algoritmus - címke - Oldal 6 a 7-ből

Telefonos billentyűzettel kódolunk/dekódolunk

2023. december 22.2018. február 3. Szerző: Friedel Attila

Nemrég egy betűket és számokat tartalmazó kódolt szöveget kaptam azzal a kéréssel, hogy próbáljam megfejteni. A titkosított szöveget a következő formátumban kaptam: 88.222.666.333.444.888.33.333. Azt is lehetett róla tudni, hogy a megfejtés csak az angol ábécé betűit és számokat tartalmazhat. Ilyen és ehhez hasonló kódok megfejtéseit az Ingress nevű AR (augmented reality) játékban lehet felhasználni (Android és iOS platformon is elérhető), ahol a játék fejlesztői mindig valamilyen egyszerűbb kódolással juttatják el a játékosok egy csoportja számára a kódokat, amiért a játékban extra felszereléshez lehet jutni. Az előző fordulókban már találkoztam Base64 és Morse-kódolással is, így gyanítottam, hogy a mostani feladvány megfejtése sem lehet nehéz feladat. Úgy gondoltam, hogy a számok közötti pontok egy-egy karakter elválasztását jelenthetik, míg a számjegyek darabszáma is hordozhat hasznos információt, nem csak az értékük. Informatikus lévén rögtön az ASCII tábla jutott eszembe, de bárhogy próbáltam valamilyen leképező függvényt alkotni, nem sikerült a számokat leszűkíteni a betűk és számok tartományára. A végső megoldást egy csapattársam segített megtalálni, aki a jobb oldalon látható képet küldte el nekem.

Például kódoljuk a SZOFTVERFEJLESZTES szöveget és ezt kapjuk: 7777.9999.666.333.8.888.33.777.333.33.5.555.33.7777.9999.8.33.7777, amit dekódolva természetesen visszakapjuk az eredeti szöveget. Hogyan működik mindez?

Tegyük fel, hogy a kódolás és dekódolás során csak az angol ábécé nagybetűit és a szóközt fogjuk használni. Hasznos néhány konstans deklarációja: a nyomógombok feliratai szövegként ( TABLE1) és tömbben ( TABLE2), szeparátorok nélküli ábécé ( TABLE3) a kódolás elvégzéséhez, valamint a dekódoláshoz szükséges szöveg ( TABLE4):

private static final

String TABLE1=" ;;ABC;DEF;GHI;JKL;MNO;PQRS;TUV;WXYZ";

private static final

String[] TABLE2=TABLE1.split(";");

private static final

String TABLE3=String.join("", TABLE2); //" ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"

private static final

String TABLE4="023456789";

A kódolás (titkosítás) lépései

A kódolás elvégzését ellenőrzésnek kell megelőznie, hiszen a paraméterként átvett szöveg ( text) nem kódolható ha üres ( isEmpty()) vagy érvénytelen karaktert tartalmaz (olyat, ami nem szerepel a telefon nyomógombjain: ékezetes vagy írásjel). Bármilyen probléma esetén a kódoló metódus kivételt dob. A kódolás során a szöveget automatikusan nagybetűsként értelmezzük.
A kódolás során minden karakter (pl.: E) esetén ki kell választani, hogy a TABLE2 tömb melyik elemében szerepel (pl.: j=3, a nyomógomb felirata DEF) és a j-edik elemben tárolt szöveg hányadik pozícióján található (pl.: index=1). Tehát tudjuk, hogy a C karakter kódja 33, azaz ehhez a 3-as gombot kétszer ( index+1) kell lenyomni. A Java nyelvben tömbök indexelése és a szövegben lévő karakterek pozíciója is nulla bázisú sorszámmal történik. A karakterek 1-4 (változó) hosszú kódjai közé pont kerül ( coded).

public static String coding(String text)

throws IllegalArgumentException {

//ellenőrzés

if(text.isEmpty())

throw new IllegalArgumentException("Empty string for coding.");

text=text.toUpperCase();

if(!isValidText(text, TABLE3))

throw new IllegalArgumentException(

"Invalid character found in coding string.");

//kódolás

String coded="";

for(int i=0; i<text.length(); i++) {

int j=0;

while(!TABLE2[j].contains(""+text.charAt(i)))

j++;

int index=TABLE2[j].indexOf(""+text.charAt(i));

for(int k=0; k<=index; k++)

coded+=j;

coded+='.';

}

return coded.substring(0, coded.length()-1);

}

A dekódolás (visszafejtés) lépései

A dekódolás elvégzését is ellenőrzésnek kell megelőznie, hiszen a paraméterként átvett szöveg ( text) nem dekódolható ha üres ( isEmpty()) vagy érvénytelen karaktert tartalmaz (olyat, ami nem feleltethető meg a telefon nyomógombjain található karakterek egyikének). Bármilyen probléma esetén a dekódoló metódus is kivételt dob.
A dekódolás során minden karakter kódja (pl.: 33) esetén szükség van annak hosszára ( length=2) és első karakterére számként ( index=3). Ezek alapján tudjuk, hogy a TABLE2 tömb index-edik ( DEF) elemének length-1-edik eleme a dekódolt karakter ( E). A dekódoló metódus nem tesz szeparátort a dekódolt karakterek ( decoded) összefűzése során. A változó hosszúságú kódolt szöveg elemeiből egykarakteres dekódolt szövegdarabok keletkeznek.

public static String decoding(String text)

throws IllegalArgumentException {

//ellenőrzés

if(text.isEmpty())

throw new IllegalArgumentException("Empty string for decoding.");

String[] text2=text.split("\\.");

String text3=String.join("", text2);

if(!isValidText(text3, TABLE4))

throw new IllegalArgumentException(

"Invalid character found in decoding string.");

//dekódolás

String decoded="";

for(int i=0; i<text2.length; i++) {

int index=Integer.parseInt(""+text2[i].charAt(0));

int length=text2[i].length();

decoded+=TABLE2[index].charAt(length-1);

}

return decoded;

}

Az ellenőrzés lépései

A logikai értékkel visszatérő ellenőrző függvény ( isValidText()) feladata eldönteni, hogy a kódolás/dekódolás során használandó szöveg ( text) minden karaktere feldolgozható, azaz a folyamat során értelmezhető (másképpen: a validCharacters szöveg tartalmazza). Optimális esetben a text hossza megegyezik a benne lévő feldolgozható/értelmezhető karakterek számával (végighalad a ciklus a text-en), egyébként leáll a ciklus az első problémás karakternél.

private static boolean isValidText(

String text, String validCharacters) {

int i=0;

while(i<text.length() && validCharacters.contains(""+text.charAt(i)))

i++;

return (i==text.length());

}

A bejegyzéshez tartozó teljes forráskódot ILIAS e-learning tananyagban tesszük elérhetővé tanfolyamaink résztvevői számára.

Ez a feladat a Java SE szoftverfejlesztő tanfolyam szakmai moduljának 21-24. óra: Objektumorientált programozás, 2. rész alkalmához, valamint minden tanfolyamunk orientáló moduljának 1-4. óra: Programozási tételek alkalmához kapcsolódik.

Péntek 13

2023. augusztus 4.2017. október 13. Szerző: Kaczur Sándor

Sokan szerencsés vagy balszerencsés napnak tartják a péntek tizenharmadikát. Évente 1-2-3 alkalommal megtörténik, hogy a hónap 13. napja péntekre esik (minden vasárnap kezdődő hónapban). A hónap 13. napja valamivel valószínűbben péntekre esik, mint a hét bármely más napja. Átlagosan 212,35 naponként fordul elő péntek 13. Előfordulhat két egymást követő hónapban is, de akár 14 hónap is eltelhet két péntek 13 között.

A nap említése sok helyen előfordult: regényekben, filmekben, híres emberek születése vagy halála is esett péntek 13-ra. Átlag alatti közlekedési baleset szokott előfordulni ezeken a napokon – talán mert az emberek óvatosabbak. Kimutatható összefüggést/korrelációt, „péntek 13 hatást” figyeltek meg a tőzsdén is.

Hasznos lehet, ha írunk egy Java programot, amely néhány egymást követő év esetén listázza a konzolra azokat a hónapokat, amikor 13-a péntekre esik.

Tervezés

Legyen egy listFriday13(year) eljárás, amely a paraméterként átvett évben kiírja azokat a hónapokat a konzolra, amelyekben 13-a péntekre esett/esik. Például: 2017: január, október. A hónapok nevei magyar nyelven jelenjenek meg. Az adott év hónapjain végighaladó ciklus legyen hatékony. Optimalizáljunk a ciklus lépésszámára! A ciklus álljon le, ha már talált 3 hónapot (mivel nem lehet több).

1. megoldás

A megoldást a tematika Tömbök témakörében az alábbiak szerint készíthetjük el. Előismeretek: változók, operátorok, ciklusok, programozási tételek, metódusok, tömbök, String összehasonlítás. Az ismert öröknaptár algoritmusokból implementáljuk az egyiket, például:

static boolean isLeapYear(int year) {

return (year>=1582) &&

((year%4==0 && year%100!=0) || (year%400==0));

}

public static String dayOfWeek(int year, int month, int day) {

int centuryCode=2*(3-year/100%4);

int yearOfCentury=year%100;

int monthCode=new int[] {-1,

isLeapYear(year)?6:0, isLeapYear(year)?2:3, 3, 6,

1, 4, 6, 2,

5, 0, 3, 5

}[month];

int dayCode=(centuryCode+yearOfCentury+

yearOfCentury/4+monthCode+day)%7;

return new String[] {

"Sunday", "Monday", "Tuesday", "Wednesday",

"Thursday", "Friday", "Saturday"

}[dayCode];

}

public static void listFriday13v1(int year) {

String[] months={"",

"január", "február", "március", "április",

"május", "június", "július", "augusztus",

"szeptember", "október", "november", "december"};

System.out.print(year+": ");

for(int month=1, count=1; month<=12 && count<=3; month++)

if(dayOfWeek(year, month, 13).equals("Friday")) {

System.out.print(months[month]+", ");

count++;

}

System.out.println();

}

A listFriday13v1(year) eljárásban az elemi döntés egyszerű: dayOfWeek(year, month, 13).equals("Friday"). Épít az öröknaptárt megvalósító – saját – szöveget visszaadó függvényre. A függvény az algoritmus szerinti kódok előállításához ( centuryCode, monthCode, dayCode) felhasználja a szökőév ( isLeapYear(year)) függvényt, valamint két – konstansnak is tekinthető – névtelen tömböt ( new int[], new String[]).

2. megoldás

A megoldást a tematika Objektumorientált programozás témakörében az alábbiak szerint készíthetjük el. Felhasználjuk eddigi ismereteinket és a JDK beépített dátumkezelő (tároló, formázó) funkcióit (osztályok, interfészek, konstansok, felsorolások).

public static void listFriday13v2(int year) {

SimpleDateFormat dfMonth=

new SimpleDateFormat("MMMM", new Locale("hu"));

ArrayList<String> listMonths=new ArrayList<>();

for(int month=1, count=1; month<=12 && count<=3; month++) {

GregorianCalendar date=new GregorianCalendar(year, month-1, 13);

if(date.get(Calendar.DAY_OF_WEEK)==Calendar.FRIDAY) {

listMonths.add(dfMonth.format(date.getTime()));

count++;

}

System.out.println(year+": "+String.join(", ", listMonths));

}

A listFriday13v2(year) eljárás a Calendar absztrakt osztály konstansait használja fel az elemi döntéshez: date.get(Calendar.DAY_OF_WEEK)==Calendar.FRIDAY. A dátumot a GregorianCalendar konstruktora példányosítja és figyelni kell a 0-bázisú hónapkezelésre. A dátum formázása során ( dfMonth) beállítjuk a megfelelően paraméterezett ( "hu") Locale típusú objektumot és a hónap hosszú nevét kérjük ( "MMMM"). A metódus generikus listába gyűjti a kiválasztott hónapok nevét, amiket végül a String.join() függvény fűz össze a megjelenítéshez.

Eredmény

A vezérlésben egy ciklus 2017-től 2036-ig szervezve az alábbi eredményt adja:

Péntek 13 előfordulások

2017: január, október

2018: április, július

2019: szeptember, december

2020: március, november

2021: augusztus

2022: május

2023: január, október

2024: szeptember, december

2025: június

2026: február, március, november

2027: augusztus

2028: október

2029: április, július

2030: szeptember, december

2031: június

2032: február, augusztus

2033: május

2034: január, október

2035: április, július

2036: június

A bejegyzéshez tartozó teljes forráskódot ILIAS e-learning tananyagban tesszük elérhetővé tanfolyamaink résztvevői számára.

A feladat a Java SE szoftverfejlesztő tanfolyam tematikájához kötődik a fentiek szerint: 13-16. óra: Tömbök alkalom, illetve 17-28. óra: Objektumorientált programozás alkalom.

Aki gyakorolna a témához kötődően: írjon olyan Java programot, ami listázza a konzolra a 21. század éveit olyan hónapokba csoportosítva, amikor 13-a péntekre esik. Egy év többször is előfordulhat. Például: január – 2006, 2012, 2017, 2023, 2034, 2040, 2045, 2051, 2062, 2068, 2073, 2079, 2090, 2096. A megoldásokat hallgatóinktól az ILIAS-ra, érdeklődőinktől hozzászólásban várjuk.

Java fejtörők – haladó

2023. augusztus 4.2017. június 5. Szerző: Balogh Péter

Java fejtörők – csapdák, buktató, és szélsőséges esetek. Ez egy könyv címe, amelynek szerzői J. Bloch és N. Gafter. Magyar nyelven a Kiskapu Kft. jelentette meg. A 2010-es magyar kiadás a 2005-ös angol nyelvű kiadás fordítása. A könyv weboldaláról (http://www.javapuzzlers.com), letölthető a 95 fejtörőhöz tartozó mintapéldák gyűjteménye, és elérhető a 270 oldalból minta fejezetként 28 oldalnyi tartalom 9 fejtörővel és azok részletes magyarázataival.

A két részre bontott blog bejegyzés a könyv anyagából válogatva készült el. Az első rész a bevezetés. Ez a második rész, haladó szintű példákkal. Néhány példát továbbfejlesztettem.

7. fejtörő: Mit ír ki program a konzolra?

public class Test {

static void workHard() {

try {

workHard();

}

finally {

workHard();

}

public static void main(String[] args) {

workHard();

System.out.println("Hello World!");

}

Kivételkezelés nélkül arra számítanánk, hogy a Hello World! nem jelenik meg a konzolon, mert a wordHard() metódus feltétel nélkül rekurzív módon folyamatosan újrahívja önmagát és az emiatt keletkező StackOverflowError hibával elszáll a program. A kivételkezelés természetesen módosítja a program működését.

Ha azt feltételezzük, hogy minden Throwable utódosztályból futás közben létrehozott objektum kivételkezeléssel elkapható, akkor végtelen ciklusnak tűnik a vezérlés, hiszen a try blokkban hibát okozó metódushívásra a finally blokkban újra ugyanannak a metódusnak a meghívásával reagálunk, amelyik korábban a hibát kiváltotta. Ez a gondolatmenet tévút. A kulcsszó a rekurzív vezérlést megvalósító verem adatszerkezet mérete. Részletes indoklás a blog bejegyzés végén található.

8. fejtörő: Mit ír ki program a konzolra?

public class Null {

static void greet() {

System.out.println("Hello World!");

}

public static void main(String[] args) {

((Null)null).greet();

}

Természetesen NullPointerException-re gyanakszunk, pedig a program hibátlanul működik. A kulcsszó a statikus metódusok minősítése, vagyis annak jelölése, hogy melyik osztálytól vagy objektumtól kérjük annak végrehajtását. Részletes indoklás a blog bejegyzés végén található.

9. fejtörő: Mit ír ki a program a konzolra?

import java.util.Calendar;

import java.util.Date;

public class Test {

public static void main(String[] args) {

Calendar c=Calendar.getInstance();

c.set(1999, 12, 31);

Date d=c.getTime();

System.out.println(c.get(Calendar.YEAR)+"-"+d.getDay());

}

Arra számítunk, hogy a kiírás 1999-12, de ehelyett 2000 1-et látunk a konzolon. Tudjuk, hogy a Date osztály jó része már deprecated és ezen próbáltak javítani a Calendar osztállyal. Bár ne tették volna. A kulcsszó az ős dátumkezelést megvalósító API rejtelmeiben van. Részletes indoklás a blog bejegyzés végén található.

10. fejtörő: Mit ír ki a program a konzolra?

class X {

static class Y {

static String Z="Black";

}

static C Y=new C();

}

class C {

String Z="White";

}

public class Test {

public static void main(String[] args) {

System.out.println(X.Y.Z);

}

Nem tűnik egyértelműen eldönthetőnek a helyzet, ezért szintaktikai hibára gyanakodhatunk. Azonban a forráskód helyes, a program futás közben sem dob kivételt/hibát és a konzolon megjelenik a White. Szokatlan, hogy nagybetűvel konstansokat szokás jelölni, pedig nincs erre utaló final a forráskódban. A kulcsszó a sorrendiségen van, ha ugyanabban a hatókörben/blokkban van azonos nevű változó és típus/osztály. Részletes indoklás a blog bejegyzés végén található.

11. fejtörő: Mit ír ki a program a konzolra?

import java.util.Random;

public class Test {

private static Random r=new Random();

private static void swap(Object[] a, int i, int j) {

Object temp=a[i];

a[i]=a[j];

a[j]=temp;

}

public static Object[] shuffle(Object[] a) {

for (int i = 0; i < a.length; i++)

swap(a, i, r.nextInt(a.length));

return a;

}

public static void main(String[] args) {

String[] s1={"alma", "körte", "barack", "dinnye"};

for(Object o: shuffle(s1))

System.out.print(o+", ");

System.out.println();

}

A program helyes és egyértelműnek tűnik. A konzolra az s1 szövegtömb elemei kerülnek ki véletlenszerűen összekeverve. Finomítsunk a kérdésen. Vajon minden lehetséges permutáció azonos eséllyel fordul elő? Ha ez a kérdés egyáltalán felmerül, akkor a válasz nyilván nem. A kulcsszó most egy kis matematika. Részletes indoklás a blog bejegyzés végén található.

12. fejtörő: Mit ír ki a program a konzolra?

import java.util.Arrays;

public class Test {

public static void main(String[] args) {

Integer[] array={3, 1, 4, 1, 5, 9};

Arrays.sort(array,

(Integer i1, Integer i2) -> i1 < i2 ? -1 : (i2 > i1 ? 1 : 0));

System.out.println(Arrays.toString(array));

}

Ez a forráskód nem úgy működik, ahogyan a könyv írja. Meglepő módon nem a [3, 1, 4, 1, 5, 9]-et adja, hanem az [1, 1, 3, 4, 5, 9]-et. Némi indoklás a blog bejegyzés végén található.

Részletes indoklások

7. fejtörő: ha a try blokkban folyamatosan meghívja saját magát a workHard() metódus, akkor előbb-utóbb betelik a verem. Ekkor a finally blokkra kerül a vezérlés, ahonnan újra hívja saját magát a workHard() metódus. Persze követni kell, hogy a rekurzió végrehajtása során a lefelé haladó vagy a felszálló ágon vagyunk és nem mindegy, hogy melyik szinten. A háttérben egy teljes bináris fa bontakozik ki, amelynek mélysége azonos a verem méretével, mélységi korlátjával. Ezt a teljes bináris fát járja be a program, azaz mélységi fabejárás. Egy n mélységű teljes bináris fa elemeinek száma 2ⁿ-1. A verem mérete a virtuális gép beállításaitól függ, több ezer mélységű is lehet. Végtelen ciklusról tehát nincs szó. Ugye milyen izgalmas? További részletek a könyv 100-102. oldalán találhatók.
8. fejtörő: a végrehajtás kiértékeli a statikus greet() metódus hívásának minősítő kifejezését, de figyelmen kívül hagyja a kapott értéket. A metódust végrehajthatnánk Null.greet()-ként vagy közvetlenül (minősítés nélkül) meghívva is. További részletek a könyv 122-124. oldalán találhatók.
9. fejtörő: a Date osztály a hónapokat nulla bázissal kezeli, ezért csak 0-11-ig „van értelme”. Számíthatnánk a tömb vagy szöveg túlindexelésénél tapasztaltakhoz hasonlóan kivételre, de nem ez történik. A 12. hónap a következő év első/nulladik hónapját jelöli. Ezért látjuk a konzolon a 2000-et, amit egy kötőjel követ. A Date.getDay() deprecated metódus pedig a dátumobjektumban tárolt nap adott héten (nem hónapban!) elfoglalt helyét adja meg, ami nullával, azaz vasárnappal indul. Tehát a konzolon megjelenő 1 nem a 2000. januárt jelenti, hanem azt, hogy a 2000. január 31. hétfőre esik. Aki ezek után meri használni a régi dátumkezelő API-t, magára vessen. További részletek a könyv 141-143. oldalán találhatók.
10. fejtörő: ha ugyanabban a hatókörben/blokkban van azonos nevű változó és típus/osztály, akkor a változó neve az elsődleges. Ha betartjuk a névadási konvenciókat ( ClassName, objectName, CONSTANT_NAME), akkor nem adódhatnak ilyen gondok. Még egy csavar van: ha az előző elnevezési módosításokat megtesszük, akkor a program a Black-et írja ki a konzolra. További részletek a könyv 161-163. oldalán találhatók.
11. fejtörő: konkrét esetből általánosítunk. 4 elemre a ciklus 4-szer hajtódik végre és minden lépésben kiválaszt egyet a 0 és az 3 indexű elemek közül, ami 4⁴=256-féle lehetséges eredményt ad. Ha az r objektum jól működik, akkor az egyes futások esélye/valószínűsége megegyezik. 4 elemű tömb elemeinek 4!=24 (faktoriális) féle permutációja (lehetséges sorrendje) van. Mivel a 256 nem osztható 24-gyel, így biztos, hogy a shuffle() metódus bizonyos permutációkat gyakrabban állít elő, mint másokat. Általánosan: nⁿ nem osztható n!-sal, ha n>2 egész szám. Vajon mi történik, ha egy 52 lapos pakli kártyát keverünk össze? Vajon milyen érdekességet vet ez fel? Minden poént nem lövünk le itt a blogban. További részletek a könyv 228-232. oldalán találhatók.
12. fejtörő: ez a tankönyv utolsó példája. A felvetett gondolat nagyon frappáns: az összehasonlító rész „ha fej, én nyerek, ha írás, te veszítesz” tüneteitől szenved. További részletek a könyv 232-233. oldalán találhatók.

Állásinterjúkon időnként visszaköszönnek hasonló fejtörők, de ezekkel óvatosan kell bánni. Egy programozási nyelv „joghézagainak”, buktatóinak, szélsőséges eseteinek ismerete a könyv szintjét elérő ismeretanyaggal nem lehet elvárt még egy meghirdetett senior pozíció esetén sem. Ezen fejtörők ismerete (vagy nem tudása) egy jelöltről nem árulja el a mindennapokban használható szakmai tudás meglétét/hiányát. De nyilván aki szakmailag folyamatosan fejlődik és mindenféle keretrendszert alkotó forráskódokban turkál, elemez, előbb-utóbb találkozik ezekkel/ilyenekkel.

Tanfolyamainkon nem kifejezetten foglalkozunk hasonló problémákkal, de azért időnként feszegetjük a határokat. Természetesen részletesen indokoljuk, ha előkerül valamilyen hasonló eset. Általánosságban nem célunk, hogy extrém eseteken keresztül, a programozási nyelv gyenge pontjaira kihegyezve oktassuk a Java programozási nyelvet.

Húsvétvasárnap

2023. augusztus 4.2017. április 16. Szerző: Kaczur Sándor

A nyugati kereszténység húsvétvasárnapja legkorábban március 22-ére, legkésőbb április 25-re esik. Másképpen: a húsvét mozgó ünnep, azaz nem esik az év ugyanazon napjára minden évben. Az első niceai zsinat 325-ben úgy határozott, hogy legyen a keresztény húsvét időpontja a tavaszi napéjegyenlőség utáni első holdtöltét követő vasárnap.

A húsvét kiszámítására a legismertebb algoritmus Gauss módszere. A Java implementációban az easterGauss() függvény által elfogadható év paramétert életszerűen lekorlátoztam 1900-2099-ig terjedő évekre, valamint a vezérlés az aktuális és a rákövetkező 19 évben ír ki eredményt:

private static final int MIN_YEAR=1900, MAX_YEAR=2099;

public static String easterGauss(int y) {

if(y<MIN_YEAR || y>MAX_YEAR)

throw new IllegalArgumentException(

y+" not in ["+MIN_YEAR+", "+MAX_YEAR+"]");

int a=y%19, b=y%4, c=y%7, d=(19*a+24)%30, e=(2*b+4*c+6*d+5)%7,

h=22+d+e;

if(e==6 && d==29) //1. kivétel

h=50;

if(e==6 && d==28 && a>10) //2. kivétel

h=49;

String message="Húsvétvasárnap "+y+" évben: ";

if(h<=31) //március

message+="március "+h+".";

else //április

message+="április "+(h-31)+".";

return message;

}

public static void main(String[] args) {

System.out.println("Mikor van húsvétvasárnap az alábbi években?");

int startYear=

Math.max(MIN_YEAR, Calendar.getInstance().get(Calendar.YEAR));

int endYear=Math.min(startYear+19, MAX_YEAR);

for (int y=startYear; y<=endYear; y++)

System.out.println(easterGauss(y));

}

Az algoritmus részletes magyarázata alapján könnyen kiegészíthető úgy, hogy tetszőleges évre, illetve különböző naptárakra is működjön.

A kapott eredmények megtekinthetők:

Mikor van húsvétvasárnap az alábbi években?

Húsvétvasárnap 2017 évben: április 16.

Húsvétvasárnap 2018 évben: április 1.

Húsvétvasárnap 2019 évben: április 21.

Húsvétvasárnap 2020 évben: április 12.

Húsvétvasárnap 2021 évben: április 4.

Húsvétvasárnap 2022 évben: április 17.

Húsvétvasárnap 2023 évben: április 9.

Húsvétvasárnap 2024 évben: március 31.

Húsvétvasárnap 2025 évben: április 20.

Húsvétvasárnap 2026 évben: április 5.

Húsvétvasárnap 2027 évben: március 28.

Húsvétvasárnap 2028 évben: április 16.

Húsvétvasárnap 2029 évben: április 1.

Húsvétvasárnap 2030 évben: április 21.

Húsvétvasárnap 2031 évben: április 13.

Húsvétvasárnap 2032 évben: március 28.

Húsvétvasárnap 2033 évben: április 17.

Húsvétvasárnap 2034 évben: április 9.

Húsvétvasárnap 2035 évben: március 25.

Húsvétvasárnap 2036 évben: április 13.

A feladat – a kivételkezeléstől eltekintve – a Java SE szoftverfejlesztő tanfolyam szakmai moduljának 5-8. óra: Vezérlési szerkezetek alkalmához kötődik.

Kígyókocka készítése

2023. január 1.2017. március 26. Szerző: Kaczur Sándor

A kígyókocka (snake cube, chain cube) 27 egyforma méretű, egymáshoz képest mozgatható/forgatható kockából áll. A kockákat összeköti egy rugalmas fonal/gumi. Az első és az utolsó kocka egy-egy lapján egy-egy lyuk van. A közbenső kockák hat lapjából kettő lyukas. Fából és műanyagból is készülhetnek. Általában kétféle színnel színezettek a kockák. A cél, hogy a 27 kockát kígyózva „összehajtogatva” a kígyó (lánc) összeálljon egy nagyobb 3x3x3 méretű kockává.

Ez egy két részből álló blog bejegyzés 1. része. A blog bejegyzés 2. része itt található.

A színek – a játék gyártóitól függően – nehézségi szinteket jelölhetnek (zöld, kék, piros, narancs, lila). Léteznek könnyebben és nehezebben megoldható kígyókockák. Előbbieknél többször fordul elő két egymással szemben lévő lyukas lap a közbenső kockákon, utóbbiaknál gyakoribbak az egymással szomszédos lapokon lévő lyukak. Másképpen: előbbiben több a három hosszú egyenes rész, utóbbi szinte állandóan tekereg. Általában a kocka egyik csúcsából kezdjük a megoldást, de az igazán nehéz játékok esetében a kígyó indulhat akár a kocka egyik lapjának (3×3) középső kockájától is.

Vannak olyan kígyókockák, amelyeknek több megoldása is van, azaz többféleképpen is összeállítható kockává. Ezek részletes ismertetése (típusok, gyártók, színek), a megoldások (statikusan és dinamikusan), irányokat mutató jelölésrendszer (Front, Left, Up, Back, Right, Down) elérhető Jaap Scherphuis – holland puzzle rajongó – weboldalán: Jaap’s Puzzle Page.

Olyan Java programot készítünk, amely véletlenszerű kígyókockát állít elő.

Tervezés

Szükséges egy háromdimenziós tömb adatszerkezet a kocka tárolására. Több okból is hasznos, ha a tömb mérete 5x5x5. Egyrészt így indexek 0-tól 4-ig futnak és a tömb közepén lévő 3x3x3-as kocka elemei kényelmesen – mátrixszerűen – indexelhetők 1-től 3-ig. Másrészt a tömb közepén lévő 3x3x3-as kocka minden elemére igaz, hogy egységesen van 26 db érvényesen indexelhető szomszédja. A 125 tömbelemből a széleken lévő 98 elem negatív számokkal feltölthető.

A szokásos i, j, k egységvektor rendszerben (koordináta-rendszerben) gondolkodva, i és j a képernyő síkját, k pedig a mélységet jelenti. A k-val 0-tól 4-ig „szeletelve” a tömböt, öt db négyzetet/mátrixot kapunk az alábbiak szerint. A színes tömbelemek negatív számokkal kerülnek feltöltésre, a kígyó útját határolják mindhárom irányból:

A belül lévő – fehér színű – 3x3x3-as kocka/tömb elemeit kezdőértékként célszerű 0-val feltölteni.

A szomszédos kockák kiválasztása során csak a középen lévő kocka 6 db lapszomszédját kell figyelembe venni. A középen lévő (a következő ábrán nem látszó) kocka három tengely szerinti 2-2-2 szomszédos kockája különböző színekkel jelölt.

Él- és csúcsszomszédság esetén nem tud tekeredni a kígyó. A forduláshoz/tekeredéshez legalább 3 – a kígyóban egymás utáni – kocka szükséges. Az aktuális kockának – pozíciójától függően – legfeljebb 6 lapszomszédja lehet. Ezt csökkenti, ha a kocka valamelyik csúcsban helyezkedik el, illetve menet közben is – ahogyan egyre hosszabb lesz a kígyó – folyamatosan csökken a még szabad elemek száma.

A megoldás során a belül lévő – fehér színű – 3x3x3-as kocka/tömb elemeit kell sorszámozni 1-től 27-ig, jelölve ezzel a kígyó útját. A kezdetben 0-val jelölt szabad elemek végül elfogynak.

Megállapodunk abban, hogy a kígyó az útját az (1, 1, 1) pozícióban kezdi és az 1 sorszámot kapja. Addig kell újabb szomszédos kockákat – egyesével haladva – kiválasztani módszeresen vagy véletlenszerűen próbálkozva, vagy akár visszalépéses algoritmussal is, amíg mind a 27 kiválasztásra kerül.

Megvalósítás

Létre kell hozni a háromdimenziós tömböt példányváltozóként:
int[][][] cube=new int[5][5][5];

A cubeInit() metódus kezdetben feltölti a tömb elemeit. A széleken lévő elemekbe különböző negatív értékek kerülnek, hogy jól megkülönböztethető legyen, melyik ciklus melyik pozíciókért felel. Másképpen is lehetne: például kezdetben minden elem -1, utána a belül lévők felülírhatók 0-val.

private void cubeInit() {

//k=0, k=4

for(int i=0; i<=4; i++)

for(int j=0; j<=4; j++) {

cube[0][i][j]=-1;

cube[4][i][j]=-1;

}

//i=0, i=4

for(int j=0; j<=4; j++)

for(int k=1; k<=3; k++) {

cube[k][0][j]=-2;

cube[k][4][j]=-2;

}

//j=0, j=4

for(int i=1; i<=3; i++)

for(int k=1; k<=3; k++) {

cube[k][i][0]=-3;

cube[k][i][4]=-3;

}

//kocka belseje

for(int k=1; k<=3; k++)

for(int i=1; i<=3; i++)

for(int j=1; j<=3; j++)

cube[k][i][j]=0;

cube[1][1][1]=1;

}

Hasznos a cubePlot() metódus, amellyel megjeleníthetők a konzolon a tömb elemei (állapota):

private void cubePlot(String message) {

System.out.println(message);

for(int i=0; i<=4; i++) {

for(int j=0; j<=4; j++) {

for(int k=0; k<=4; k++)

System.out.print(String.format("%3d", cube[j][i][k]));

if(j<4)

System.out.print(" |");

}

System.out.println();

}

A getNextNeighbour() függvény egydimenziós tömbként ( int[]) visszaadja a paramétereként átvett – x, y, z koordinátával jelölt – kocka egyik kiválasztott szomszédját, amely a kígyó útját jelöli. A kiválasztás történhet módszeresen vagy véletlenszerűen próbálkozva, vagy akár visszalépéses algoritmussal is. A metódus forráskódját most nem részletezem. A metódus felelős a kígyó helyes útvonaláért, azaz a kiválasztás során a kígyó nem rekedhet meg zsákutcában, másképpen nem haraphatja meg saját magát.

A vezérlést a run() metódus végzi el az alábbiak szerint:

private void run() {

cubeInit();

cubePlot("1. lépés:");

int count=1, i=1, j=1, k=1;

while(count<27) {

int[] rN=getNextNeighbour(i, j, k);

i=rN[0]; j=rN[1]; k=rN[2];

count++;

cube[i][j][k]=count;

cubePlot(count+". lépés:");

}

Addig fut a ciklus, amíg a kígyó nem tölti ki a 3x3x3-as kockát (másképpen: amíg a kígyó nem éri el a maximális hosszúságot). A tömb állapotát kezdetben és lépésenként is kiíratja a vezérlő metódus a konzolra.

Konzolos eredmény

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

147

148

149

150

151

152

153

154

155

156

157

158

159

160

161

162

1. lépés:

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 1 0 0 -3 | -3 0 0 0 -3 | -3 0 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 0 0 0 -3 | -3 0 0 0 -3 | -3 0 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

2. lépés:

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 1 0 0 -3 | -3 2 0 0 -3 | -3 0 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 0 0 0 -3 | -3 0 0 0 -3 | -3 0 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

3. lépés:

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 1 0 0 -3 | -3 2 0 0 -3 | -3 3 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 0 0 0 -3 | -3 0 0 0 -3 | -3 0 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

4. lépés:

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 1 0 0 -3 | -3 2 0 0 -3 | -3 3 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 0 0 0 -3 | -3 0 0 0 -3 | -3 4 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 0 0 0 -3 | -3 0 0 0 -3 | -3 0 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

5. lépés:

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 1 0 0 -3 | -3 2 0 0 -3 | -3 3 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 0 0 0 -3 | -3 5 0 0 -3 | -3 4 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 0 0 0 -3 | -3 0 0 0 -3 | -3 0 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

6. lépés:

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 1 0 0 -3 | -3 2 0 0 -3 | -3 3 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 6 0 0 -3 | -3 5 0 0 -3 | -3 4 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 0 0 0 -3 | -3 0 0 0 -3 | -3 0 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

7. lépés:

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 1 0 0 -3 | -3 2 0 0 -3 | -3 3 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 6 0 0 -3 | -3 5 0 0 -3 | -3 4 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 7 0 0 -3 | -3 0 0 0 -3 | -3 0 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

8. lépés:

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 1 0 0 -3 | -3 2 0 0 -3 | -3 3 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 6 0 0 -3 | -3 5 0 0 -3 | -3 4 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 7 0 0 -3 | -3 8 0 0 -3 | -3 0 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

9. lépés:

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 1 0 0 -3 | -3 2 0 0 -3 | -3 3 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 6 0 0 -3 | -3 5 0 0 -3 | -3 4 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 7 0 0 -3 | -3 8 0 0 -3 | -3 9 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

10. lépés:

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 1 0 0 -3 | -3 2 0 0 -3 | -3 3 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 6 0 0 -3 | -3 5 0 0 -3 | -3 4 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 7 0 0 -3 | -3 8 0 0 -3 | -3 9 10 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

11. lépés:

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 1 0 0 -3 | -3 2 0 0 -3 | -3 3 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 6 0 0 -3 | -3 5 0 0 -3 | -3 4 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 7 0 0 -3 | -3 8 11 0 -3 | -3 9 10 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

12. lépés:

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 1 0 0 -3 | -3 2 0 0 -3 | -3 3 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 6 0 0 -3 | -3 5 0 0 -3 | -3 4 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 7 12 0 -3 | -3 8 11 0 -3 | -3 9 10 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

13. lépés:

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 1 0 0 -3 | -3 2 0 0 -3 | -3 3 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 6 13 0 -3 | -3 5 0 0 -3 | -3 4 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 7 12 0 -3 | -3 8 11 0 -3 | -3 9 10 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

14. lépés:

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 1 0 0 -3 | -3 2 0 0 -3 | -3 3 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 6 13 0 -3 | -3 5 14 0 -3 | -3 4 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 7 12 0 -3 | -3 8 11 0 -3 | -3 9 10 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

15. lépés:

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 1 0 0 -3 | -3 2 0 0 -3 | -3 3 0 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 6 13 0 -3 | -3 5 14 0 -3 | -3 4 15 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 7 12 0 -3 | -3 8 11 0 -3 | -3 9 10 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

16. lépés:

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 1 0 0 -3 | -3 2 0 0 -3 | -3 3 16 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 6 13 0 -3 | -3 5 14 0 -3 | -3 4 15 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 7 12 0 -3 | -3 8 11 0 -3 | -3 9 10 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

17. lépés:

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 1 0 0 -3 | -3 2 17 0 -3 | -3 3 16 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 6 13 0 -3 | -3 5 14 0 -3 | -3 4 15 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 7 12 0 -3 | -3 8 11 0 -3 | -3 9 10 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

18. lépés:

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 1 18 0 -3 | -3 2 17 0 -3 | -3 3 16 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 6 13 0 -3 | -3 5 14 0 -3 | -3 4 15 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 7 12 0 -3 | -3 8 11 0 -3 | -3 9 10 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

19. lépés:

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 1 18 19 -3 | -3 2 17 0 -3 | -3 3 16 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 6 13 0 -3 | -3 5 14 0 -3 | -3 4 15 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 7 12 0 -3 | -3 8 11 0 -3 | -3 9 10 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

20. lépés:

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 1 18 19 -3 | -3 2 17 20 -3 | -3 3 16 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 6 13 0 -3 | -3 5 14 0 -3 | -3 4 15 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 7 12 0 -3 | -3 8 11 0 -3 | -3 9 10 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

21. lépés:

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 1 18 19 -3 | -3 2 17 20 -3 | -3 3 16 21 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 6 13 0 -3 | -3 5 14 0 -3 | -3 4 15 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 7 12 0 -3 | -3 8 11 0 -3 | -3 9 10 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

22. lépés:

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 1 18 19 -3 | -3 2 17 20 -3 | -3 3 16 21 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 6 13 0 -3 | -3 5 14 0 -3 | -3 4 15 22 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 7 12 0 -3 | -3 8 11 0 -3 | -3 9 10 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

23. lépés:

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 1 18 19 -3 | -3 2 17 20 -3 | -3 3 16 21 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 6 13 0 -3 | -3 5 14 23 -3 | -3 4 15 22 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 7 12 0 -3 | -3 8 11 0 -3 | -3 9 10 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

24. lépés:

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 1 18 19 -3 | -3 2 17 20 -3 | -3 3 16 21 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 6 13 24 -3 | -3 5 14 23 -3 | -3 4 15 22 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 7 12 0 -3 | -3 8 11 0 -3 | -3 9 10 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

25. lépés:

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 1 18 19 -3 | -3 2 17 20 -3 | -3 3 16 21 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 6 13 24 -3 | -3 5 14 23 -3 | -3 4 15 22 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 7 12 25 -3 | -3 8 11 0 -3 | -3 9 10 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

26. lépés:

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 1 18 19 -3 | -3 2 17 20 -3 | -3 3 16 21 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 6 13 24 -3 | -3 5 14 23 -3 | -3 4 15 22 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 7 12 25 -3 | -3 8 11 26 -3 | -3 9 10 0 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

27. lépés:

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 1 18 19 -3 | -3 2 17 20 -3 | -3 3 16 21 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 6 13 24 -3 | -3 5 14 23 -3 | -3 4 15 22 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -3 7 12 25 -3 | -3 8 11 26 -3 | -3 9 10 27 -3 | -1 -1 -1 -1 -1

-1 -1 -1 -1 -1 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -2 -2 -2 -2 -2 | -1 -1 -1 -1 -1

A konzolos eredmény előállításánál fontos volt, a tömb változásait tudjuk követni. Az összes negatív szám elhagyható lehet a kiírásból, ha meggyőződtünk az implementált algoritmus helyes működéséről. Átlátva a problémát, a megoldás könnyen elállítható egy grafikus és/vagy egy irányokat mutató jelölésrendszer szerint is, például:

Hivatkozások

Hogyan lehet megoldani az egyik kígyókockát? (képek+videó)
A feladat általános megoldhatóságának izgalmas levezetése (gráfelmélet, Hamilton-kör):
Bent Hamilton Cycles in d-Dimensional Grid Graphs (2002),
Finding a Hamiltonian Path in a Cube with Specified Turns is Hard (2013)
Haskell nyelvű megoldás: Solving the Snake Cube Puzzle in Haskell
Aki online vásárolna kígyókockát webáruházakból:
Fakopáncs, Amazon1, Amazon2, AliExpress
JavaScript kígyókocka
Aki saját maga barkácsolna kígyókockát
4x4x3-as kígyókocka
4x4x4-es kígyókocka (anakonda)

A bejegyzéshez tartozó teljes forráskódot ILIAS e-learning tananyagban tesszük elérhetővé tanfolyamaink résztvevői számára.

A feladat a Java SE szoftverfejlesztő tanfolyam tematikájához kötődik. Több alkalommal is tudunk ezzel a feladattal foglalkozni, attól függően, hogy a getNextNeighbour() függvény működését hogyan tervezzük és implementáljuk:

A 13-16. óra: Tömbök témakör esetén a szomszédos kockák közül módszeresen – azonos sorrendben haladva a legfeljebb 6 lehetséges szomszéd közül – választjuk ki mindig az elsőt. Ekkor mindig ugyanazt az egyetlen helyes megoldást kapjuk meg.
A 17-28. óra: Objektumorientált programozás témakör esetén atipikusan a kivételkezelést használhatjuk vezérlésre úgy, hogy a lehetséges szomszédos kockák közül mindig véletlenszerűen választunk. Ekkor a kígyó önmagába harapását úgy előzzük meg, hogy tömb túlindexelésekor keletkező kivételt benyeljük és újrakezdjük a feladatot mindaddig, amíg találunk egy olyan megoldást, aminek lépései közben nem keletkezik kivétel.
Az orientáló modul 9-12. óra: Mesterséges intelligencia témakör esetén véletlenszerű kocka kiválasztási stratégiával rendelkező visszalépéses algoritmust specifikálhatunk és implementálhatunk. Ez lényegesen összetettebb feladat és mindig helyes megoldást ad több lehetséges megoldás közül.

Ez egy két részből álló blog bejegyzés 1. része. A blog bejegyzés 2. része itt található.