2048

Popis hry:

Hra 2048 spočívá v postupném spojování čísel stejné hodnoty, dokud nevznikne číslo 2048. Na haracím poli 4x4 začíná hráč se dvěma čísly hodnoty 2 na náhodné pozici. Při každém tahu hráč zvolí jeden ze 4 směrů a všechna čísla se posunou v daném směru o maximální možnou vzdálenost. Následně se na náhodnou volnou pozici vloží další číslo s hodnotou 2 nebo 4. Pokud do sebe narazí dvě stejná čísla, dojde k jejich spojení. Hra končí pokud dojde k dosažení hodnoty 2048, nebo jsou plně obsazeny všechny pozice a nelze se již dále pohnout.

Specifikace programu:

• při spuštění se v konzoli vykreslí menu kde si bude možné:
  • zvolit si obtížnost
    • číslo které je po třeba složit
    • velikost hrací plochy
  • zvolit si ovládání (arrow keys / wasd)
  • začít novou hru
  • sledovat hru hranou solverem
  • ukončit program
• při zvolení nové hry se v konzoli vykreslí hrací plocha a pomcí zvolených kláves se bude volit směr tahu
• při dosasžení potřebné hodnoty nebo zaplnění celé hrací plochy (bez možnosti dalšího pohybu) se v konzoli vykreslí win/lose obrazovka ke bude možné:
  • restartovat hru
  • vrátit se do úvodního menu
  • ukončit program

Požadavky pro instalaci

• Gcc
• Cmake
• Make
• Ncurses

nebo

• Docker

Instalace

1. mkdir build && cd build
2. cmake ../
3. make && ./2048

nebo

1. sudo docker build -t cpp_2048 .
2. sudo docker run -it cpp_2048

Ovládání

V celé aplikaci je ovládání řešeno pomocí klávesnice. Konkrétně jsou využity následující klávesy.

• Pohyb: ↑←↓→ nebo WASD
• Potvrzení: ⏎ Enter
• Ukončení: Q,X
• Krokování: N

V libovolné chvíli lze aplikaci ukončit stlačením Q.

Menu

V každém menu je pohyb mezi možnostmi vertikální. Mezi možnostmi se tak lze pohybovat pomocí dvojice ↑↓ nebo WS (obojí funguje po celou dobu) a aktuálně zvýrazněnou možnost potvrdit ⏎ Enter.

Hra v režimu hráče

Pro volbu směru, kterým se mají dlaždice posunout, slouží ↑←↓→ nebo WASD. Aktivní je vždy pouze jedna kombinace dle volby v hlavním menu. Ukončit aktuální stav hry a vrátit se do hlavního menu lze stlačením X.

Hra v režimu solveru

V režimu solveru probíhá krokování jednotlivých tahů stlačením N. Ukončit aktuální stav hry a vrátit se do hlavního menu lze opět stlačením X.

Architektura

Aplikace je rozdělena do čtyř hlavních čáští: Control, States, Engine, Solver.

Control

Třída Control slouží jako entry point celé aplikace. Uchovává globální informace (Aktuální stav, nastavení, poslední input...). Zároveň zpracovává uživatelský vstup a spravuje jednotlivé stavy aplikace.

States

Třídy jednotlivých stavů vychází ze základní virtuální třídy State. State požaduje implementaci následujících metod:

• render - vykreslování stavu
• user_input - zpracování uživatelkého vstupu
• toggle - přepínání na následující stav
• enter - inicializace stavu při přepunutí

Pro všechny menu stavy je definována zákaldní třída Menu : State, která definuje motody render a user_input. Jednotlivá menu jsou pak třídy XY : Menu.

Posledním stavem je Game, který interaguje s Enginem a Solverem.

Engine

Třída Engine definuje chování samotné hrací plochy. Udržuje aktuální stav hrací plochy a poskytuje metody pro její manipulaci.

Solver

Solver je složen ze čtyř funkcí:

• find_score_left - vypočítá skóre pohybu vlevo
• find_score_up- vypočítá skóre pohybu vpravo
• find_score_right- vypočítá skóre pohybu dolů
• solve - vyhodnotí skóre a provede tah pomocí Engine

Skóre je počítáno jako součet volných polí daným směrem (1 bod za každé) a počtu dlaždic které lze spojit s tím, že dlaždice vyšší hodnoty mají větší váhu (konkrétně za spojení dlaždice je $2\cdot\log_2(hodnota)$ bodů). Funkce solve se pak snaží preferovat pouze tahy vlevo a nahoru, pokud ani jeden nelze provést dojde k tahu vpravo, až v případě že nelze provést ani ten táhne dolů.