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棋类游戏字牌系列算法总结

2024-11-02 10,614

本文总结了字牌系列的核心算法,探讨其独特的规则和实现方法。在字牌类棋类游戏中,算法的设计直接影响到游戏的流畅度和公平性。我们将逐步分析各类字牌游戏的关键算法,包括牌型判断、分数计算、出牌逻辑等内容。此外,对优化算法性能的常用方法也进行探讨,以确保在高并发情况下依然保持稳定的用户体验。本总结适合对棋类游戏开发及字牌算法优化有兴趣的读者。

字牌的基本规则不再赘述,详细信息可参考百度百科的“大字牌”页面。

我在这里对字牌游戏进行一个系统分类。我曾参与开发过许多种字牌游戏,涵盖了四川的“贰柒拾”,湖南的“宁乡跑胡子”“湘潭跑胡子”“益阳歪胡子”,以及广西的“八一字牌”“桂林字牌”“全州字牌(四个癞子)”“飞飞字牌(一个癞子)”等。

尽管字牌的玩法多样,但核心流程往往是相似的。所谓核心流程,是指游戏中主要操作流程,如吃牌、碰牌、偎牌、提龙和胡牌等,这些基本流程在不同地区的字牌游戏中都大同小异,差别在于不同地区的术语和表现形式。

但在番型和计分等方面,各地的字牌游戏存在较大差异。例如,有些地区加入了“挡底”“翻神”“翻醒”“八块”等地方性规则。下面是根据玩法相似性和开发复杂度对字牌进行的分类总结:

1. 贰柒拾系列
贰柒拾系列字牌主要流行于四川地区,如“乐山三人”“十四张三人”和“犍为三人”等,随着游戏的扩展,又衍生出二人和四人的玩法。此系列通常按圈数对局,且采用复杂的雨分计算,最佳的计分方案需结合圈数与番型。
玩法难度:★★★★

2. 跑胡子系列
跑胡子系列包含了字牌中衍生更多的玩法,是目前最常见的一类字牌规则体系。此系列的代表有“宁乡跑胡子”“湘潭跑胡子”“常德扯胡子”,广西的一些字牌也归入此类。此系列字牌的挑战主要在于系统操作的丰富性和优先级处理,如出牌、抓牌等。
玩法难度:★★★

3. 鬼胡子系列
鬼胡子主要在湖南的一些地区流行,如沅江、益阳等地。不同于跑胡子系列,鬼胡子的胡牌规则和牌型组合完全不同,计分方式不依赖胡息,且番型复杂多样。
玩法难度:★★★★

虽然跑胡子系列的基础逻辑比其他系列简单一些,但若加入癞子规则,复杂度便会大幅增加。例如,广西的全州字牌设有四个癞子,胡牌方法包含“王闯”“王炸”“王钓”等(即可以任意一张牌胡牌),并需结合翻醒找到好方法,其逻辑复杂度随之上升。
我自主开发了一款APP,涵盖了以上所有字牌玩法,欢迎感兴趣的朋友私信联系,共同学习交流!

以下是一些牌局中的截图展示,供大家一览,包括牌局中和小结算的画面,截图取自部分字牌APP:

乐山贰柒拾:
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鬼胡子:
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全州字牌(带癞子):
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桂林字牌:
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字牌算法解析

之前曾发布过一篇介绍“贰柒拾”字牌的文章,其中简单提到了胡牌算法。那时,我对字牌算法的理解还只是初步探索。如今,经过多年实践和开发经验的积累,对字牌算法的逻辑与优化有了更全面的认识。接下来,我将深入剖析字牌胡牌算法的核心逻辑。

字牌胡牌的算法主要采用“回溯法”,这种算法极其适合复杂的胡牌玩法,特别是在带有癞子牌的规则下,“多路回溯法”可以显著提升效率。

问题一:回溯法的基本概念是什么?

回溯法是一种递归算法,其核心在于设定条件(比如胡牌的息数),一旦满足条件,就立即停止并返回结果。不同的数据状态共享同样的逻辑,通过尝试不同的路径找到所有可能的胡牌组合。

问题二:为什么选择回溯法?

查表法虽然在麻将等游戏中常用,但由于字牌的胡牌组合过于复杂,构建完整的胡牌表既费时又占用大量内存。而回溯法的灵活性较强,可以动态找到胡牌的最优解,甚至在带有癞子的玩法中,多路回溯法的效果和查表法不相上下。此外,回溯法支持多线程运算,能够分解多个路径,进一步提升了效率。

问题三:如何实现回溯法?

翻到下方,继续了解具体实现步骤。


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单路回溯法:
单路回溯法的核心在于通过一次回溯计算得出一个最优解,通常是按优先牌型和胡息高低依次处理。由于仅进行一次计算,对方案要求较高。一般情况下,优先大牌型组合,但如果涉及复杂的胡息和番型混合时,单路回溯可能表现不足。在这种情况下,可以构造两个数据包分别进行回溯,并比较结果,这种方式称为“伪多路”(单线程),保持了单路回溯的简洁和效率,又降低了多次计算的负担。

单路回溯法适用于不含癞子的玩法,例如“贰柒拾”和“鬼胡子”系列。在这些玩法中,计算逻辑要求较高。当然也可以将单路回溯强行拆分为多路回溯,但大多数情况没有必要。

多路回溯法:
多路回溯法则通过并行多次回溯得到所有满足条件的解集。需要注意的是,多路回溯不是简单的多次单路回溯,而是真正的多线程处理。每次回溯计算都无状态处理,数据包只关注自己的计算逻辑,不依赖于其他路径的状态。例如,当一张牌有十种胡牌组合,每种组合需要十次计算,总共有100个数据包,多路回溯能一次性处理多个数据包(多线程),待所有数据包完成计算后再统一筛选最优解。

值得一提的是,单路回溯原则上为单线程,适用于较小的计算负荷或简单的牌型计算,遇到复杂的情况则不适用。而多路回溯法则需借助多线程来提升性能,每个数据包独立运行直到完成所有计算并找到最优解。建议设定最长计算时间,并使用乐观锁机制以确保多线程数据包同步。

回溯法的计算逻辑

无论单路还是多路回溯法,核心仍在于数据的计算过程。好的计算逻辑可显著提升性能,使单路回溯快速得出最优解;而对于多路回溯,全面的计算逻辑能找到所有胡牌组合满足条件。字牌的胡牌判断本质上就是手牌的组合问题,当所有手牌都组合完成,判断是否满足胡牌条件,从而结束计算。以下部分将详细介绍回溯法中“计算”逻辑的具体实现。
计算过程流程图:
棋类游戏字牌系列算法总结

字牌胡牌算法步骤说明

步骤①:
将手牌进行排序,通常按照从大到小的顺序排列。手牌可能包括最后胡的那张牌,也可能不包含,根据情况而定,不一定是21张。此外,已吃、碰、杠的牌不参与计算,但需要累加相应的胡息。

步骤②:
取出第一张牌,判断手牌中该牌的数量。不同的数量对应不同的组合方式。特别要注意,如果这张牌是胡牌,则可能会受到更多限制。

步骤③:
尝试所有可能的组合,优先考虑带有胡息的组合。例如,可以优先尝试2710组合,因为2710带胡息。如果成功,则直接进入下一次回溯,以优先得到最优解。若2710组合不成功,则尝试其他组合方式。

步骤④:
组合成功后,根据组合类型更新当前数据包状态,累加胡息,记录牌型及其他胡牌条件信息,并移除组合所用的牌,递归进入下一次回溯计算。

步骤⑤:
当所有手牌都成功组合后,检查是否满足胡牌条件。若满足,则结束计算并得出胡牌结果。

备注:
此步骤流程适用于跑胡子系列字牌,而对鬼胡子(四张可拆分)或带癞子的玩法,则需要更复杂的计算,但整体逻辑思路相同。

代码示例(JAVA):

本文主要为理论讲解,实际代码涉及较多逻辑,特别是带癞子的玩法,更需要处理多线程同步和等待。

这里只贴出核心方法,展示基本思路。具体需求可在评论区交流。
Java:

public class HuPaiCalculator {

/**
* 核心胡牌计算方法,适用于无癞子玩法
*/
public boolean calculateHu(List<Integer> handCards, int finalCard) {
// 排序手牌,按从大到小
Collections.sort(handCards, Collections.reverseOrder());

// 将最后的胡牌加入手牌,逻辑根据需求调整
if (finalCard != -1) handCards.add(finalCard);

// 遍历手牌的所有可能组合
return backtrack(handCards, new ArrayList<>());
}

private boolean backtrack(List<Integer> handCards, List<Integer> currentCombination) {
// 所有牌都完成组合
if (handCards.isEmpty()) {
// 判断当前组合是否符合胡牌条件
return checkHuConditions(currentCombination);
}

// 取出第一张牌进行组合
int card = handCards.remove(0);

// 假设尝试2710组合,优先处理大牌组合
if (tryCombination(handCards, currentCombination, card, 2710)) {
return true;
}
// 如果2710不行,尝试其他组合
else if (tryOtherCombinations(handCards, currentCombination, card)) {
return true;
}

// 无法组合,返回失败
handCards.add(0, card);
return false;
}

private boolean tryCombination(List<Integer> handCards, List<Integer> currentCombination, int card, int targetCombo) {
// 判断手牌是否能组成目标组合并递归继续回溯
// 这里需写具体组合逻辑
return false; // 此处为示例,实际逻辑需实现
}

private boolean checkHuConditions(List<Integer> combination) {
// 验证组合是否满足胡牌条件
return true; // 示例返回true,根据实际条件调整
}
}

 

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