modular: A C repository from tloriato

Trabalho de Modular 2018.1

Terminologia:

Nota:

Todas as rotações são feitas com o cubo fixo, mantendo a perspectiva de estar olhando para a face frontal. Ao mudar a face frontal, as novas instruções já estarão de acordo.

"Face [cor X]" se refere à face do cubo que possui como peça central um painél de cor X.

X vs X':

X representa uma rotação de 90° no sentido horário.
X' representa uma rotação de 90° no sentido anti-horário.

Movimentos:

U & U' : Gira a face de cima.
E & E' : Gira a linha horizontal do meio.
D & D' : Gira a face de baixo.
R & R' : Gira a face direita.
L & L' : Gira a face esquerda.
F & F' : Gira a face frontal.
B & B' : Gira a face traseira.
M & M' : Gira a linha vertical do meio.
S & S' : Gira a face do meio, a que possui 3 peças de cada uma das faces: cima, direita, de baixo e esquerda.

Cubo:

             +------------+
             | U1  U2  U3 |
             |            |
 Cima   >    | U4  U5  U6 |
             |            |
             | U7  U8  U9 |   Direita     Traseira
+------------+------------+------------+------------+
| L1  L2  L3 | F1  F2  F3 | R1  R2  R3 | B1  B2  B3 |
|            |            |            |            |
| L4  L5  L6 | F4  F5  F6 | R4  R5  R6 | B4  B5  B6 |
|            |            |            |            |
| L7  L8  L9 | F7  F8  F9 | R7  R8  R9 | B7  B8  B9 |
+------------+------------+------------+------------+
 Esquerda    | D1  D2  D3 |
             |            |
             | D4  D5  D6 |  < Baixo
             |            |
             | D7  D8  D9 |
             +------------+

Peças:

Peças de Canto: Existem 8 peças de canto no Cube. Elas possuem 3 painés de cores que podem estar em quaisquer ordens. São elas:
1. U1/B3/L1
2. U3/B1/R3
3. L7/B9/D7
4. L9/F7/D1
5. F1/L3/U7
6. F3/U9/R1
7. F9/R7/D3
8. R9/D9/B7
Peças de Borda: Existem 12 peças de borda. Elas possuem 2 painés de cores que podem estar em quaisquer ordens.
1. U2/B2
2. U4/L2
3. U6/R2
4. U8/F2
5. F4/L6
6. F6/R4
7. F8/D2
8. B4/R6
9. B6/L4
10. B8/D8
11. D6/R8
12. D4/L8

Algoritmo:

Objetivo:

Ter a face superior completa.
Ter a primeira linha de todas as faces completa.

Descrição:

Comece com a face branca para cima e a verde como frontal. Chame a cor verde como X.
Verifique se a cruz está formada, ou seja, se U2 U4 U6 e U8 são brancos. Caso positivo, pule para o passo 15.
Busque a peça de borda da cor X/Branca. Chame a peça de Y .
Mova Y para a face de baixo do cubo. Se não for possível fazê-lo sem modificar a cruz que está se formando na face de cima, ou seja, se a peça residir na mesma coluna de uma face -já iterada-, pule para o passo 7
Rotacione a face de baixo de forma que a peça Y esteja na face correspondente a sua cor X . (Ou seja, na face frontal, face direita, traseira e esquerda, na primeira, segunda, terceira e quarta iteração respectivamente.)
Verifique:
1. Se o painél da face de baixo de Y for X:
  1. Se for a primeira iteração execute: D' F' R F . Siga para o passo 6.2
  2. Se for a segunda iteração execute: D' R' B' R Siga para o passo 6.2
  3. Se for a terceira iteração execute: D' B L B' Siga para o passo 6.2
  4. Se for a quarta iteração execute: D' L' F L Siga para o passo 6.2
2. Se o painél da face de baixo de Y for da cor branca:
  1. Se for a primeira iteração execute: F F Siga para o passo 9
  2. Se for a segunda iteração execute: R R Siga para o passo 9
  3. Se for a terceira iteração execute: B B Siga para o passo 9
  4. Se for a quarta iteração execute: L L Siga para o passo 8
Verifique:
1. Se sua peça for F4/L6 execute: L D' L'. Pule para o passo 5.
2. Se sua peça for F6/R4 execute: R' D R. Pule para o passo 5.
3. Se sua peça for B6/L4 execute: L' D' L. Pule para o passo 5.
4. Se sua peça for B4/R6 execute: R' D R. Pule para o passo 5.
Verifique se U2 U4 U6 e U8 são brancos. Caso positivo, prossiga para o passo 10.
Chame X como a cor central da próxima face, na ordem: frontal -> direita -> traseira -> esquerda. Pule para o passo 3
Buscar a peça da cor verde, branca e cor vermelha:
1. Caso a peça esteja na face inferior:
  1. Caso B9/D7/L7: Execute D D. Prossiga com o passo 11
  2. Caso F7/D1/L9: Execute D'. Prossiga com o passo 11
  3. Caso F9/D3/R7: Prossiga com o passo 11
  4. Caso B7/D9/R9: Execute D . Prossiga com o passo 11
2. Caso a peça esteja na face superior:
  1. Caso B3/U1/L1: Execute L' D' L . Prossiga com o passo 11
  2. Caso B1/U3/R3: Execute R D R'. Prossiga com o passo 11
  3. Caso F1/U7/L3: Execute L D' L' . Prossiga com o passo 11
  4. Caso F3/U9/R1: Prossiga com o passo 11
Repita R' D R D' até a peça atingir as posições U9 (branca), F3 (Verde) e R1 (Vermelha).
Buscar a peça da cor azul, branca e cor vermelha:
1. Caso a peça esteja na face inferior:
  1. Caso B9/D7/L7: Execute D. Siga para o passo 13
  2. Caso F7/D1/L9: Execute D D. Siga para o passo 13
  3. Caso F9/D3/R7 : Execute D' . Siga para o passo 13
  4. Caso B7/D9/R9: Siga para o passo 13
2. Caso a peça esteja na face superior:
  1. Caso B3/U1/L1: Execute L' D L . Siga para o passo 13
  2. Caso B1/U3/R3: Siga para o passo 13
  3. Caso F1/U7/L3: Execute L D D L' . Siga para o passo 13
Repita R D' R' D até a peça atingir as posições U3 (branca), B3 (Azul) e R3 (Vermelha).
Buscar a peça da cor azul, branca e cor laranja:
1. Caso a peça esteja na face inferior:
  1. Caso B9/D7/L7: Siga para o passo 15
  2. Caso F7/D1/L9: Execute D. Siga para o passo 15
  3. Caso F9/D3/R7 : Execute D D . Siga para o passo 15
  4. Caso B7/D9/R9: ExecuteD'. Siga para o passo 15
2. Caso a peça esteja na face superior:
  1. Caso B3/U1/L1:* Siga para o passo 15*
  2. Caso F1/U7/L3: Execute L D D L' D . Siga para o passo 15
Repita L' D L D' até a peça atingir as posições U1 (branca), B3 (Azul) e L1 (Laranja).
Buscar a peça da cor verde, branca e cor laranja:
1. Caso a peça esteja na face inferior:
  1. Caso B9/D7/L7: Execute D' Siga para o passo 17
  2. Caso F7/D1/L9: Siga para o passo 17
  3. Caso F9/D3/R7: Execute D . Siga para o passo 17
  4. Caso B7/D9/R9: Execute D D. Siga para o passo 17
2. Caso a peça esteja na face superior:
  1. Caso F1/U7/L3: Siga para o passo 17
Repita L D' L' D até a peça atingir as posições U7 (branca), L3 (Laranja) e F1 (Verde).

Pseudocódigo

O pseudocódigo é apenas uma (pseudo) implementação da formalização acima. Em caso (improvável) de divergências, a descrição funciona como único objeto de verdade.

cubo.UpFace = branca;
cubo.FrontFace = verde;

seja X = verde;
seja i = 1;                                   // iterações

enquanto (U2 != Branco || U4 != Branco || U6 != Branco || U8 != Branco)
{

  se (i == 1)
    seja Y = cubo.acharPeca(Verde, Branca);
    seja faceX = frontal
  senão se (i == 2)
    seja Y = cubo.acharPeca(Vermelho, Branca);
    seja faceX = direita
  senão se (i == 3)
    seja Y = cubo.acharPeca(Azul, Branca)
    seja faceX = traseira
  senão se (i == 4)
    seja Y = cubo.acharPeca(Laranja, Branca)
    seja faceX = esquerda

  seja res = colocarPecaFaceDeBaixo(Y, i);     // retorna false se a peça modificaria a cruz branca ja construida

  se (res == false)
  {
    se (Y == F4/L6)
      cubo.executar(L D' L');
    se (Y == F6/R4)
      cubo.executar(R' D R);
    se (Y == B6/L4)
      cubo.executar(L' D' L);
    se (Y == B4/R6)
      cubo.executar(R D R');
  }

  enquanto Y.face != faceX
    cubo.executar(D)

  se Y.corFaceDeBaixo == X
  {
    se (i == 1)
      cubo.executar(D' F' R F);
    senão se (i == 2)
      cubo.executar(D' R' B' R);
    senão se (i == 3)
      cubo.executar(D' B L B');
    senão se (i == 4)
      cubo.executar(D' L' F L F');
  }

  se Y.corfaceDebaixo == Branca
  {
    se (i == 1)
      cubo.executar(F F);
    senão se (i == 2)
      cubo.executar(R R);
    senão se (i == 3)
      cubo.executar(B B);
    senão se (i == 4)
      cubo.executar(L L);
  }

  se (i == 1)
    X = Vermelho;
  senão se (i == 2)
    X = Azul;
  senão se (i == 3)
    X = Laranja;
}

seja cantoUm = cubo.acharPeca(Verde, Branca, Vermelha);

se (cantoUm == B9/D7/L7)
  cubo.executar(D D);
se (cantoUm == F7/D1/L9)
  cubo.executar(D');
se (cantoUm == F9/D3/R7)
  // do nothing
se (cantoUm == B7/D9/R9)
  cubo.executar(D);
se (cantoUm == B3/U1/L1)
  cubo.executar(L' D' L D D);
se (cantoUm == B1/U3/R3)
  cubo.executar(R D R' D);
se (cantoUm == F1/U7/L3)
  cubo.executar(L D' L);
se (cantoUm == F3/U9/R1)
  // do nothing

enquanto ( U9 != Branco || F3 != Verde || R1 != Vermelho)
  cubo.executar(R' D R D');

seja cantoDois = cubo.acharPeca(Azul, Branca, Vermelha);

se (cantoDois == B9/D7/L7)
  cubo.executar(D);
se (cantoDois == F7/D1/L9)
  cubo.executar(D D);
se (cantoDois == F9/D3/R7)
  cubo.executar(D);
se (cantoDois == B7/D9/R9)
  // do nothing
se (cantoDois == B3/U1/L1)
  cubo.executar(L' D L);
se (cantoDois == B1/U3/R3)
  // do nothing
se (cantoDois == F1/U7/L3)
  cubo.executar(L D D L');

enquanto ( U3 != Branco || B3 != Azul || R3 != Vermelho)
  cubo.executar(R D' R' D);

seja cantoTres = cubo.acharPeca(Azul, Branca, Laranja);

se (cantoTres == B9/D7/L7)
  // do nothing
se (cantoTres == F7/D1/L9)
  cubo.executar(D);
se (cantoTres == F9/D3/R7)
  cubo.executar(D D);
se (cantoTres == B7/D9/R9)
  cubo.executar(D');
se (cantoTres == B3/U1/L1)
  // do nothing
se (cantoTres == F1/U7/L3)
  cubo.executar(L D D L' D');

enquanto ( U1 != Branco || B3 != Azul || L1 != Laranja)
  cubo.executar(L' D L D');

seja cantoQuatro = cubo.acharPeca(Verde, Branca, Laranja);

se (cantoQuatro == B9/D7/L7)
  cubo.executar(D');
se (cantoQuatro == F7/D1/L9)
  // do nothing
se (cantoQuatro == F9/D3/R7)
  cubo.executar(D);
se (cantoQuatro == B7/D9/R9)
  cubo.executar(D D);
se (cantoQuatro == F1/U7/L3)
  // do nothing

enquanto ( U7 != Branco || L3 != Laranja || F1 != Verde)
  cubo.executar(L D' L' D);

fim

tloriato/modular