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+++ date = '2025-12-09T23:46:30+08:00' draft = false license = 'MIT Licence' title = '计算概论A 2025年秋 大作业' tags = ['计算概论'] +++

文件下载

package.zip

基本信息

• 程序名称：oasa25；
• 编写语言：Swift 5；
• 编译环境：
  • IDE：Xcode Version 26.0.1 (17A400)；
  • macOS：Tahoe 26.0.1 (25A362)；
  • 设备：MacBook Air (13英寸, M3, 2024年)；
• 借助AI：DeepSeek；
  • 主要用途：
    • 在原来代码的基础上进行优化；
    • 讲解Swift语法；
    • 修复语法错误；
    • 协助给程序取名；
      • "oasa"(“おアサ”)是“大きいアサインメント”（“大作业”）的缩略；
      • "25"是我的数分I期中考试成绩。
• 程序特色：
  • 使用上：
    • 友好的GUI界面；
      • 包含分栏显示；
      • 很多图标；
    • 二次确认，防止误操作；
    • 完善的存档保存/另存为/读取功能；
    • 清晰的状态显示；
    • 支持历史记录查看；
    • 合法路径绿色高亮显示，被阻挡的路径红色高亮显示；
    • 支持自由调节蒙特卡洛算法评分参数；
    • 终端输出蒙特卡洛方法日志；
    • 利用⌘+N进行多窗口同时操作。
  • 技术上：
    • 使用SwiftUI的现成控件实现GUI界面，减少所需代码；
    • 使用多个状态变量，状态划分清晰；
    • 代码分成不同struct，分工实现不同功能；
    • 变量名、函数名等清晰易读（感谢DeepSeek）；
    • 并行处理，提高运行效率；
    • 实现蒙特卡洛算法；
    • 缺点：不管怎么调，算法都有点傻傻的，只比随机算法好一点点，在Botzone上被打得毫无还手之力（期末了😭难debug）。

文件组成

• Assets.xcassets：存储程序的图标；
  • 来自教学网上“我的成绩”界面的截图；
• ContentView.swift：存储程序的主要源代码；
• oasa25样本（若无法运行，则在本机编译）.app：macOS的应用程序包；
• oasa25App.swift：程序主结构（实际代码较少，仅调用ContentView()，不涉及具体实现）；
• oasa25_README.md：程序说明（本文件）。
• oasa25.xcodeproj：Xcode项目文件。
• 自动移植版.cpp：使用DeepSeek帮忙移植的C++版本，用于Botzone对局（期末周😭救命）。

下面重点解说ContentView.swift的有关内容：

程序结构

• import部分：
  • Combine：用于实现ObservableObject类型的GameState；
  • SwiftUI：提供程序的UI控件；
  • UniformTypeIdentifiers：用于存取文件时对文件类型的规定；
• enum GamePhase:：设定三个游戏阶段的值；
  • 选择棋子阶段selectPiece；
  • 移动棋子阶段movePiece；
  • 放置障碍物阶段placeArrow；
• struct HistoryEntry：历史记录数据结构；
  • id+字符串；
• struct gameData：规定游戏存档的结构；
  • 棋盘数据chessBoard（二维数组）；
  • 回合数据blackRound（Bool值）；
  • 历史记录数据history（HistoryEntry数组）；
  • 选中棋子位置selectedPieceRow和selectedPieceCol（整数）；
  • 阶段数据gamePhase；
  • 上次计算的可用路径availableMoves（二维数组）；
    • 读档后无需再次计算；
  • 游戏结束状态isGameOver（Bool值）；
  • 自动下棋选项blackStrategy和whiteStrategy（字符串）；
  • 当前回合数roundNum（整数）；
  • 蒙特卡洛方法计算结果mcList（数组）；
  • 控制面板参数值blackControlFactor、blackSafetyFactor、blackSurroundFactor、blackCenterFactor、whiteControlFactor、whiteSafetyFactor、whiteSurroundFactor和whiteCenterFactor（均为双精度浮点类型）；
• class GameState：游戏状态环境对象
  • 声明并初始化各个状态变量（详细列表如上）；
• struct GameManager：游戏逻辑管理器；
  • func saveGame：借助Swift的NSSavePanel()功能进行存档的保存（同时会调用自定义的saveChessBoardToJSON()）；
  • func loadGame：借助Swift的NSOpenPanel()功能进行存档的读取（同时会调用自定义的loadChessBoardFromJSON()）；
  • func saveChessBoardToJSON：借助Swift的JSONEncoder()，保存当前棋局为.json存档；
  • func loadChessBoardFromJSON：借助Swift的JSONDecoder()，从.json存档中读取各个变量，还原棋局；
  • func initializeChessBoard：新建游戏时的棋盘初始化；
  • func addHistory：将最近一步操作插入到history字符串组的索引0位置的一个简单函数；
  • func calculateAvailableMoves：计算可移动的位置，用于给设定按钮状态和染色提供数据；
  • func getAllAvailablePieces：获取所有可用的棋子位置，用于设定按钮状态；
  • func getAllCounterPieces：除了参数相反，和上面函数功能相同；
  • func getAllAvailableMoves：获取所有可移动/可放置障碍物的位置，染色；
  • func checkWinCondition和func checkAndHandleWinCondition：检查胜利；
  • func handleSquareTap：处理格子点击；
  • 蒙特卡洛算法实现部分
    • private func generateMcListForCurrentTurn：更新mcList状态变量
    • private func findBestMoveWithMonteCarlo：通过给定第一行动回合+往下随机8个回合（并重走30次）计算平均得分，为上述函数提供计算结果；
    • private func getAllPossibleMoves：模拟完整的一个回合的可行操作方案；
    • private func simulateRandomGame：模拟完整一个回合的随机下棋过程；
    • private func getRandomMove：随机选取一个回合的下棋方案（返回值：piece: (Int, Int), target: (Int, Int), arrow: (Int, Int)）
    • private func isGameOver：检查游戏是否结束（模拟下棋版）；
    • private func calculateFinalScore：
      • 若中途获胜：返回1.0或-1.0；
      • 否则使用下面函数的返回值；
    • private func generateRandomMcList：生成随机走法列表（备用）；
      • 因为Swift要防止使用空值，所以需要一个这样的函数来保证每种情况都有值，实际上不会被调用；
    • private func evaluateBoard：3项评估分数求和+归一化到[-1,1]；
    • private func calculateSimuMoves：计算可以移动的方案（不修改GameState版）；
    • private func mcSelect：基于已生成的mcList执行选择；
    • private func mcMove：基于已生成的mcList执行移动；
    • private func mcPlace：基于已生成的mcList放置障碍物；
  • 综合的自动下棋：func autoOperate
  • 随机下棋：
    • private func randomSelect；
    • private func randomMove；
    • private func randomPlace；
  • 局势评估算法：
    • private func controlScore：控制分=倍率*所有棋子可移动格子数目之和；
    • private func safetyScore：安全分=每个棋子求和：
      • +倍率*距离边界的最小距离；
        • 若被完全包围：-包围惩罚；
        • 否则：+倍率*所有棋子可移动格子数目之和；（怎么感觉和上面控制分有点重复）
    • private func centerScore：中心分=每个棋子求和：
      • 若在中心：+倍率*5；
      • +(10-离中心点距离)；
• struct ChessSquareView：棋盘格子视图；
  • 实现单个棋盘格子的显示；
  • func getSquareColor：染色；
  • func isInteractive：设定按钮状态；
• struct ChessBoardRowView：棋盘行视图；
  • 实现棋盘单行的显示；
  • 调用struct ChessSquareView；
• struct ChessBoardView：棋盘视图；
  • 实现棋盘的完整显示；
  • 调用struct ChessBoardRowView；
• struct MenuButtonView：菜单按钮视图；
  • 作为定义主菜单按钮的模板，避免代码的大量重复；
• struct SidebarView：左侧栏视图；
  • var gameInfoView：显示当前存档路径、当前回合、当前阶段、历史操作；
  • var phaseDescription：把阶段的代号转换成文字描述；
  • var welcomeView：显示第一局游戏开始前的引导信息；
• struct ParameterSliderView：负责单一滑块组件；
• struct ParameterSettingsView：生成完整滑块界面；
• struct RightView：右侧栏视图；
  • 自动下棋控制面板，支持调节参数；
• struct MainMenuView：主菜单视图；
  • 实现主菜单的显示；
  • 多次调用struct MenuButtonView，实现各个菜单按钮；
  • 依据状态变量的不同，显示不同的按钮；
• struct ContentView：主视图。
  • 划分窗口结构：
    • 调用SidebarView，实现左侧栏的状态显示；
    • 调用MainMenuView，实现左下角的菜单控制；
    • 调用ChessBoardView，实现右侧的棋盘显示。
    • 调用RightView；
  • 定义函数private func setWindowTitle
    • 使用.onAppear在程序启动时设置窗口标题。