Prolog扫雷open_adjacent函数问题详解及解决方案

2025-03-08 18:20:05

Prolog 扫雷：解决 open_adjacent 函数问题

玩扫雷，点开一个空格，周围一片区域都跟着开了，这感觉很爽。但如果程序写得不对，该开的没开，或者开了不该开的，那就糟心了。你遇到的问题就是这样，open_adjacent 函数没有按照预期工作，输出了奇怪的结果，还重复打开格子。咱们一起来看看问题出在哪儿，怎么解决。

一、问题在哪儿？

你的代码里，open_adjacent(X, Y) 函数负责递归打开相邻的空格。问题在于，这个函数没有一个机制来“记住”哪些格子已经被访问过了。结果就是，它会在相邻的空格之间来回“蹦跶”，不断地重复检查和打开，导致了无限循环（或者说是大量的重复操作）和错误的输出。想象一下，两个人互相指着对方说：“你检查过了吗？你检查过了吗？”... 没完没了了。

此外, game_over谓词在递归中多处被调用，但其并没有产生真正有效的作用。

二、怎么修？

解决这个问题，核心在于要让 open_adjacent 函数“记住”它已经访问过的格子。有几种方法可以做到：

2.1 方案一：使用一个“已访问”列表 (Recommended)

这个方法最直观。我们可以创建一个列表，把所有已经访问过的格子坐标放进去。每次 open_adjacent 打算处理一个格子之前，先看看这个格子是不是在这个列表里。如果在，就跳过；如果不在，就处理，并把这个格子加到列表里。

原理：

通过维护一个已访问列表，避免重复处理相同的单元格, 防止无限递归。

代码：

open_adjacent(X, Y) :-
    open_adjacent_helper(X, Y, []). % 从一个空的已访问列表开始

open_adjacent_helper(X, Y, Visited) :-
    member((X, Y), Visited), !. % 如果已经在 Visited 列表里, 直接返回

open_adjacent_helper(X, Y, Visited) :-
    adjacent(X, Y, AdjX, AdjY),
    \+ member((AdjX, AdjY), Visited), % 确保相邻格子没被访问过
    (   cell(AdjX, AdjY, closed, _) ->
        (   count_mines(AdjX, AdjY, Count),
            (   Count = 0 ->
                retract(cell(AdjX, AdjY, closed, _)),
                assert(cell(AdjX, AdjY, open, 0)),
                write('open cell: ('), write(AdjX), write(', '), write(AdjY), write('), adjacent mines: '), writeln(Count),
                open_adjacent_helper(AdjX, AdjY, [(X, Y) | Visited]) % 递归, 把当前格子加到 Visited
            ;
                retract(cell(AdjX, AdjY, closed, _)),
                assert(cell(AdjX, AdjY, open, Count)),
                write('open cell:  ('), write(AdjX), write(', '), write(AdjY), write('), adjacent mines: '), writeln(Count)
            )
        )
    ;   write('Cell was open:('), write(AdjX), write(', '), write(AdjY), write(')')
    ).

解释：

open_adjacent(X, Y) 调用 open_adjacent_helper(X, Y, [])，并传入一个空的 Visited 列表。
open_adjacent_helper(X, Y, Visited) 首先检查 (X, Y) 是否在 Visited 中。如果是，直接 ! (cut) 停止。
如果 (X, Y) 不在 Visited 中, 它会找到一个相邻的格子 (AdjX, AdjY)。
使用 \+ member((AdjX, AdjY), Visited) 来确保这个相邻的格子没被访问过。
如果相邻的格子是关闭的，且周围没有地雷 (Count = 0), 打开它，并递归调用 open_adjacent_helper(AdjX, AdjY, [(X, Y) | Visited])，注意这里，我们把当前格子 (X, Y) 加到了 Visited 列表的头部。
如果相邻格子周围有雷，打开。
如果相邻格子已经打开，则输出提示信息。

修改 open_cell: 去除多余的 game_over.

open_cell(X, Y) :-
   cell(X, Y, closed, _),
   mine(X, Y),
   retract(cell(X, Y, closed, _)),
   assert(cell(X, Y, open, _)),
   write('Вы попали на мину!'), nl,
   !,
   game_over.


open_cell(X, Y) :-
   cell(X, Y, closed, _),
   count_mines(X, Y, Count),
   (Count > 0 ->
       retract(cell(X, Y, closed, _)),
       assert(cell(X, Y, open, Count)),
       write('open cell > 0\n')
       ;
       retract(cell(X, Y, closed, _)),
       assert(cell(X, Y, open, 0)),
       write('open cell = 0\n'),
       open_adjacent(X, Y)
   ).

2.2 方案二：直接修改 cell 的状态

另一个办法是，直接修改 cell 事实的状态。比如，在访问一个格子之后，我们可以把它的状态从 closed 改成 visited，然后再改成 open。这样，open_adjacent 只需要检查格子的状态是不是 closed 就行了。

原理:

修改单元格状态,用visited状态表示已经访问过的单元格。

代码：

open_adjacent(X, Y) :-
    adjacent(X, Y, AdjX, AdjY),
    (   cell(AdjX, AdjY, closed, _) ->  
        (   count_mines(AdjX, AdjY, Count),
            (   Count = 0 ->  
                retract(cell(AdjX, AdjY, closed, _)),
                assert(cell(AdjX, AdjY, visited, 0)),  % 先标记为 visited
                write('open cell: ('), write(AdjX), write(', '), write(AdjY), write('), adjacent mines: '), writeln(Count),
                open_adjacent(AdjX, AdjY),
                retract(cell(AdjX, AdjY, visited, 0)),                
                assert(cell(AdjX, AdjY, open, 0)) %递归返回之后再变成 open

            ;   
                retract(cell(AdjX, AdjY, closed, _)),
                assert(cell(AdjX, AdjY, open, Count)),
                write('open cell:  ('), write(AdjX), write(', '), write(AdjY), write('), adjacent mines: '), writeln(Count)
            )
        )
    ;
       cell(AdjX, AdjY, visited, _) ->  
        (retract(cell(AdjX, AdjY, visited, _)),                
         assert(cell(AdjX, AdjY, open, 0)))
       ;write('Cell was open:('), write(AdjX), write(', '), write(AdjY), write(')'))
     ).