經典面試問題：12小球問題演算法(原始碼)

gudesheng發表於2008-01-03
面試演算法原始碼

(文件請參考：http://blog.csdn.net/CXXSoft/archive/2006/09/28/1299731.aspx)

3、 執行效果

4、   演算法原始碼

 

{
    作品名稱:   小球問題通用解決方案
    開發作者:   成曉旭
    開發時間:   2003年01月22日
    完成時間:   2003年01月23日
    修改時間1:  2003年11月14日
                  增加使用者問題條件設定繪製方法
    修改時間2:  2003年11月18日
                  增加比較過程的記錄功能
}
unit Common;

interface

uses
    Windows,SysUtils,Classes,Graphics,BallType;

    //清除畫面方法
    procedure ClearCanvas(aCanvas: TCanvas; aRect: TRect);
    //小球問題條件設定方法
    procedure Draw_Ball_Config(
        AllBall:array of TC_Ball;
        ACanvas:TCanvas;
        aClearRect: TRect;
        bShowTrace:Boolean);
    //小球問題解決方法
    procedure Serach_Error_Ball(
        AllBall:array of TC_Ball;
        ACanvas:TCanvas;
        aClearRect: TRect;
        bShowTrace:Boolean);
var
    strLog1:AnsiString;
    strLog2:AnsiString;
    strLog3:AnsiString;


implementation
//單元內部常量定義
const
    Fir_Pivot_X = 200;
    Fir_Pivot_Y = 80;
    Hint_X = 10;
    One_DrawDelta = 140;
    One_PreDelta = 70;
    One_FroDelta = 30;
    strADyB =  '比較：A端(重) > B端(輕)' + CHR(13) + CHR(10);
    strAXDB =  '比較：A端     =     B端' + CHR(13) + CHR(10);
    strAXyB =  '比較：A端(輕) ' + CHR(13) + CHR(10);
    A_Team = 'A 組：';
    B_Team = 'B 組：';
    preTail0 = '號球' + CHR(13) + CHR(10);
    preTail1 = '號球';
    proHead = '結論：異常球在 [';
    lastResult = '結論：異常球是';
    nextHint = CHR(13) + CHR(10) + '啟示：';
    ErrorHint = '命題不嚴密,請檢查設定條件！';

function SearchBall_At4(AllBall:array of TC_Ball;
    A,G:array of Byte;var vErr_Ball_Order:Byte;
    var vIsHeavy:Boolean;ACanvas:TCanvas;bShowTrace:Boolean):Boolean;
var
    A2,B2:Word;
    A3,B3:Word;
    Loop:Word;
    bNumber:Byte;
    bPartA,bPartB:array of TC_Ball;
    bCmpPara:TC_CmpPara;
    str:AnsiString;
begin
    vErr_Ball_Order := 0;
    vIsHeavy := False;
    A2 := AllBall[A[1]].Weight + AllBall[A[2]].Weight + AllBall[G[1]].Weight;
    B2 := AllBall[A[3]].Weight + AllBall[G[2]].Weight + AllBall[G[3]].Weight;

    str := A_Team + IntToStr(AllBall[A[1]].Order) + ','
                   + IntToStr(AllBall[A[2]].Order) + ','
                   + IntToStr(AllBall[G[1]].Order);
    str := str + preTail0;
    strLog2 := strLog2 + str;
    str := B_Team + IntToStr(AllBall[A[3]].Order) + ','
                   + IntToStr(AllBall[G[2]].Order) + ','
                   + IntToStr(AllBall[G[3]].Order);
    str := str + preTail0;
    strLog2 := strLog2 + str;
    bNumber := 3;
    SetLength(bPartA,bNumber);
    SetLength(bPartB,bNumber);
    bPartA[0] := AllBall[A[1]];
    bPartA[1] := AllBall[A[2]];
    bPartA[2] := AllBall[G[1]];

    bPartB[0] := AllBall[A[3]];
    bPartB[1] := AllBall[G[2]];
    bPartB[2] := AllBall[G[3]];

    Balance_One_Compare(Point(Fir_Pivot_X,Fir_Pivot_Y + One_DrawDelta),
            bNumber,bPartA,bPartB,ACanvas,bShowTrace);

    if A2 = B2 then
    begin
        A3 := AllBall[A[4]].Weight;
        B3 := AllBall[G[1]].Weight;
        strLog2 := strLog2 + strAXDB;
        str := proHead;
        str := str + IntToStr(AllBall[A[4]].Order);
        str := str + ']' + preTail1 + ' 【排3餘1】';
        strLog2 := strLog2 + str;
        str := '用任一正常球與之比較,即可知異常球是偏輕偏重！';
        strLog2 := strLog2 + nextHint + str;
        with bCmpPara do
        begin
            Pre_LNumber := 4;
            Fro_LNumber := 1;
            SetLength(Pre_Latency,Pre_LNumber);
            SetLength(Fro_Latency,Fro_LNumber);
            for Loop := 0 to Pre_LNumber - 1 do
                Pre_Latency[Loop] := AllBall[Loop + 9];
            Fro_Latency[0] := AllBall[A[4]];
        end;

        Balance_One_Latency(Point(Hint_X,Fir_Pivot_Y + One_DrawDelta - One_PreDelta),
            Point(Hint_X,Fir_Pivot_Y + One_DrawDelta + One_FroDelta),
            bCmpPara,ACanvas,bShowTrace);
        bNumber := 1;
        SetLength(bPartA,bNumber);
        SetLength(bPartB,bNumber);
        bPartA[0] := AllBall[A[4]];
        bPartB[0] := AllBall[G[1]];

        Balance_One_Compare(Point(Fir_Pivot_X,Fir_Pivot_Y + One_DrawDelta * 2),
                bNumber,bPartA,bPartB,ACanvas,bShowTrace);

        if A3 = B3 then
        begin
            vErr_Ball_Order := 0;
            strLog3 := '異常球與正常球一樣重！' + ErrorHint;
        end
        else
        begin
            vErr_Ball_Order := A[4];
            vIsHeavy := A3 > B3;
        end;
    end
    else
    begin
        A3 := AllBall[A[1]].Weight;
        B3 := AllBall[A[2]].Weight;
        if A2 > B2 then
          strLog2 := strLog2 + strADYB
        else
          strLog2 := strLog2 + strAXYB;
        str := proHead;
        str := str + IntToStr(AllBall[A[1]].Order) + ','
                   + IntToStr(AllBall[A[2]].Order) + ','
                   + IntToStr(AllBall[A[3]].Order);
        str := str + ']' + preTail1 + ' 【排1餘3】';
        strLog2 := strLog2 + str;
        str := '下一輪必須在本輪比較的同一端的兩球中進行.即取：'
                +IntToStr(AllBall[A[1]].Order) + ','
                + IntToStr(AllBall[A[2]].Order)
                +'號球,在推算結果時,還必須用到此輪A、B端誰輕誰重！';
        strLog2 := strLog2 + nextHint + str;
        bNumber := 1;
        SetLength(bPartA,bNumber);
        SetLength(bPartB,bNumber);
        bPartA[0] := AllBall[A[1]];
        bPartB[0] := AllBall[A[2]];

        Balance_One_Compare(Point(Fir_Pivot_X,Fir_Pivot_Y + One_DrawDelta * 2),
                bNumber,bPartA,bPartB,ACanvas,bShowTrace);

        if A3 = B3 then
        begin
            vErr_Ball_Order := A[3];
            vIsHeavy := A2 < B2;
        end
        else
        begin
            if A2 > B2 then
            begin
                if A3 > B3 then
                    vErr_Ball_Order := A[1]
                else
                    vErr_Ball_Order := A[2];
                //IsHeavy := True;
            end
            else
            begin
                if A3 > B3 then
                    vErr_Ball_Order := A[2]
                else
                    vErr_Ball_Order := A[1];
                //IsHeavy := NOT True;
            end;
            vIsHeavy := A2 > B2;
        end;
    end;
    Result := vErr_Ball_Order <> 0;
end;


function SearchBall_At8(AllBall:array of TC_Ball;IsAdyB:Boolean;
    A,B,G:array of Byte;var vErr_Ball_Order:Byte;
    var vIsHeavy:Boolean;ACanvas:TCanvas;bShowTrace:Boolean):Boolean;
var
    A2,B2:Word;
    A3,B3:Word;
    bNumber:Byte;
    bPartA,bPartB:array of TC_Ball;
    senPivot,thrPivot:TPoint;
    str:AnsiString;
begin
    vErr_Ball_Order := 0;
    vIsHeavy := False;
    A2 := AllBall[A[1]].Weight + AllBall[A[2]].Weight + AllBall[B[1]].Weight;
    B2 := AllBall[A[3]].Weight + AllBall[B[2]].Weight + AllBall[G[1]].Weight;

    str := A_Team + IntToStr(AllBall[A[1]].Order) + ','
                   + IntToStr(AllBall[A[2]].Order) + ','
                   + IntToStr(AllBall[B[1]].Order);
    str := str + preTail0;
    strLog2 := strLog2 + str;
    str := B_Team + IntToStr(AllBall[A[3]].Order) + ','
                   + IntToStr(AllBall[B[2]].Order) + ','
                   + IntToStr(AllBall[G[1]].Order);
    str := str + preTail0;
    strLog2 := strLog2 + str;
    bNumber := 3;
    SetLength(bPartA,bNumber);
    SetLength(bPartB,bNumber);
    bPartA[0] := AllBall[A[1]];
    bPartA[1] := AllBall[A[2]];
    bPartA[2] := AllBall[B[1]];

    bPartB[0] := AllBall[A[3]];
    bPartB[1] := AllBall[B[2]];
    bPartB[2] := AllBall[G[1]];

    Balance_One_Compare(Point(Fir_Pivot_X,Fir_Pivot_Y + One_DrawDelta),
            bNumber,bPartA,bPartB,ACanvas,bShowTrace);
    if A2 = B2 then
    begin
        A3 := AllBall[B[3]].Weight;
        B3 := AllBall[B[4]].Weight;
        strLog2 := strLog2 + strAXDB;
        str := proHead;
        str := str + IntToStr(AllBall[A[4]].Order) + ','
                   + IntToStr(AllBall[B[3]].Order) + ','
                   + IntToStr(AllBall[B[4]].Order);
        str := str + ']' + preTail1 + ' 【排5餘3】';
        strLog2 := strLog2 + str;
        str := '下一輪必須在本輪比較的同一端的兩球中進行.即取：'
                +IntToStr(AllBall[B[3]].Order) + ','
                + IntToStr(AllBall[B[4]].Order)
                +'號球,在推算結果時,還必須用到此輪A、B端誰輕誰重！';
        strLog2 := strLog2 + nextHint + str;
        bNumber := 1;
        SetLength(bPartA,bNumber);
        SetLength(bPartB,bNumber);
        bPartA[0] := AllBall[B[3]];

        bPartB[0] := AllBall[B[4]];

        Balance_One_Compare(Point(Fir_Pivot_X,Fir_Pivot_Y + One_DrawDelta * 2),
                bNumber,bPartA,bPartB,ACanvas,bShowTrace);

        if A3 = B3 then
        begin
            vErr_Ball_Order := A[4];
            vIsHeavy := IsAdyB;
        end
        else
        begin
            if IsAdyB then
            begin
                if A3 > B3 then
                    vErr_Ball_Order := B[4]
                else
                    vErr_Ball_Order := B[3];
                //IsHeavy := NOT IsAdyB;
            end
            else
            begin
                if A3 > B3 then
                    vErr_Ball_Order := B[3]
                else
                    vErr_Ball_Order := B[4];
                //IsHeavy := NOT IsAdyB;
            end;
            vIsHeavy := NOT IsAdyB;
        end;
    end
    else
    begin
        if A2 > B2 then
          strLog2 := strLog2 + strADYB
        else
          strLog2 := strLog2 + strAXYB;
        str := proHead;
        str := str + IntToStr(AllBall[A[1]].Order) + ','
                   + IntToStr(AllBall[A[2]].Order) + ','
                   + IntToStr(AllBall[A[3]].Order) + ','
                   + IntToStr(AllBall[B[1]].Order) + ','
                   + IntToStr(AllBall[B[2]].Order);
        str := str + ']' + preTail1 + ' 【排3餘5】';
        strLog2 := strLog2 + str;
        str := '此時,必須綜合分析近兩次的比較結果.當近兩次比較的天平傾向相同時,'
              + '必須比較共同產生傾向因素的兩個球;傾向相反時,'
              + '任取一個正常球與A組第3個球('
              + IntToStr(AllBall[A[2]].Order)
              + ')或B組第1個球('
              + IntToStr(AllBall[B[1]].Order)
              + ')比較.';
        strLog2 := strLog2 + nextHint + str;
        if ((IsAdyB = True) and (A2 > B2)) or ((IsAdyB = False) and (A2 < B2)) then
        begin
            A3 := AllBall[A[1]].Weight;
            B3 := AllBall[A[2]].Weight;
            bNumber := 1;
            SetLength(bPartA,bNumber);
            SetLength(bPartB,bNumber);
            bPartA[0] := AllBall[A[1]];
            bPartB[0] := AllBall[A[2]];
            Balance_One_Compare(Point(Fir_Pivot_X,Fir_Pivot_Y + One_DrawDelta * 2),
                    bNumber,bPartA,bPartB,ACanvas,bShowTrace);
            if A3 = B3 then
            begin
                vErr_Ball_Order := B[2];
                vIsHeavy := NOT IsAdyB;
            end
            else if A2 > B2 then
            begin
                if A3 > B3 then
                    vErr_Ball_Order := A[1]
                else
                    vErr_Ball_Order := A[2];
                vIsHeavy := IsAdyB;
            end
            else if A2 < B2 then
            begin
                if A3 > B3 then
                    vErr_Ball_Order := A[2]
                else
                    vErr_Ball_Order := A[1];
                vIsHeavy := IsAdyB;
            end;
        end
        else if ((IsAdyB = True) and (A2 < B2)) or ((IsAdyB = False) and (A2 > B2)) then
        begin
            A3 := AllBall[A[3]].Weight;
            B3 := AllBall[G[1]].Weight;
            bNumber := 1;
            SetLength(bPartA,bNumber);
            SetLength(bPartB,bNumber);
            bPartA[0] := AllBall[A[1]];
            bPartB[0] := AllBall[G[1]];
            Balance_One_Compare(Point(Fir_Pivot_X,Fir_Pivot_Y + One_DrawDelta * 2),
                    bNumber,bPartA,bPartB,ACanvas,bShowTrace);
            if A3 = B3 then
            begin
                vErr_Ball_Order := B[1];
                vIsHeavy := NOT IsAdyB;
            end
            else if A3 > B3 then
            begin
                if IsAdyB then
                begin
                    vErr_Ball_Order := A[3];
                    vIsHeavy := IsAdyB;
                end
                else
                begin
                    vErr_Ball_Order := 0;
                    strLog3 := '"偏輕"的異常球 > 正常球！' + ErrorHint;
                end;
            end
            else
            begin
                if IsAdyB then
                begin
                    vErr_Ball_Order := 0;
                    strLog3 := '"偏重"的異常球 ' + ErrorHint;
                end
                else
                begin
                    vErr_Ball_Order := A[3];
                    vIsHeavy := IsAdyB;
                end
            end;
        end;
    end;
    Result := vErr_Ball_Order <> 0;
end;

procedure Serach_Error_Ball(
  AllBall:array of TC_Ball;
  ACanvas:TCanvas;aClearRect: TRect;
  bShowTrace:Boolean);
var
    A,B:Word;
    Loop:Word;
    BufC:array[0..4] of Byte;
    BufT:array[0..8] of Byte;
    BufA,BufB:array[0..4] of Byte;
    BufG:array[0..4] of Byte;
    bOrder:Byte;
    bHeavy:Boolean;
    FoundBall :TC_SearchBall;
    str:AnsiString;
    bNumber:Byte;
    bPartA,bPartB:array of TC_Ball;
    bCmpPara:TC_CmpPara;
begin
    A := 0;
    strLog1 := '';
    strLog2 := '';
    strLog3 := '';
    ClearCanvas(aCanvas,aClearRect);
    str := A_Team;
    for Loop := 1 to 4 do
    begin
        A := A + AllBall[Loop].Weight;
        str := str + IntToStr(AllBall[Loop].Order) + ',';
        //bPartA[Loop] := AllBall[Loop];
    end;
    str := str + preTail0;
    strLog1 := strLog1 + str;
    B := 0;
    str := B_Team;
    for Loop := 5 to 8 do
    begin
        B := B + AllBall[Loop].Weight;
        str := str + IntToStr(AllBall[Loop].Order) + ',';
        //bPartB[Loop] := AllBall[Loop];
    end;
    str := str + preTail0;
    strLog1 := strLog1 + str;
    bNumber := 4;
    SetLength(bPartA,bNumber);
    SetLength(bPartB,bNumber);
    for Loop := 0 to bNumber - 1 do
    begin
        bPartA[Loop] := AllBall[Loop+1];
        bPartB[Loop] := AllBall[Loop+bNumber + 1];
    end;
    Balance_One_Compare(Point(Fir_Pivot_X,Fir_Pivot_Y),
      bNumber,bPartA,bPartB,ACanvas,bShowTrace);

    if A = B then
    begin
        strLog1 := strLog1 + strAXDB;
        str := proHead;
        for Loop := 1 to 4 do
        begin
            BufC[Loop] := AllBall[8 + Loop].Order;
            str := str + IntToStr(AllBall[8 + Loop].Order) + ',';
        end;
        str := str + '] ' + preTail1 + '  【排8餘4】';
        strLog1 := strLog1 + str;
        for Loop := 1 to 8 do
            BufT[Loop] := AllBall[Loop].Order;
        with bCmpPara do
        begin
            Pre_LNumber := 12;
            Fro_LNumber := 4;
            SetLength(Pre_Latency,Pre_LNumber);
            SetLength(Fro_Latency,Fro_LNumber);
            for Loop := 0 to Pre_LNumber - 1 do
                Pre_Latency[Loop] := AllBall[Loop + 1];
            for Loop := 0 to Fro_LNumber - 1 do
                Fro_Latency[Loop] := AllBall[Loop + 9];
        end;

        Balance_One_Latency(Point(10,Fir_Pivot_Y - One_PreDelta),Point(10,Fir_Pivot_Y + One_FroDelta),
          bCmpPara,ACanvas,bShowTrace);

        if SearchBall_At4(AllBall,BufC,BufT,bOrder,bHeavy,ACanvas,bShowTrace) then
        begin
            FoundBall.Ball := AllBall[bOrder];
            FoundBall.IsHeavy  := bHeavy;
            if FoundBall.IsHeavy  then
                FoundBall.ErrorMsg := '【偏重】'
            else
                FoundBall.ErrorMsg := '【偏輕】';
            str := '【'+ IntToStr(FoundBall.Ball.Order) + '】 = '
                + IntToStr(FoundBall.Ball.Weight) + '      ' + FoundBall.ErrorMsg;
            strLog3 := lastResult + str;
        end;
    end
    else
    begin
        if A > B then
          strLog1 := strLog1 + strADYB
        else
          strLog1 := strLog1 + strAXYB;
        str := proHead;
        for Loop := 1 to 8 do
            str := str + IntToStr(AllBall[Loop].Order) + ',';
        str := str + '] ' + preTail1 + '【排4餘8】';
        strLog1 := strLog1 + str;
        for Loop := 1 to 4 do
        begin
            BufA[Loop] := AllBall[Loop].Order;
            BufB[Loop] := AllBall[4 + Loop].Order;
            BufG[Loop] := AllBall[8 + Loop].Order;
        end;
        with bCmpPara do
        begin
            Pre_LNumber := 12;
            Fro_LNumber := 4;
            SetLength(Pre_Latency,Pre_LNumber);
            SetLength(Fro_Latency,Fro_LNumber);
            for Loop := 0 to Pre_LNumber - 1 do
                Pre_Latency[Loop] := AllBall[Loop + 1];
            for Loop := 0 to Fro_LNumber - 1 do
                Fro_Latency[Loop] := AllBall[Loop + 9];
        end;

        Balance_One_Latency(Point(Hint_X,Fir_Pivot_Y - One_PreDelta),Point(10,Fir_Pivot_Y + One_FroDelta),
            bCmpPara,ACanvas,bShowTrace);

        if SearchBall_At8(AllBall,A > B,BufA,BufB,BufG,bOrder,bHeavy,ACanvas,bShowTrace) then
        begin
            FoundBall.Ball := AllBall[bOrder];
            FoundBall.IsHeavy  := bHeavy;
            if FoundBall.IsHeavy  then
                FoundBall.ErrorMsg := '【偏重】'
            else
                FoundBall.ErrorMsg := '【偏輕】';
            str := '【'+ IntToStr(FoundBall.Ball.Order) + '】 = '
                + IntToStr(FoundBall.Ball.Weight) + '      ' + FoundBall.ErrorMsg;
            strLog3 := lastResult + str;
        end;
    end;
    //MessageBox(0,PChar(Str),'小球問題',MB_OK or MB_IConInformation);

end;

procedure Draw_Ball_Config(
  AllBall:array of TC_Ball;
  ACanvas:TCanvas;
  aClearRect: TRect;
  bShowTrace:Boolean);
begin
  ClearCanvas(aCanvas,aClearRect);
  Process_Initial_Ball(
      Point(0,Fir_Pivot_Y - One_PreDelta-10),
      AllBall,ACanvas,bShowTrace);
end;

procedure ClearCanvas(aCanvas: TCanvas; aRect: TRect);
begin
  with aCanvas do
  begin
    Brush.Style := bsSolid;
    Brush.Color := clWhite;
    FillRect(aRect);
  end;
end;

end.

 

5、   顯示繪製原始碼

 

{
    作品名稱:   小球問題通用解決方案
    開發作者:   成曉旭
    開發時間:   2003年01月22日
    完成時間:   2003年01月22日
    修改時間1:  2003年11月15日
                  增加小於問題初始狀態繪製方法
}
unit BallType;

interface

uses
    Dialogs,Windows,Classes,SysUtils,Graphics;


type

    //小球問題:小球抽象資料型別
    TC_Ball = Packed Record
        Order:Byte;
        Weight:Byte;
        BgColor:TColor;
        TextColor:TColor;
    end;

    //小球問題:被尋找的目標小球抽象資料型別
    TC_SearchBall = Packed Record
        Ball:TC_Ball;
        IsHeavy:Boolean;
        ErrorMsg:AnsiString;
    end;

    //小球問題:一次比較的引數的抽象資料型別
    TC_CmpPara = Packed Record
        Pre_LNumber:Byte;
        Pre_Latency:array of TC_Ball;
        Fro_LNumber:Byte;
        Fro_Latency:array of TC_Ball;
    end;
    //小球問題:小球抽象類
    TC_Ball_Class = class

    private
        bDrawOrder: Boolean;
        bAbstractBall:TC_Ball;
        bStartPoint:TPoint;
        bSize:Integer;
        bTextColor:TColor;
        bBgColor:TColor;
        bColorChanged: Boolean;
        bCanvas: TCanvas;
    public
        procedure SetBgAndTextColor(bgColor: TColor; ttColor: TColor);
        procedure DrawSelf();
        constructor Create(bTrance: Boolean);
    end;

    //小球問題:天平抽象類
    TC_Balance = class
//    published
        bMainPivot:TPoint;
        bPartAPivot:TPoint;
        bPartBPivot:TPoint;
        bColor:TColor;
        bPivotColor:TColor;
        bCanvas: TCanvas;
        bWeightA:Integer;
        bWeightB:Integer;
    private
        bWidth:Integer;
        bHeight:Integer;
        bDelta:Integer;
    public
        procedure DrawSelf();
    end;


    //小球問題:天平比較一次抽象類[行為抽象]
    TC_Compare = class
        cbPivot:TPoint;
        cbPreStart,cbFroStart:TPoint;
        cbCmpPara:TC_CmpPara;
        cbCount:Byte;
        cbPre_Latency:array of TC_Ball;
        cBallPartA:array of TC_Ball;
        cBallPartB:array of TC_Ball;
        cbFro_Latency:array of TC_Ball;
        cBalance:TC_Balance;
        cCanvas: TCanvas;
    private
        cbPPartA,cbPPartB:TPoint;
        pPre_Latency:array of TC_Ball_Class;
        pPartA:array of TC_Ball_Class;
        pPartB:array of TC_Ball_Class;
        pFro_Latency:array of TC_Ball_Class;
        isShowTrace:Boolean;
        procedure Draw_Balance();
        procedure Draw_Part_A();
        procedure Draw_Part_B();
        procedure Draw_Latency();
    public
        procedure Draw_AllBall();
        procedure Weigh_Out();
        constructor Create(bTrace: Boolean);
    end;

    //小球問題抽象類<2003-11-14至今未被使用,是為方法的通用性而設計>
    TC_Ball_Problem = class
        bpBall:array of TC_Ball;
        bpCompareCount:Byte;
        bpBallCount:Byte;
        bpCanvas: TCanvas;
        bpCompare:array of TC_Compare;
        pBalace:TC_Balance;
    public
        //procedure Weigh_Out(bCenterX,bCenterY:Integer);
    end;
//天平的一次比較結果處理演算法
procedure Balance_One_Latency(
    BallStart1,BallStart2:TPoint;
    OneCmpPara:TC_CmpPara;
    ACanvas:TCanvas;
    bTrace:Boolean);
//天平的一次比較執行演算法
procedure Balance_One_Compare(
    BalancePivot:TPoint;
    BallNum:Byte;
    PartA,PartB:array of TC_Ball;
    ACanvas:TCanvas;
    bTrace:Boolean);
//問題條件設定處理演算法(小於的初始狀態演示演算法)
procedure Process_Initial_Ball(
    StartPoint:TPoint;
    AllBall:array of TC_Ball;
    ACanvas:TCanvas;
    bTrace:Boolean
);
implementation

{ TC_Ball_Class }

constructor TC_Ball_Class.Create(bTrance: Boolean);
begin
  bDrawOrder := NOT bTrance;
end;

procedure TC_Ball_Class.DrawSelf();
var
    strDrawText:String;
    w,h,r:Integer;
begin
    //暫時增加
    if bDrawOrder then
      strDrawText := IntToStr(bAbstractBall.Order)
    else
      strDrawText := IntToStr(bAbstractBall.Weight);
    if bColorChanged then
    begin
      bCanvas.Brush.Color := bBgColor;
      bCanvas.Pen.Color := bBgColor;
      bCanvas.Font.Color := bTextColor;
    end
    else
    begin
      bCanvas.Brush.Color := bAbstractBall.BgColor;
      bCanvas.Pen.Color := bAbstractBall.BgColor;
      bCanvas.Font.Color := bAbstractBall.TextColor;
    end;
    bCanvas.Font.Size := bSize;
    bCanvas.Font.Style := [fsBold];
    w := bCanvas.TextWidth(strDrawText);
    h := bCanvas.TextHeight(strDrawText);
    if w > h then
        r := w
    else
        r := h;
    //注意:此處的計算比例,是根據矩形的內接圓、外切圓推算出來的,
    //再加以實現繪製時的位置係數除錯、調整而來
    bCanvas.Ellipse(bStartPoint.X,bStartPoint.Y,bStartPoint.X + r * 1414  div 1000,bStartPoint.Y + r * 1414 div 1000);
    if (Length(strDrawText) = 1) then
        bCanvas.TextOut(bStartPoint.X + r * 414 div 1000,bStartPoint.Y + r * 207 div 1000,strDrawText)
    else if (Length(strDrawText) = 2) then
        bCanvas.TextOut(bStartPoint.X + r * 214 div 1000,bStartPoint.Y + r * 228 div 1000,strDrawText);
end;

procedure TC_Ball_Class.SetBgAndTextColor(bgColor: TColor; ttColor: TColor);
begin
  Self.bBgColor := bgColor;
  Self.bTextColor := ttColor;
  bColorChanged := true;
end;

{ TC_Balance }

procedure TC_Balance.DrawSelf;
    procedure DrawTray(ACanvas:TCanvas;aX,aY,Awidth,AHeight:Integer;aDeltaY:Integer);
    begin
        with ACanvas do
        begin
            MoveTo(aX,aY);
            LineTo(aX - AWidth,aY + aDeltaY);
            LineTo(aX - AWidth - AHeight,aY - AHeight + aDeltaY);
            MoveTo(aX,aY);
            LineTo(aX + AWidth,aY - aDeltaY);
            LineTo(aX + AWidth + AHeight,aY - aHeight - aDeltaY);
        end;
    end;

var
    X0,Y0,X1,Y1,X2,Y2,D,H:Integer;
begin
    bDelta := 6;
    if bWeightA > bWeightB then//[A > B]
        bDelta := bDelta
    else if bWeightA = bWeightB then//[A = B]
        bDelta := 0
    else//[A 
        bDelta := - bDelta;
    X0 := bMainPivot.X;
    Y0 := bMainPivot.Y;
    D := bWidth;
    H := bHeight;
    bCanvas.Pen.Color := bPivotColor;
    bCanvas.Brush.Color := bPivotColor;
    bCanvas.Polygon([Point(X0,Y0),Point(X0 - H,Y0 + H),Point(X0 + H,Y0 + H),Point(X0,Y0)]);
    bCanvas.Pen.Color := bColor;
    DrawTray(bCanvas,X0,Y0,D,H,bDelta);
    X1 := X0 - D - H;
    Y1 := Y0 - H + bDelta;
    DrawTray(bCanvas,X1,Y1,D div 2,H,0);
    X2 := X0 + D + H;
    Y2 := Y0 - H - bDelta;
    DrawTray(bCanvas,X2,Y2,D div 2,H,0);
    bPartAPivot.X := X1;
    bPartAPivot.Y := Y1;
    bPartBPivot.X := X2;
    bPartBPivot.Y := Y2;
end;

{ TC_Compare }
constructor TC_Compare.Create(bTrace: Boolean);
begin
  isShowTrace := bTrace;
end;

procedure TC_Compare.Draw_AllBall;
const
    strHint = '比較前：';
var
    Loop:Integer;
begin
    SetLength(pPre_Latency,cbCmpPara.Pre_LNumber);
    SetLength(cbCmpPara.Pre_Latency,cbCmpPara.Pre_LNumber);
    for Loop := 0 to cbCmpPara.Pre_LNumber - 1 do
    begin
        pPre_Latency[Loop] := TC_Ball_Class.Create(isShowTrace);
        pPre_Latency[Loop].bAbstractBall := cbCmpPara.Pre_Latency[Loop];
        pPre_Latency[Loop].bSize := 10;
        pPre_Latency[Loop].bStartPoint := Point(80+cbPreStart.X + Loop * 25,cbPreStart.Y);
        pPre_Latency[Loop].SetBgAndTextColor(clBlue,clYellow);
        pPre_Latency[Loop].bCanvas := cCanvas;
        pPre_Latency[Loop].bCanvas.Font.Size := 11;
        pPre_Latency[Loop].bCanvas.Font.Style := [fsBold];
        pPre_Latency[Loop].bCanvas.Font.Color := clBlack;
        pPre_Latency[Loop].bCanvas.Brush.Color := clWhite;
        pPre_Latency[Loop].bCanvas.TextOut(cbPreStart.X,cbPreStart.Y,strHint);
        pPre_Latency[Loop].DrawSelf();
        pPre_Latency[Loop].Free();
    end;
end;

procedure TC_Compare.Draw_Balance;
var
    Loop:Integer;
begin
    cBalance := TC_Balance.Create();
    cBalance.bWeightA := 0;
    cBalance.bWeightB := 0;
    for Loop := 0 to cbCount - 1 do
    begin
        cBalance.bWeightA := cBalance.bWeightA + cBallPartA[Loop].Weight;
        cBalance.bWeightB := cBalance.bWeightB + cBallPartB[Loop].Weight;
    end;
    cBalance.bMainPivot := cbPivot;
    cBalance.bPivotColor := clFuchsia;
    cBalance.bColor := clBlue;
    cBalance.bWidth := 100;
    cBalance.bHeight := 18;
    cBalance.bCanvas := cCanvas;
    cBalance.DrawSelf();
    cbPPartA := cBalance.bPartAPivot;
    cbPPartB := cBalance.bPartBPivot;
    cBalance.Free();
end;

procedure TC_Compare.Draw_Latency;
const
    strHint = '比較後：';
var
    Loop:Integer;
begin
    SetLength(pFro_Latency,cbCmpPara.Fro_LNumber);
    //SetLength(cbCmpPara.Fro_Latency,cbCmpPara.Fro_LNumber);
    //注意:下面Pre_Latency不能用Fro_Latency來代替,不知道為什麼2003-11-20
    SetLength(cbCmpPara.Pre_Latency,cbCmpPara.Fro_LNumber);
    for Loop := 0 to cbCmpPara.Fro_LNumber - 1 do
    begin
        pFro_Latency[Loop] := TC_Ball_Class.Create(isShowTrace);
        pFro_Latency[Loop].bAbstractBall := cbCmpPara.Fro_Latency[Loop];
        pFro_Latency[Loop].bSize := 10;
        pFro_Latency[Loop].bStartPoint := Point(80+cbFroStart.X + Loop * 25,cbFroStart.Y);
        pFro_Latency[Loop].SetBgAndTextColor(clGreen,clYellow);
        pFro_Latency[Loop].bCanvas := cCanvas;
        pFro_Latency[Loop].bCanvas.Font.Size := 11;
        pFro_Latency[Loop].bCanvas.Font.Style := [fsBold];
        pFro_Latency[Loop].bCanvas.Font.Color := clBlack;
        pFro_Latency[Loop].bCanvas.Brush.Color := clWhite;
        pFro_Latency[Loop].bCanvas.TextOut(cbFroStart.X,cbFroStart.Y,strHint);
        pFro_Latency[Loop].DrawSelf();
        pFro_Latency[Loop].Free();
    end;
end;

procedure TC_Compare.Draw_Part_A;
var
    Loop,r:Integer;
begin
    SetLength(pPartA,cbCount);
    for Loop := 0 to cbCount - 1 do
    begin
        pPartA[Loop] := TC_Ball_Class.Create(isShowTrace);
        pPartA[Loop].bAbstractBall.Order := cBallPartA[Loop].Order;
        pPartA[Loop].bAbstractBall.Weight := cBallPartA[Loop].Weight;
        pPartA[Loop].bSize := 10;
        pPartA[Loop].SetBgAndTextColor(clYellow,clRed);
        pPartA[Loop].bCanvas := cCanvas;
        //注意:此句一定要有,設定字型的大小屬性
        pPartA[Loop].bCanvas.Font.Size := pPartA[Loop].bSize;
        if pPartA[Loop].bCanvas.TextWidth(IntToStr(pPartA[Loop].bAbstractBall.Order)) >
          pPartA[Loop].bCanvas.TextHeight(IntToStr(pPartA[Loop].bAbstractBall.Order)) then
            r := pPartA[Loop].bCanvas.TextWidth(IntToStr(pPartA[Loop].bAbstractBall.Order))
          else
            r := pPartA[Loop].bCanvas.TextHeight(IntToStr(pPartA[Loop].bAbstractBall.Order));
        r := r * 1414  div 1000;
        //下面的計算公式有點難
        pPartA[Loop].bStartPoint.X := cbPPartA.X - (cbCount div 2) * r - r * 5 * (cbCount  mod 2) div 10  + Loop * r;
        pPartA[Loop].bStartPoint.Y := cbPPartA.Y - r;
        pPartA[Loop].DrawSelf();
        pPartA[Loop].Free();
    end;

end;

procedure TC_Compare.Draw_Part_B;
var
    Loop,r:Integer;
begin
    SetLength(pPartb,cbCount);
    for Loop := 0 to cbCount - 1 do
    begin
        pPartB[Loop] := TC_Ball_Class.Create(isShowTrace);
        pPartB[Loop].bAbstractBall.Order := cBallPartB[Loop].Order;
        pPartB[Loop].bAbstractBall.Weight := cBallPartB[Loop].Weight;

        pPartB[Loop].bSize := 10;
        pPartB[Loop].SetBgAndTextColor(clYellow,clRed);
        pPartB[Loop].bCanvas := cCanvas;
        pPartB[Loop].bCanvas.Font.Size := pPartB[Loop].bSize;
        if pPartB[Loop].bCanvas.TextWidth(IntToStr(pPartB[Loop].bAbstractBall.Order)) >
          pPartB[Loop].bCanvas.TextHeight(IntToStr(pPartB[Loop].bAbstractBall.Order)) then
            r := pPartB[Loop].bCanvas.TextWidth(IntToStr(pPartB[Loop].bAbstractBall.Order))
          else
            r := pPartB[Loop].bCanvas.TextHeight(IntToStr(pPartB[Loop].bAbstractBall.Order));
        r := r * 1414  div 1000;
        pPartB[Loop].bStartPoint.X := cbPPartB.X  -  (cbCount div 2) * r - r * 5 * (cbCount mod 2) div 10  + Loop * r;
        pPartB[Loop].bStartPoint.Y := cbPPartB.Y - r;
        pPartB[Loop].DrawSelf();
        pPartB[Loop].Free();
    end;
end;

procedure TC_Compare.Weigh_Out();
begin
    Draw_Balance();
    Draw_Part_A();
    Draw_Part_B();
end;



procedure Balance_One_Compare(
    BalancePivot:TPoint;
    BallNum:Byte;
    PartA,PartB:array of TC_Ball;
    ACanvas:TCanvas;
    bTrace:Boolean);
var
    OneCmp:TC_Compare;
    Loop:Integer;
begin
    OneCmp := TC_Compare.Create(bTrace);
    OneCmp.cbPivot := BalancePivot;
    OneCmp.cbCount := BallNum;
    OneCmp.cCanvas := ACanvas;
    SetLength(OneCmp.cBallPartA,OneCmp.cbCount);
    SetLength(OneCmp.cBallPartB,OneCmp.cbCount);
    for Loop := 0 to OneCmp.cbCount - 1 do
    begin
        OneCmp.cBallPartA[Loop] := PartA[Loop];
        OneCmp.cBallPartB[Loop] := PartB[Loop];
    end;
    OneCmp.Weigh_Out();
    OneCmp.Free();
end;

procedure Balance_One_Latency(
    BallStart1,BallStart2:TPoint;
    OneCmpPara:TC_CmpPara;
    ACanvas:TCanvas;
    bTrace:Boolean);
var
    OneCmp:TC_Compare;
begin
    OneCmp := TC_Compare.Create(bTrace);
    OneCmp.cCanvas := ACanvas;
    OneCmp.cbCmpPara := OneCmpPara;
    OneCmp.cbPreStart := BallStart1;
    OneCmp.cbFroStart := BallStart2;
    OneCmp.Draw_AllBall();
    OneCmp.Draw_Latency();
    OneCmp.Free();
end;

//問題條件設定處理演算法(小於的初始狀態演示演算法)
procedure Process_Initial_Ball(
    StartPoint:TPoint;
    AllBall:array of TC_Ball;
    ACanvas:TCanvas;
    bTrace:Boolean);
const
  //strHint = '初始狀態：';
  strHint = '';
var
  Loop:Integer;
  aBall: TC_Ball_Class;
begin
  for Loop := Low(AllBall) to High(AllBall) - 1 do
  begin
    aBall := TC_Ball_Class.Create(bTrace);
    aBall.bAbstractBall := AllBall[Loop + 1];
    aBall.bSize := 10;
    aBall.bStartPoint := Point(2 + StartPoint.X + Loop * 25,StartPoint.Y);
    aBall.bCanvas := ACanvas;
    aBall.bCanvas.Font.Size := 11;
    aBall.bCanvas.Font.Style := [fsBold];
    aBall.bCanvas.Font.Color := clBlack;
    aBall.bCanvas.Brush.Color := clWhite;
    aBall.bCanvas.TextOut(StartPoint.X,StartPoint.Y,strHint);
    aBall.DrawSelf();
    aBall.Free();
  end;
end;

end.

 

6、   介面原始碼 

 

{
    作品名稱:   小球問題通用解決方案
    開發作者:   成曉旭
    開發時間:   2003年01月21日
    完成時間:   2003年01月22日
    修改時間1:  2003年02月10日  新增Delphi繪圖功能
    修改時間2:  2003年11月14日  新增對問題模擬條件的使用者設定功能
    修改時間2:  2003年11月20日  新增ClearCanvas()方法,解決不能清除畫面問題
}
unit BMain;

interface

uses
  Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,
  Dialogs, StdCtrls,BallType,Common, Buttons, ExtCtrls;
type
  TExceptStyle = (esLight,esHeavy); //偏輕  偏重
const
    strHint = '中國';
    BallNumber = 12;    //小球數量
    BallValue = 10;     //正常小球的質量
    HeavyValue = 15;    //偏重小球的質量
    LightValue = 5;     //偏輕小球的質量

type
  TfrmMain = class(TForm)
    btnDemo: TButton;
    imgMain: TImage;
    gbConfig: TGroupBox;
    RadioButton1: TRadioButton;
    RadioButton2: TRadioButton;
    RadioButton3: TRadioButton;
    RadioButton4: TRadioButton;
    RadioButton5: TRadioButton;
    RadioButton6: TRadioButton;
    RadioButton7: TRadioButton;
    RadioButton8: TRadioButton;
    RadioButton9: TRadioButton;
    RadioButton10: TRadioButton;
    RadioButton11: TRadioButton;
    RadioButton12: TRadioButton;
    ImgConfig: TImage;
    cbEStyle: TCheckBox;
    Label1: TLabel;
    Memo0: TMemo;
    Label2: TLabel;
    Label3: TLabel;
    Memo1: TMemo;
    Label4: TLabel;
    Memo2: TMemo;
    Label5: TLabel;
    Memo3: TMemo;
    btnSetNumber: TButton;
    btnAuto: TButton;
    btnAbout: TButton;
    Label6: TLabel;
    cbTrance: TCheckBox;
    procedure FormShow(Sender: TObject);
    procedure RadioButton1Click(Sender: TObject);
    procedure btnDemoClick(Sender: TObject);
    procedure FormCreate(Sender: TObject);
    procedure btnSetNumberClick(Sender: TObject);
    procedure btnAutoClick(Sender: TObject);
    procedure btnAboutClick(Sender: TObject);
  private
    { Private declarations }
    isTrance: Boolean;  //是否跟蹤(cbTrance的狀態記錄)
    SmallBall:array[0..BallNumber] of TC_Ball;  //小球的抽象資料
    ExceptBall: TC_Ball;                //異常小球
    ExceptStyle:TExceptStyle;           //異常小球的特性
    ExceptBallValue:Integer;            //異常小球的質量
    ExceptColor:TColor;                 //異常小球的表示顏色
    //處理小球問題條件設定RadioGroup
    function ProcessRadioButton(isSort:Boolean):Integer;
    //選擇異常小球方法
    procedure ChooseExceptBall();
    //繪製所有小球方法
    //  withExceptBall = true
    //  withExceptBall = false
    procedure DrawSmallBall(withExceptBall: Boolean; isTrance: Boolean);
    procedure ClearCanvas
    (aCanvas: TCanvas);
  public
    { Public declarations }
  end;

var
  frmMain: TfrmMain;

implementation


{$R *.dfm}
//單元內部常量定義
const
  Soft_Name = '小球問題解答過程演示程式0.2版';
  strWaitHint = '本功能正在加緊完善中......' + CHR(13) + CHR(10) +
        '請拭目以待！';
  strSetNumber = '設定[3-12]的小球數目，程式將自動演示問題的解答過程！'
        + CHR(13) + CHR(10) + strWaitHint;
  strAutoAnswer = '設定任意數目的小球，程式將根據本題的問題模式，'
        +'推算最少的比較次數，並自動演示推算過程！'
        + CHR(13) + CHR(10) + strWaitHint;
  About_Soft_Info =   Soft_Name + CHR(13) + CHR(10) +
                        '開發作者：成曉旭'+ CHR(13) + CHR(10) +
                        '完成時間：2003年01月23日' + CHR(13) + CHR(10) +
                        '最後修改：2003年11月20日' + CHR(13) + CHR(10) +
                        '聯絡方式：CXXSoft@163.com' + CHR(13) + CHR(10) +
                        '設計說明：本程式採用純物件導向的分析、設計、實現。' +
                        '也是本人的第一個運用' +
                        '                     設計模式的作品。' + CHR(13) + CHR(10) +
                        '釋出說明：程式完成時，我將公佈其原始碼。';
function TfrmMain.ProcessRadioButton(isSort:Boolean):Integer;
const
  space = 25;
var
  aCtrl:TControl;
  aChoose:TRadioButton;
  //點選的小球索引號,迴圈計數器,第一個RadioButton的Top屬性,GroupBox中RadioCount的計數器(關鍵)
  indexBall,I,aTop,RadioCount:Integer;
begin
  indexBall := -1;
  aTop := 0;
  RadioCount := 0; //注意:此處初值 = -1 是錯誤的
  for I := 0 to gbConfig.ControlCount - 1 do
  begin
    aCtrl := gbConfig.Controls[I];
    if aCtrl.ClassType = TRadioButton then
    begin
      try
        Inc(RadioCount);
        aChoose := TRadioButton(aCtrl);
        if isSort then
        begin
          if indexBall = -1 then
            aTop := aChoose.Top
          else
            aChoose.Top := aTop;
          aChoose.Left := (RadioCount - 1) * space + 8;
        end
        else
        begin
          if aChoose.Checked then
          begin
            indexBall := RadioCount;
            //ShowMessage('Index Ball = ' + IntToStr(indexBall));
            break;  //演算法效率之關鍵
          end;
        end;
      except

      end;
    end;
  end;
  Result := indexBall;
end;

procedure TfrmMain.FormShow(Sender: TObject);
begin
  ProcessRadioButton(true);
  DrawSmallBall(false,cbTrance.Checked);
end;

procedure TfrmMain.ChooseExceptBall();
var
  index:Integer;
begin
  index := ProcessRadioButton(false);
  if (index >= 0) and (index <= BallNumber) then
    ExceptBall := SmallBall[index];
  if cbEStyle.Checked then
  begin
    ExceptStyle := esHeavy;
    ExceptBallValue := HeavyValue;
    ExceptColor := clRed;
  end
  else
  begin
    ExceptStyle := esLight;
    ExceptBallValue := LightValue;
    ExceptColor := clFuchsia;
  end;
  ExceptBall.Weight := ExceptBallValue;
  ExceptBall.BgColor := ExceptColor;
  ExceptBall.TextColor := clBlack;
  SmallBall[index] := ExceptBall;
end;

procedure TfrmMain.DrawSmallBall(withExceptBall: Boolean; isTrance: Boolean);
var
  Loop:Integer;
begin
  for Loop := 1 to BallNumber do
  begin
    SmallBall[Loop].Order := Loop;
    SmallBall[Loop].Weight := BallValue;
    SmallBall[Loop].BgColor := clBlue;
    SmallBall[Loop].TextColor := clRed;
  end;
  if withExceptBall then
  begin
    ChooseExceptBall();
  end;

  Draw_Ball_Config(SmallBall,ImgConfig.Canvas,ClientRect,isTrance);
end;


procedure TfrmMain.RadioButton1Click(Sender: TObject);
begin
  try
    isTrance := cbTrance.Checked;
  except
    isTrance := NOT isTrance;
  end;;
  DrawSmallBall(true,isTrance);
  btnDemo.SetFocus();
end;

procedure TfrmMain.btnDemoClick(Sender: TObject);
begin
  Serach_Error_Ball(SmallBall,imgMain.Canvas,ClientRect,isTrance);
  Memo1.Lines.Text := strLog1;
  Memo2.Lines.Text := strLog2;
  Memo3.Lines.Text := strLog3;
end;

procedure TfrmMain.FormCreate(Sender: TObject);
begin
//  Width := Screen.Width;
//  Height := Screen.Height;
  Width := 800;
  Height := 600;
  Caption := Soft_Name;
end;

procedure TfrmMain.ClearCanvas(aCanvas: TCanvas);
begin
  aCanvas.Brush.Style := bsSolid;
  aCanvas.Brush.Color := clWhite;
  aCanvas.FillRect(ClientRect);
end;

procedure TfrmMain.btnSetNumberClick(Sender: TObject);
begin
  Application.MessageBox(strSetNumber,Soft_Name,MB_ICONINFORMATION);
end;

procedure TfrmMain.btnAutoClick(Sender: TObject);
begin
  Application.MessageBox(strAutoAnswer,Soft_Name,MB_ICONINFORMATION);
end;

procedure TfrmMain.btnAboutClick(Sender: TObject);
begin
  Application.MessageBox(About_Soft_Info,Soft_Name,MB_ICONINFORMATION);
end;

end.


Trackback: http://tb.blog.csdn.net/TrackBack.aspx?PostId=1299788


相關文章