Python3.4 写的 Nonogram 游戏解题代码
1.关于本文
Nonogram是一种逻辑游戏，以猜谜的方式绘画位图。在一个网格中，每一行和列都有一组数，玩家需根据它们来填满或留空格子，最后就可以由此得出一幅图画。
具体规则可以参见Wikipedia上的相关页面：
中文简体：https://zh.wikipedia.org/zh-cn/Nonogram
英文：https://en.wikipedia.org/wiki/Nonogram
本文中的程序，通过写在文本文件中给定的输入，经过计算，把输出写到另一个文本文件中
（这个程序最开始写出来的目的是用来计算PythonChallenge的第32关的~~~，因此输入文件的格式设计也采用了与该关输入相同的格式）
2.输入的文本文件
输入是一个文本文件。共有Dimensions、Horizontal lines、Vertical lines三个区，Dimensions指定输入矩阵的高度和长度，Horiziontal lines 和 Vertical line 下各行的数字分别代表着Nonogram每行或每列头部出现的提示性数字
如下面这个up.txt，就是一个合法的输入文本：
# Dimensions 32 32 # Horizontal lines 3 2 8 10 3 1 1 5 2 1 5 2 1 4 1 1 15 19 6 14 6 1 12 6 1 10 7 2 1 8 6 1 1 2 1 1 1 1 5 1 4 1 5 4 1 4 1 1 1 5 1 1 8 5 2 1 8 6 1 2 1 3 6 3 2 1 6 1 5 1 6 3 2 7 2 3 3 10 4 9 12 1 22 1 21 4 1 17 1 2 8 5 1 2 2 4 5 2 1 1 5 # Vertical lines 5 5 5 3 1 3 1 5 5 6 5 6 9 5 11 5 1 13 6 1 14 6 1 7 12 1 6 1 11 1 3 1 1 1 9 1 3 4 10 8 1 1 2 8 1 10 1 1 1 7 1 10 4 1 1 7 1 3 2 5 2 1 2 6 2 3 2 4 2 1 1 4 1 2 6 3 1 1 1 1 1 12 3 1 2 1 1 1 3 2 7 3 1 2 1 2 2 6 3 1 1 1 1 12 3 1 5 6 3 1 6 4 1 5 4 4 1 1 5
3.程序代码
FILL, UNCERTAIN, NOTHING = 'X', '_', ' '
def inputdata(inputfile):
'''
函数：从inputfile读取数据
输入：@inputfile，字符串，输入文件
输出：读取到的数据
@height 矩阵高度
@width 矩阵长度
@horizdata 各行数据（Nonogram矩阵左侧数据）
@verticdata 各列数据（Nonogram矩阵上侧数据）
'''
(height, width, horizdata, verticdata) = 0, 0, [], []
#标识进入到各个步骤的常量
STEP_NOTHING = 'NOTHING'
STEP_READDMI = 'READDIM'
STEP_READHRZ = 'READHRZ'
STEP_READVRT = 'READVRT'
currstep = STEP_NOTHING
#打开文件
f = open(inputfile, 'r')
for line in f.readlines():
#读到空行直接跳过
if line.strip() == '':
continue
#去掉行尾的'\n'
if line[-1] == '\n':
line = line[:-1]
#处理读到的数据
if line.startswith('# Dimensions'): #读取维度
currstep = STEP_READDMI
elif line.startswith('# Horizontal'): #读取矩阵高度
currstep = STEP_READHRZ
elif line.startswith('# Vertical'): #读取矩阵长度
currstep = STEP_READVRT
else: #读取数据
if currstep == STEP_READDMI: #读取维度
elements = line.split(' ')
if elements[0].isdigit() and elements[1].isdigit():
height = int(elements[0])
width = int(elements[1])
else:
raise Exception("CANNOT READ DIMENSION")
elif currstep == STEP_READHRZ: #读取各行数据
elements = line.split(' ')
horizdata.append(
[int(ele) for ele in elements if ele != '0' and ele.isdigit()])
elif currstep == STEP_READVRT: #读取各列数据
elements = line.split(' ')
verticdata.append(
[int(ele) for ele in elements if ele != '0' and ele.isdigit()])
#关闭文件
f.close()
return (height, width, horizdata, verticdata)
def outputdata(outputfile, matrix):
'''
函数：将matrix内容输出到文件outputfile
输入 @ouputfile：字符串，保存到的文件
输入 @matrix：一个二维列表
'''
f = open(outputfile, 'w')
output = ''
title = ' |'
counter = 0
for row in matrix:
title += str((counter + 1) % 10)
output += str((counter + 1) % 10) + '|' + ''.join(row) + '\n'
counter += 1
f.write(title + '\n' + '-' * (len(title)) + '\n' + output)
f.close()
def alternatives(data, length):
'''
函数：指出某一行或某一列所有可能的填充方案
输入 @data：列表
输入 @length：可填充长度
输出 @result：列表，可能的填充方案
'''
datalen = len(data)
datasum = sum(data)
#如果一行或一列不需要任何填充，直接返回唯一的全空备选方案
if datalen == 0:
return [UNCERTAIN * length]
j = 0
result = []
if datalen == 1:
j = 1
for i in range(length - datalen + 1 - datasum + 1):
header = UNCERTAIN * i + FILL * data[0] + UNCERTAIN * (1 - j)
if j:
tails = [UNCERTAIN * (length - len(header))]
else:
tails = alternatives(data[1:], (length - len(header)))
result.extend([header + tail for tail in tails])
return result
def decide(alterset, idx):
'''
函数：根据某行/列备选组合判断改行/列第idx格是否可判定（一定填充或一定不填充）
输入 @alterset：备选方案集
输入 @id：（备选方案的）第idx个格子
输出 @mark：None：不能确定 FILL：一定填充 NOTHING：一定不填充
'''
mark = alterset[0][idx]
for j in range(1, len(alterset)):
if mark != alterset[j][idx]:
return None
return FILL if mark == FILL else NOTHING
def deleteillegal(alterset, idx, mark):
'''
函数：去除非法的候选组合
输入 @alterset：备选方案集
输入 @id：（备选方案的）第idx个格子
输入 @mark：标记，指出该格子一定填充或一定不填充，
如果备选方案与判定结果不符，则是非法方案，应该删掉
'''
if alterset != 'ELIMINATED' and len(alterset) > 1:
mark = FILL if mark == FILL else UNCERTAIN
for i in range(len(alterset) - 1, -1, -1): #删除要从后向前删
if alterset[i][idx] != mark:
alterset.pop(i)
def drawpic(inputfile, outputfile):
'''
函数：绘制题解
输入 @inputfile：字符串，输入的文件地址
输入 @outputfile：字符串，输出到的文件地址
'''
#读取数据
(height, width, horizdata, verticdata) = inputdata(inputfile)
#所有可能的候选组合
alterh = [alternatives(data, width) for data in horizdata]
alterv = [alternatives(data, height) for data in verticdata]
counter = 0 #遍历变量
total = height * width #矩阵总元素数
matrix = [] #结果矩阵
#初始化矩阵
for i in range(height):
matrix.append([UNCERTAIN] * width)
#循环逐行考虑、逐列考虑
while counter < total:
for i in range(height): #逐行考虑
if alterh[i] == 'ELIMINATED': #不考虑已经考虑完毕的行
continue
if len(alterh[i]) == 0: #某行无备选方案，报错
raise Exception("LACK OF ALTERNATIVES")
elif len(alterh[i]) == 1: #该行只有一种选择的情况
for j in range(width): #逐列筛选可能的组合
if matrix[i][j] == UNCERTAIN: #标记该行剩余未判定信息
matrix[i][j] = NOTHING if alterh[i][0][j] != FILL else FILL
counter += 1 #已判定方格数也要+1
deleteillegal(alterv[j], i, matrix[i][j])
#删除不可能正确的列组合
elif matrix[i][j] != alterh[i][0][j] and alterh[i][0][j] != UNCERTAIN:
raise Exception("LACK OF ALTERNATIVES")
#唯一备选方案与实际不符的情况
alterh[i] = 'ELIMINATED' #该行已经考虑完毕，打上标记
else:
for j in range(width): #逐列筛选可能的组合
if matrix[i][j] != UNCERTAIN: #只考虑空闲的方格
continue
mark = decide(alterh[i], j) #判断第i行第j格是否可判定
if mark is not None: #该方格可判定的情况
matrix[i][j] = mark #标记该方格我们判定好的值
counter += 1 #已判定方格数+1
deleteillegal(alterv[j], i, mark) #删除不可能正确的列组合
for i in range(width): #逐列考虑
if alterv[i] == 'ELIMINATED': #不考虑已经考虑完毕的列
continue
if len(alterv[i]) == 0: #某列无备选方案，报错
raise Exception("LACK OF ALTERNATIVES")
elif len(alterv[i]) == 1: #该列只有一种选择的情况
for j in range(height): #逐行筛选可能的组合
if matrix[j][i] == UNCERTAIN: #标记该列剩余未判定信息
matrix[j][i] = NOTHING if alterv[i][0][j] != FILL else FILL
counter += 1 #已判定方格数也要+1
deleteillegal(alterh[j], i, matrix[j][i])
#删除不可能正确的行组合
elif matrix[j][i] != alterv[i][0][j] and alterv[i][0][j] != UNCERTAIN:
raise Exception("LACK OF ALTERNATIVES")
#唯一备选方案与实际不符的情况
alterv[i] = 'ELIMINATED' #该列已经考虑完毕，打上标记
else:
for j in range(height): #逐行筛选可能的组合
if matrix[j][i] != UNCERTAIN: #只考虑空闲的方格
continue
mark = decide(alterv[i], j) #判断第i列第j格是否可判定
if mark is not None: #该方格可判定的情况
matrix[j][i] = mark #标记该方格我们判定好的值
counter += 1 #已判定方格数+1
deleteillegal(alterh[j], i, mark) #删除不可能正确的行组合
#输出数据
outputdata(outputfile, matrix)
if __name__ == '__main__':
drawpic('up.txt', 'result.txt')
这段代码调用drawpic函数，从up.txt读入，将最后绘制的结果输出到result.txt中
4.程序输出
result.txt的内容就是上面的输入和代码创造的输出：
如果这个图看着不是很直观，那下面还有一张在画图（mspaint）上描格子画出来的图：
把眼镜摘了，就能看到图里画的是一条蛇的形状啦 ：-Ｐ
附：
后来我又在网上找了个在线的Nonogram： http://www.newgrounds.com/portal/view/304506
游戏的名字叫ArmorPicross，玩了一个晚上玩到半夜1:30终于玩通了 ^^，把每关的通关截图上传到网盘，留个档，睡觉！ 通关截图地址：http://pan.baidu.com/s/1eQy7vr0
END