Práctica 1 - Pista de Carreras Programación II

Transcripción

1 1. Introducción Práctica 1 - Pista de Carreras Programación II En esta práctica el objetivo es implementar una matriz de adyacencia para el juego Pista de Carreras. Con tal fin, primero hay que familiarizarse con el juego, descargar el código proporcionado y saber interpretar este código. Implementar el juego requiere varias etapas: guardar una estructura en memoria que representa la situación del juego en cada instante, la interacción de los usuarios (es decir, las reglas del juego, que pueden hacer y como varía la estructura guardada en memoria), la visualización del juego paso a paso y, finalmente, como se establece el final de juego y el ganador. 2. Pista de Carreras Pista de Carreras (Racetrack en inglés) es un juego para dos o más jugadores que simula una carrera de coches. En su versión original, Pista de Carreras se juega con papel y lápiz; sin embargo, este trimestre implementaremos una versión para ordenador. Figura 1: Ejemplo de terreno para Pista de Carreras. El terreno del juego se representa por una matriz de casillas (vease la Figura 1). En cada momento, los coches están ubicados en un cruce entre dos líneas. Cada cruce pertenece o a la pista, o al entorno (marcado con negro en la figura). Los coches empiezan en la línea de salida, marcada con rojo. En el ejemplo hay dos coches, uno verde y otro azul. El estado actual de un coche se representa por 4 valores: las dos coordenadas (x,y) de su posición actual, y las dos coordenadas ( x, y) de su velocidad actual. Al principio del juego, la velocidad de cada coche es (0,0). El juego consiste en cambiar la velocidad de su coche para llegar a la meta primero sin chocar. 1

2 Figura 2: Ejemplo de cambio de velocidad. Figura 3: Ejemplo de primer y segundo turno. Cada turno, la nueva posición de un coche es (x + x,y + y). Antes de mover, un jugador tiene la posibilidad de cambiar la velocidad. Sin embargo, no es posible cambiar la velocidad de manera aleatoria. Sólo se puede incrementar o decrementar cada coordenada de la velocidad por 1. También se puede conservar la misma coordenada. La Figura 2 muestra un ejemplo. Durante el turno anterior, el coche verde movió tres pasos a la derecha y tres pasos por arriba. Por lo tanto, la velocidad actual del coche es (3,3). En el próximo turno, el jugador puede cambiar la velocidad a cualquiera de (2,2), (2,3), (2,4), (3,2), (3,4), (4,2), (4,3) o (4,4). También puede elegir de conservar la velocidad (3,3). Como consecuencia, el coche moverá a cualquier de las nueve posiciones dibujadas en la figura. Veamos un ejemplo de una carrera. En el primer turno, el jugador verde elige cambiar su velocidad de (0,0) a (1,0). Por lo tanto, mueve a una nueva posición tal como lo muestra la Figura 3. El jugador azul elige cambiar su velocidad a (1, 1). En el segundo turno, el jugador verde cambia la velocidad de (1,0) a (2,0), y el jugador azul de (1, 1) a (2,0). Suponemos ahora que los jugadores proceden con el tercer turno tal como muestra la Figura 4. Veamos que en el siguiente turno, el coche verde no tiene ninguna manera de quedarse en la pista. Dado que su velocidad actual es (3,1), no puede disminuir la velocidad en la dirección x a un valor inferior 2

3 Figura 4: Ejemplo de tercer y cuarto turno. a 2. Por lo tanto, el siguiente turno chocará. Un coche también choca si mueve a un cruce ya ocupado por otro coche. Por lo tanto, dos coches no pueden ocupar un mismo cruce. El ganador es el jugador cuyo coche llega a la meta primero sin chocar. Puesto que el juego es por turnos, dos coches pueden empatar si cruzan la línea de meta en el mismo turno. 3. Implementación de Pista de Carreras La implementación de este juego queremos que vaya ampliándose a lo largo del trimestre hasta tener un juego completo que permita jugar a dos jugadores y también jugar un jugador contra el ordenador. Por ese motivo desde esta primera práctica queremos que sigáis una estructura concreta del código, así podremos daros parte de código que podréis integrar sin problemas y que podréis utilizar para visualizar la pista. El primer paso para implementar este juego es que sepamos implementar una estructura que guarde el estado actual de la carrera. Para eso debemos implementar una matriz de adyacencia, tal y como explicaremos a continuación. Para facilitaros la estructura del código y las funciones que debéis implementar os damos el conjunto necesario de ficheros que deberíais utilizar con la declaración de todas las estructuras y funciones que necesitaréis. Lo podéis descargar aquí: Descargad el código y lo primero que debéis hacer es entender su estructura. 3

4 Figura 5: Pista de ejemplo. 4. Construir una matriz de adyacencia Para representar la pista internamente, usaremos una matriz de adyacencia. La matriz de adyacencia es una manera de representar el juego donde se indica, para cada posición, a qué otras posiciones se puede mover. Por lo tanto, el número de filas y columnas de esta matriz debe ser igual al número total de posiciones de la pista. De esta forma, la matriz de adyacencia para la pista de la Figura 5 tendrá un tamaño de 25 25, ya que el número total de posiciones en el tablero es 25 (5 5). Cada elemento (i, j) de la matriz contendrá inicialmente 0 si se puede mover el coche entre la posición i y la posición j. En caso contrario, contendrá 1. Por ejemplo, desde la posición inicial 10 del coche azul en la Figura 5 se puede mover a las posiciones 11 y 16. Por lo tanto, la matriz de adyacencia contendrá un 0 para los elementos (10,11) y (10,16). En cambio, para cualquier valor de j que no sea igual a estas posiciones, (10,j) contendrá 1. La dificultad consiste en construir la matriz de adyacencia para cualquier valor de m y n a partir de un fichero que define el tamaño y la forma de la pista. Por ejemplo, el fichero que define una pista como la de la figura 5 sería así: Dónde: la primera fila especifica en número de filas y de columnas de la pista de carreras 4

5 0 se utiliza para marcar posiciones a las que un coche no puede moverse 1 se utiliza para marcar posiciones a las que un coche puede moverse 2 y 3 se utilizan para marcar la posición de los coches de los jugadores A y B 4 se utiliza para marcar la línea de meta 5. Requerimientos adicionales 1. Es obligatorio dividir vuestro proyecto en ficheros de cabecera o definición (.h), por una parte, y ficheros de implementación (.c) por otra. Los ficheros.h deben contener las definiciones de las funciones (el nombre de la función y los parámetros) y las estructuras de datos. También debéis incluir los comentarios necesarios para explicar qué hace cada función. No os podéis limitar a escribir las funciones en un sólo fichero de implementación (.c). 2. Tenéis que gestionar la memoria de forma dinámica. En otras palabras, si creáis un vector, no podéis suponer ningún tamaño máximo en el momento de escribir el algoritmo, sino que éste dependerá de la ejecución. 6. Copia de prácticas Podéis compartir las ideas pero no el código que las implementan. El algoritmo debe programarlo cada grupo de trabajo de forma independiente. En caso de copia del código (entre grupos o de otras fuentes) todos los integrantes de los equipos involucrados suspenderán la asignatura, i el Departamento de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones abrirá expediente solicitando la expulsión temporal de todos estos estudiantes de los estudios. 5