX(id2);
488
    moves[2] = id3;
489
    }
490
491
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
492
493
  private static void createYmoves(int id, int[] moves)
494
    {
495
    int id1 = rotateY(id);
496
    moves[3] = id1;
497
    int id2 = rotateY(id1);
498
    moves[4] = id2;
499
    int id3 = rotateY(id2);
500
    moves[5] = id3;
501
    }
502
503
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
504
505
  private static void createZ0moves(int id, int[] moves)
506
    {
507
    int id1 = rotateZ0(id);
508
    moves[6] = id1;
509
    int id2 = rotateZ0(id1);
510
    moves[7] = id2;
511
    int id3 = rotateZ0(id2);
512
    moves[8] = id3;
513
    }
514
515
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
516
517
  private static void createZ2moves(int id, int[] moves)
518
    {
519
    int id1 = rotateZ2(id);
520
    moves[ 9] = id1;
521
    int id2 = rotateZ2(id1);
522
    moves[10] = id2;
523
    int id3 = rotateZ2(id2);
524
    moves[11] = id3;
525
    }
526
527
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
528
529
  private static int rotateX(int id)
530
    {
531
    int newCorner4 = rotCornerX(getCorner(id,5));
532
    int newCorner5 = rotCornerX(getCorner(id,7));
533
    int newCorner6 = rotCornerX(getCorner(id,4));
534
    int newCorner7 = rotCornerX(getCorner(id,6));
535
    int newCenter  = rotCenter (getCenter(id,0));
536
537
    int id1 = setCorner(id ,newCorner4,4);
538
    int id2 = setCorner(id1,newCorner5,5);
539
    int id3 = setCorner(id2,newCorner6,6);
540
    int id4 = setCorner(id3,newCorner7,7);
541
    int id5 = setCenter(id4,newCenter ,0);
542
543
    return id5;
544
    }
545
546
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
547
548
  private static int rotateY(int id)
549
    {
550
    int newCorner2 = rotCornerY(getCorner(id,6));
551
    int newCorner3 = rotCornerY(getCorner(id,2));
552
    int newCorner6 = rotCornerY(getCorner(id,7));
553
    int newCorner7 = rotCornerY(getCorner(id,3));
554
    int newCenter  = rotCenter (getCenter(id,1));
555
556
    int id1 = setCorner(id ,newCorner2,2);
557
    int id2 = setCorner(id1,newCorner3,3);
558
    int id3 = setCorner(id2,newCorner6,6);
559
    int id4 = setCorner(id3,newCorner7,7);
560
    int id5 = setCenter(id4,newCenter ,1);
561
562
    return id5;
563
    }
564
565
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
566
567
  private static int rotateZ0(int id)
568
    {
569
    int newCorner0 = rotCornerZ(getCorner(id,2));
570
    int newCorner2 = rotCornerZ(getCorner(id,6));
571
    int newCorner4 = rotCornerZ(getCorner(id,0));
572
    int newCorner6 = rotCornerZ(getCorner(id,4));
573
    int newCenter  = rotCenter (getCenter(id,2));
574
575
    int id1 = setCorner(id ,newCorner0,0);
576
    int id2 = setCorner(id1,newCorner2,2);
577
    int id3 = setCorner(id2,newCorner4,4);
578
    int id4 = setCorner(id3,newCorner6,6);
579
    int id5 = setCenter(id4,newCenter ,2);
580
581
    return id5;
582
    }
583
584
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
585
586
  private static int rotateZ2(int id)
587
    {
588
    int newCorner1 = rotCornerZ(getCorner(id,3));
589
    int newCorner3 = rotCornerZ(getCorner(id,7));
590
    int newCorner5 = rotCornerZ(getCorner(id,1));
591
    int newCorner7 = rotCornerZ(getCorner(id,5));
592
    int newCenter  = rotCenter (getCenter(id,3));
593
594
    int id1 = setCorner(id ,newCorner1,1);
595
    int id2 = setCorner(id1,newCorner3,3);
596
    int id3 = setCorner(id2,newCorner5,5);
597
    int id4 = setCorner(id3,newCorner7,7);
598
    int id5 = setCenter(id4,newCenter ,3);
599
600
    return id5;
601
    }
602
603
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
604
605
  private static int rotCornerX(int corner)
606
    {
607
    switch(corner)
608
      {
609
      case CORNER_S: return CORNER_S;
610
      case CORNER_X: android.util.Log.e("DIST", "rotateX: ERROR");
611
                     return CORNER_S;
612
      case CORNER_Y: return CORNER_Z;
613
      case CORNER_Z: return CORNER_Y;
614
      }
615
616
    return CORNER_S;
617
    }
618
619
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
620
621
  private static int rotCornerY(int corner)
622
    {
623
    switch(corner)
624
      {
625
      case CORNER_S: return CORNER_S;
626
      case CORNER_X: return CORNER_Z;
627
      case CORNER_Y: android.util.Log.e("DIST", "rotateY: ERROR");
628
                     return CORNER_S;
629
      case CORNER_Z: return CORNER_X;
630
      }
631
632
    return CORNER_S;
633
    }
634
635
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
636
637
  private static int rotCornerZ(int corner)
638
    {
639
    switch(corner)
640
      {
641
      case CORNER_S: return CORNER_S;
642
      case CORNER_X: return CORNER_Y;
643
      case CORNER_Y: return CORNER_X;
644
      case CORNER_Z: android.util.Log.e("DIST", "rotateZ: ERROR");
645
                     return CORNER_S;
646
      }
647
648
    return CORNER_S;
649
    }
650
651
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
652
653
  private static int rotCenter(int center)
654
    {
655
    switch(center)
656
      {
657
      case CENTER_0: return CENTER_3;
658
      case CENTER_1: return CENTER_0;
659
      case CENTER_2: return CENTER_1;
660
      case CENTER_3: return CENTER_2;
661
      }
662
663
    return CENTER_0;
664
    }
665
}