MrGeorgen/bwinf40-runde1
1
0
Fork 0
Code Issues Pull Requests Releases Wiki Activity

final commit

Browse Source
This commit is contained in:
MrGeorgen
2021-11-29 21:24:18 +01:00
parent c2ca8aa9fc
commit c0c29134c8
8 changed files with 261 additions and 548 deletions
Download Patch File Download Diff File Expand all files Collapse all files

166
a4-Wuerfelglueck/README.md
View File

@ -2,4 +2,170 @@
## Lösungsidee
Mithilfe eines Zufallsgenerators kann eine Seite des Würfels und somit die
Augenzahl bestimmt werden. Dann muss entschieden werden welche Figur gezogen
wird. In der folgenden Reihenfolge wird probiert, die Figuren zu ziehen:
1. Wenn eine Figur auf Feld A steht, muss diese gezogen werden.
2. Wurde eine 6 gewürfelt, wird eine neue Figur rausgebracht.
3. Die vorderste Figur auf der Laufbahn, die gezogen werden kann, wird gezogen.
4. Die Figur auf dem Zielfeld, die der Laufbahn am nächsten ist, wird gezogen.
Welche Figur auf dem Zielfeld gezogen wird, ist nicht in den Regeln festgelegt.
Es wäre auch möglich so zu ziehen, dass möglichst keine Figur vor dem Ziel
blockiert wird, d. h. sie mit keinem möglichen Augenzahl gezogen werden kann.
Allerdings wird der Fall, dass zwei verschiedene Figuren auf den Zielfelder
gezogen werden können, selten auftreten. Außerdem wird durch Regeländerung
zu einer festen Priorität der Figuren auf der Laufbahn klar, dass so weit
vorausschauende Lösungen nicht in dieser Aufgabe erwartet werden.
Sollte der Spieler eine 6 würfeln, ist er nochmal dran, ansonsten der andere.
Allerdings stellt sich die Frage, ob dieser auch nochmal dran ist, wenn er
mit der 6 nicht ziehen kann. Nach der Anmerkung gilt "Wenn kein Stein bewegt
werden kann, verfällt der Zug". Hier ist fraglich, was mit "Zug" gemeint ist.
Einerseits können mehrere bewegte Figuren hintereinander als ein Zug angesehen
werden, da der gleiche Spieler dran ist. Allerdings werden zwei Figuren gezogen,
weshalb es auch als zwei Züge angesehen werden kann. Mit "Wer eine „6“ würfelt,
hat nach seinem Zug einen weiteren Wurf frei." wird letzteres unterstützt, weil
"nach seinem Zug" bedeutet, dass bereits ein Zug beendet ist, bevor das zweite Mal
gewürfelt wird. Es sind also zwei Züge sind und nur der erste der beiden verfällt, sodass der
Spieler auch nach Verfallen eines Wurfes mit einer 6 nochmal würfeln darf.
Es ist auch möglich, dass ein Spiel unentschieden ausgeht. Wenn beide Spieler z. B.
keine 1 auf dem Würfel haben, diese aber brauchen, um ins Ziel zu kommen. Stellt
sich die Frage, wie unentschiedene Spiele gezählt werden. Eine Möglichkeit wäre die
Spiele zu wiederholen. Allerdings steht in der Aufgabenstellung: "[...] wie gut diese
Würfel geeignet sind, um das Spiel zu gewinnen". D. h., dass es irrelavant ist, ob
ein Würfel verloren oder unentschieden gespielt hat, sondern nur, wie oft gewonnen
wurde.
## Umsetzung
Das Programm wird in Rust implementiert. Als Argumente müssen Dateipfade zu den
Eingabedateien übergeben werden. Das Spielfeld ist in einer Struktur gespeichert.
Die Laufbahn wird einem 40er-Array innerhalb der Struktur gespeichert. Die
Figuren der beiden Spieler werden durch 0 und 1 dargestellt. Die Spieler werden
auch Spieler 0 und Spieler 1 genannt. Ist an der entsprechenden Stelle keine
Figur, wird dies durch -1 dargestellt. Mit dem gleichen Format hat die Struktur zwei
Arrays für die Zielfelder für die beiden Spieler. Außerdem hat die Struktur ein Attribut, das
die Anzahl der Figuren auf den B-Feldern der beiden Spieler in einem Array speichert.
Schließich hat die Struktur noch ein Attribut, das in einem 2d-Array die Positionen
der Figuren abgespeichert, der erste Index 0 oder 1 entsprechend der beiden Spieler und
der zweite Index für die Figuren des jeweiligen Spielers. Dies ist notwendig, damit schnell
die Figuren gezogen werden können, ohne das das ganze Laufbahn-Array durchsucht werden muss.
Die Methode "step" der "Field"-Struktur zieht die Figuren unter Angabe einer
Figur und dem Würfelergebnis, wenn es möglich ist, und gibt je nach Erfolg
einen Boolean zurück. Außerdem ruft sie die "beat" Methode auf, um die Figur zu
schlagen, die dem Zug im Weg stehen.
In der main Funktion wird mit einer for-Schleife über die Eingabedateien iteriert.
In einer weiteren for-Schleife werden alle möglichen Würfelkombinationen ermittelt.
Wie oft gespielt wird, kann durch die "runs" Variable verändert werden.
Eine while-Schleife läuft solange das Spiel läuft. Mit der "rand"
Bibliothek werden Zufallszahlen erstellt und die Augenzahl bestimmt. Dann wird
entsprechend des oben beschriebenen Algorithmus die "step" Methode aufgerufen.
Wurde erfolgreich ein Zug gemacht, wird überpruft, ob der Spieler gewonnen hat.
Konnte nicht gezogen werden, wird in einem HashSet die Augenzahl gespeichert.
Kann bei keiner Augenzahl bei beiden Spielern eine Figur bewegt werden, wird das Spiel
für Unentschieden erklärt. Wurden alle Spiele simuliert, wird das Ergebnis ausgegeben.
## Beispiele
Ergebnisse für die Beispieldaten:
```
beispieldaten/wuerfel0.txt:
1. Würfel: Würfelseiten: [1, 1, 1, 6, 6, 6], Siege: 977293, Siegwahrscheinlichkeit:
0.977293, Niederlagen: 22707, Niederlagewahrscheinlichkeit: 0.022707, Unentschieden:
0, Unentschiedenwahrscheinlichkeit: 0
2. Würfel: Würfelseiten: [1, 2, 3, 4, 5, 6], Siege: 640526, Siegwahrscheinlichkeit:
0.640526, Niederlagen: 359474, Niederlagewahrscheinlichkeit: 0.359474, Unentschieden:
0, Unentschiedenwahrscheinlichkeit: 0
3. Würfel: Würfelseiten: [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9], Siege: 537390,
Siegwahrscheinlichkeit: 0.53739, Niederlagen: 462610, Niederlagewahrscheinlichkeit:
0.46261, Unentschieden: 0, Unentschiedenwahrscheinlichkeit: 0
4. Würfel: Würfelseiten: [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12], Siege: 528348,
Siegwahrscheinlichkeit: 0.528348, Niederlagen: 471652,
Niederlagewahrscheinlichkeit: 0.471652, Unentschieden: 0,
Unentschiedenwahrscheinlichkeit: 0
5. Würfel: Würfelseiten: [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16,
17, 18, 19, 20], Siege: 316443, Siegwahrscheinlichkeit: 0.316443, Niederlagen:
683557, Niederlagewahrscheinlichkeit: 0.683557, Unentschieden: 0,
Unentschiedenwahrscheinlichkeit: 0
6. Würfel: Würfelseiten: [1, 2, 3, 4], Siege: 0, Siegwahrscheinlichkeit: 0,
Niederlagen: 1000000, Niederlagewahrscheinlichkeit: 1, Unentschieden: 0
Unentschiedenwahrscheinlichkeit: 0
```
Der Würfel ohne eine 6, kann natürlich nicht gewinnen.
```
beispieldaten/wuerfel1.txt:
1. Würfel: Würfelseiten: [1, 2, 3, 4, 5, 6], Siege: 580726,
Siegwahrscheinlichkeit: 0.580726, Niederlagen: 419274,
eiederlagewahrscheinlichkeit: 0.419274, Unentschieden: 0,
Unentschiedenwahrscheinlichkeit: 0
2. Würfel: Würfelseiten: [2, 3, 4, 5, 6, 7], Siege: 568755,
Siegwahrscheinlichkeit: 0.568755, Niederlagen: 327638,
Niederlagewahrscheinlichkeit: 0.327638, Unentschieden: 103607,
Unentschiedenwahrscheinlichkeit: 0.103607
3. Würfel: Würfelseiten: [3, 4, 5, 6, 7, 8], Siege: 497753,
Siegwahrscheinlichkeit: 0.497753, Niederlagen: 325580,
Niederlagewahrscheinlichkeit: 0.32558, Unentschieden: 176667,
Unentschiedenwahrscheinlichkeit: 0.176667
4. Würfel: Würfelseiten: [4, 5, 6, 7, 8, 9], Siege: 406054,
Siegwahrscheinlichkeit: 0.406054, Niederlagen: 363332,
Niederlagewahrscheinlichkeit: 0.363332, Unentschieden: 230614,
Unentschiedenwahrscheinlichkeit: 0.230614
5. Würfel: Würfelseiten: [5, 6, 7, 8, 9, 10], Siege: 247830,
Siegwahrscheinlichkeit: 0.24783, Niederlagen: 463716, Niederlagewahrscheinlichkeit:
0.463716, Unentschieden: 288454, Unentschiedenwahrscheinlichkeit: 0.288454
6. Würfel: Würfelseiten: [6, 7, 8, 9, 10, 11], Siege: 141690,
Siegwahrscheinlichkeit: 0.14169, Niederlagen: 543268,
Niederlagewahrscheinlichkeit: 0.543268, Unentschieden: 315042,
Unentschiedenwahrscheinlichkeit: 0.315042
beispieldaten/wuerfel2.txt:
1. Würfel: Würfelseiten: [1, 6, 6, 6, 6, 6], Siege: 783608,
Siegwahrscheinlichkeit: 0.97951, Niederlagen: 16392, Niederlagewahrscheinlichkeit:
0.02049, Unentschieden: 0, Unentschiedenwahrscheinlichkeit: 0
2. Würfel: Würfelseiten: [1, 1, 6, 6, 6, 6], Siege: 604274,
Siegwahrscheinlichkeit: 0.7553425, Niederlagen: 195726,
Niederlagewahrscheinlichkeit: 0.2446575, Unentschieden: 0, Unentschiedenwahrscheinlichkeit: 0
3. Würfel: Würfelseiten: [1, 1, 1, 6, 6, 6], Siege:
e03792, Siegwahrscheinlichkeit: 0.50474, Niederlagen: 396208,
Niederlagewahrscheinlichkeit: 0.49526, Unentschieden: 0, Unentschiedenwahrscheinlichkeit: 0
4. Würfel: Würfelseiten: [1, 1, 1, 1, 6, 6], Siege: 205269,
Siegwahrscheinlichkeit: 0.25658625, Niederlagen: 594731,
Niederlagewahrscheinlichkeit: 0.74341375, Unentschieden: 0, Unentschiedenwahrscheinlichkeit: 0
5. Würfel: Würfelseiten: [1, 1, 1, 1, 1, 6], Siege: 3057, Siegwahrscheinlichkeit:
0.00382125, Niederlagen: 796943, Niederlagewahrscheinlichkeit: 0.99617875,
Unentschieden: 0, Unentschiedenwahrscheinlichkeit: 0
beispieldaten/wuerfel3.txt:
1. Würfel: Würfelseiten: [1, 2, 5, 6], Siege: 752618, Siegwahrscheinlichkeit: 0.752618,
Niederlagen: 247382, Niederlagewahrscheinlichkeit: 0.247382, Unentschieden:
0, Unentschiedenwahrscheinlichkeit: 0
2. Würfel: Würfelseiten: [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8], Siege: 612183,
Siegwahrscheinlichkeit: 0.612183, Niederlagen: 387817,
Niederlagewahrscheinlichkeit: 0.387817, Unentschieden: 0,
Unentschiedenwahrscheinlichkeit: 0
3. Würfel: Würfelseiten: [1, 2, 3, 4, 5, 6], Siege: 593636, Siegwahrscheinlichkeit:
0.593636, Niederlagen: 406364, Niederlagewahrscheinlichkeit: 0.406364, Unentschieden:
0,
Unentschiedenwahrscheinlichkeit: 0
4. Würfel: Würfelseiten: [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9], Siege: 447023,
Siegwahrscheinlichkeit: 0.447023, Niederlagen: 552977, Niederlagewahrscheinlichkeit:
0.552977, Unentschieden: 0, Unentschiedenwahrscheinlichkeit: 0
5. Würfel: Würfelseiten: [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12], Siege:
440511, Siegwahrscheinlichkeit: 0.440511, Niederlagen: 559489,
Niederlagewahrscheinlichkeit: 0.559489, Unentschieden: 0,
Unentschiedenwahrscheinlichkeit: 0
6. Würfel: Würfelseiten: [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16,
17, 18, 19, 20], Siege: 154029, Siegwahrscheinlichkeit: 0.154029, Niederlagen:
845971, Niederlagewahrscheinlichkeit: 0.845971, Unentschieden: 0,
Unentschiedenwahrscheinlichkeit: 0
```
Allgemein sind die Würfel mit der größten Wahrscheinlichkeit eine 6 zu würfeln
am besten. Zum einem, da eine 6 benötigt wird, um raus zu kommen. Außerdem kann man
nochmal würfeln, auch wenn man mit der 6 nicht ziehen konnte. Sehr große Augenzahlen
dagegen sind zwar gut, um viele Schritte auf einmal zu gehen. Allerdings sind sie
kurz vor dem Ziel von Nachteil, da man mit ihnen nicht mehr gehen kann.

25
a4-Wuerfelglueck/src/main.rs
View File

@ -17,7 +17,7 @@ struct Dice {
/* Struktur, die das Spielfeld darstellt. Die Member b, destination und pieces sind 2er-Arrays von
* den eigentlichen Arrays (Die Elemente von b sind kein Array. Für diese gilt allerdings das
* gleiche.) Das Array mit dem Index 0 gehört jeweils zu Spieler 0 und das andere zu
* Gleiche.) Das Array mit dem Index 0 gehört jeweils zu Spieler 0 und das andere zu
* Spieler 1. Diesen Spielern sind keine Farben zugeordnet. Wichtig ist nur, dass sie gegenüber
* liegen. */
struct Field {
@ -145,18 +145,24 @@ fn main() {
}
}
// der Würfel tritt gegen alle bereits verarbeiteten an.
// der Würfel tritt gegen alle bereits verarbeiteten Würfel an.
for dice_other in dices.iter_mut() {
let mut selected_dices = [&mut dice, dice_other]; // der Würfel mit dem Index 0, ist auch Spieler 0 und der andere Spieler 1.
for begin in [0, 1] { // das Spiel wird von beiden Spieler gleich oft angefangen
for _ in 0..runs {
let mut turn = begin;
let mut field = Field { // Spielfeld in der Ausgangsstellung
b: [4; 2],
b: [3; 2],
main: [-1; 40],
destination: [[-1; 4]; 2],
pieces: [[-5; 4]; 2],
};
// setzte jeweils eine Figur auf Feld A
field.pieces[0][0] = 0;
field.main[0] = 0;
field.pieces[1][0] = 20;
field.main[20] = 1;
let mut win = false;
while !win { // Schleife solange niemand gewonnen hat.
@ -194,12 +200,12 @@ fn main() {
result
} {
// ein Spieler hat gewonnen wenn alle seine Figuren im Ziel sind.
// Ein Spieler hat gewonnen, wenn alle seine Figuren im Ziel sind.
win = true;
for piece in field.destination[turn] {
win &= piece == turn as i8;
}
if win { // hat jemand gewonnen, werden die Sieges- und Niederlagenzähler erhöht.
if win { // Wenn jemand gewonnen hat, werden die Sieges- und Niederlagenzähler erhöht.
selected_dices[turn].wins += 1;
selected_dices[other_player(turn)].defeats += 1;
}
@ -213,18 +219,19 @@ fn main() {
}
else {
/* Konnte keine Figur gezogen werden, wird die Augenzahl in einem
/* konnte keine Figur gezogen werden, wird die Augenzahl in einem
* HashSet abgespeichert. */
no_move_possible[turn].insert(dice_result);
/* Kann bei keiner möglichen Augenzahl gezogen beider Spieler
/* Kann bei keiner möglichen Augenzahl beider Spieler
* gezogen werden, ist das Spiel unentschieden. */
if no_move_possible[turn].len() as u8 == selected_dices[turn].different_sides_count &&
no_move_possible[other_player(turn)].len() as u8 == selected_dices[other_player(turn)].different_sides_count {
break;
}
}
turn = other_player(turn); // beim nächsten Zug ist der andere Spieler dran.
// beim nächsten Zug ist der andere Spieler dran, außer bei einer 6.
if dice_result != 6 {turn = other_player(turn);}
}
}
}
@ -232,7 +239,7 @@ fn main() {
dices.push(dice);
}
// sotiert die Würfel nach Gewinnen
// sortiert die Würfel nach Gewinnen
dices.sort_unstable_by(|a, b| b.wins.partial_cmp(&a.wins).unwrap());