Fair Minesweeper

Hledání min, kde nikdy nerozhoduje náhoda.

Varianta klasické hry minesweeper. "Fair" znamená, že nikdy nekliknete na minu, pokud ji nebylo možné logicky odvodit. Dosti bylo hádání 50/50 na konci hry! Ideální na procvičení.

DOWNLOAD GITHUB

Uživatelská dokumentace

Co je to Fair Minesweeper

Varianta klasického Minesweeperu, která se snaží odstranit element náhody „hádání“. Když hra rozpozná, že neexistuje 100 procentní tah, přeskupí miny tak, aby vaše kliknutí nebylo minou (spravedlivé dohrání bez štěstí). Pokud však hádáte a přitom existuje jistý tah, můžete (dle nastavení hry) být potrestáni – kliknuté pole se po přeskupení stane minou, nebo jen informováni, že existují determinovatelná políčka.

Screenshot ze hry

Spuštění

  • Spusťte aplikaci FairMinesweeper.exe. Otevře se Hlavní menu hry.
  • Windows vás pravděpodobně zastaví (Systém Windows ochránil váš počítač), to je v pořádku, stačí kliknout na Další informace a pak na Přesto spustit.

Program vypisuje pár informací do konzole. Program můžete spustit s konzolí např. pomocí PowerShellu
.\FairMinesweeper.exe | echo

Ovládání

  • Levé tlačítko myši: odkryje pole, může také vybouchnout minu.
  • Pravé tlačítko myši: nastaví/odebere vlaječku (označení podezřelé miny).

Cílem je: označit všechny a pouze miny vlajkou a nevybouchnout odhalením miny. Když jsou všechny miny správně označeny (a žádná vlajka není na bezpečném poli), zvítězíte.

Main menu – nastavení

Velikost mřížky

  • Small (9×9), Medium (15×15), Large (23×23) rozměry v počtu políček.
  • Custom – zadáte výšku a šířku. Neplatné hodnoty se automaticky vrátí na výchozích 15.

Obtížnost (počet min)

  • Easy 12%, Moderate 16%, Hard 20% – přibližné procentuální zastoupení min.
  • Custom – vlastní procento (1–100%). Počet min se počítá jako šířka × výška × procento / 100 (minimálně 1 mina). V případě neplatných hodnot se vrátí na výchozích 16%.

Další možnosti

  • Notifikace při hádání (doporučeno) — Pokud hra rozpozná, že hádáte dá vám možnost vzít tah zpět:
    • zobrazí upozornění a můžete rozhodnout, zda pokračovat;
    • když je vypnuto, hra plynule pokračuje bez dialogu.
    • toto nastavení je vhodné pro edukační záměry, nováčky ve hře
  • Punish guesses — Obtížnější verze hry. Když hádáte a existuje jiný jistý tah, hra může přeskupit miny proti vám – kliknuté pole se stane minou. Určit kdy existuje 100% může být velmi obtížné.
  • Debug mode — Zobrazí polohy min (vhodné pro testování a ladění, nebo jen pro zajímavost, jak se hýbají miny na pozadí).

Hru spustíte tlačítkem START nebo stisknutím ENTER klávesy

Jak funguje „férovost“

  • Pokud neexistuje žádný stoprocentní tah, hra přeuspořádá miny kolem odkrytých dlaždic tak, aby vaše kliknuté pole bylo bezpečné a ani jste nevěděli, že se to stalo. (z pohledu hráče má jen obrovské štěstí)
  • Pokud existuje jistý tah a vy přesto kliknete na pole, které si lze vyložit oběma způsoby (mina/bezpečné), může vás hra (podle nastavení) upozornit nebo i potrestat přeskupením min proti vám.

Konec hry

  • Výhra: všechny miny jsou správně označeny a žádná vlajka není na bezpečném poli. Hra automaticky odkryje zbývající čísla a ukáže dialog Game Over.
  • Prohra: odkryjete minu. Hra ukáže všechny zbylé miny a dialog Game Over.
  • V dialogu Game Over můžete zvolit Restart (nová hra se stejným nastavením) nebo Menu (návrat do hlavního menu a případná změna nastavení).

Tipy

  • Guess notification pomáhá učit se rozpoznávat situace, kde je tažení jisté vs. nejisté, kdykoli si nejste jisti jestli můžete hádat, tak při této volbě zapnuté se můžete ujistit kliknutím "do prázdna". Nemůže se vám nic stát.
  • S touto volbou tedy můžete prohrát jen kliknutím na pole, které je dle dostupných informací 100% mina. Kdykoli se toto stane, tak jste měli jak na to přijít. Nelze prohrát náhodou, jen chybou.
  • Když některé políčko chybně označíte vlaječkou, může se vám stát, že vás hra nepodrží, pracuje totiž se stejnými informacemi jako vy a bere každou vaší vlajku za pravdu.
PRO VÝVOJÁŘE (TECHNICKÁ DOKUMENTACE)

Popis hry

Fair Minesweeper je varianta klasické hry Minesweeper pro Windows Forms, která přidává novou mechaniku: hra aktivně rozpozná, když hráč hádá a:

  • pokud neexistuje tah s jistotou, přeskupí miny tak, aby hráč netrefil minu (odstranění náhodného elementu klasické hry),
  • pokud hráč hádá, a přitom existuje jistý tah s jistotou, může buď potrestat – přeskupit miny tak, aby kliknuté pole bylo minou, nebo upozornit a dát volbu zrušení tahu.

Aplikace je rozdělená do WinForms oken (hlavní menu, hra, různé malé dialogy) a soubory s herní logikou (Grid, Tile).

Struktura souborů a jejich role

Každý soubor odpovídá jedné významné třídě. Následuje popis funkce hlavních metod každé třídy. (pro podrobnější popis funkcí vizte komentáře ve zrojovém kódu)

Program.cs

Vstupní bod aplikace je tradičně funkce Main(), spravuje opětovné souštění a volání Main menu a Game.

  • Main() vytvoří první instanci hlavního menu; následně v cyklu spouští hru znovu podle volby hráče „Restart/Do menu“ z dialogu Game Over.
  • LaunchMenu() spustí hlavní menu a načte z něj parametry (velikost, počet min, další herní možnosti) a vrátí strukturu Options.
  • LaunchGame(options) vytvoří herní okno Game s vybranými volbami. Zároveň povolí obsluhu událostí (především kliknutí na políčka) přes EventHandlers.Enable().
  • Restart()/GoToMenu() jsou volané po konci hry a nastaví booly pro další iteraci smyčky.

MainMenu.cs

WinForms hlavní menu (nastavení a spouštění hry).

  • možnosti velikosti herního pole (Small/Medium/Large) a Custom se zapisují do gridWidth, gridHeight; textboxy se aktivují/deaktivují podle výběru.
  • Obtížnost mění procento min (Easy 12%, Moderate 16%, Hard 20%, Custom dovoluje libovolně 1–100 %). Výpočet absolutního počtu min je width*height*percentage/100, s minimem 1. (počet min se během hry může měnit, protože přeskupování min často musí změnit jejich počet aby mohlo splnit požadavky odhalených polí.
  • Volitelné úpravy chování hry: Guess notification, Punish mode, Debug mode. Každý nastaví interní bool, který se předá do hry.
  • Tlačítko Start nastaví clickedStart a zavře dialog, to je potřeba aby se hra nespustila i po vykřížkování okna menu.

Game.cs

Hlavní herní okno.

  • Vytvoří Grid (jeho konstruktoru předá hráčovo nastavení) a zavolá grid.Init(). Následně přidá všechny WinForms políčka (PictureBox) do Controls (nutné aby o nich WinForms vědělo) a nastaví velikost okna podle rozměrů mřížky a obrázku tlačítek. (fixně 32x32 px)
  • GameOver(bool win) otevře dialog GameOver a podle volby uživatele požádá třídu Program o restart nebo návrat do menu.
  • OpenDialog_GuessDetected() otevírá dialog při zjištěném hádání (volitelné podle nastavení). Hráč musí potvrdit, že chce aby pokračovalo zpracování tahu.

GameOver.cs

Dialog po konci hry se dvěma volbami: Restart / Menu. Atributy ClickedRestart a ClickedMenu oznamují výsledek. Po uzavření okna instance zůstává aktivní a tyto atributy se dají přečíst.

GuessDetected.cs

Dialog upozornění na hádání. Atribut Continue podle volby hráče (ano/ne pokračovat) se dá přečíst po uzavření okna.

EventHandlers.cs

Centralizované obsluhy kliknutí myši pro políčka (PictureBox Button1).

  • OnPress/OnRelease zajišťují vizuální odezvu levého tlačítka; pravé tlačítko okamžitě označí pole vlajkou.
  • OnClick provádí odkrytí levým tlačítkem.
  • Enable()/Disable() globálně povolí/zakáže vstupy (při konci hry).

Grid.cs

Herní logiky na úrovni celé hry, operace na všech políčkách naráz.

  • Hlavní je 2D pole všech políček Tile[,], dále obsahuje referenci na svůj Game formulář, udržuje počítadla pro detekci výhry: flaggedTiles, flaggedMines, a celkový počet min minesCount.
  • Init() vytvoří všechny Tile, náhodně rozmístí miny (PlantMines()), předá seznam sousedů (soused je definovaný jeko jedno z 8 sousedících políček) každému políčku a inicializuje ho (navíc volitelně odkryje miny v debug režimu).
  • Pomocné metody mřížky: GetNeighbours(), InBounds(), ShowAllMines(), HideAllMines(), ShowAllNumbers().
  • Detekce a ovládání stavu hry: GameOver(win) zakáže vstupy, ukáže zbylé miny a předá řízení třídě Game. CheckForWin() detekuje vítězství: všechny miny a zároveň jen miny jsou označené vlajkou, poté odkryje všechna zbylá čísla a ukončí hru.
  • Hledání „edge“ (krajních) dlaždic: GetEdgeTiles() vrátí seznam neodkrytých sousedů již odkrytých polí (skrytá políčka o kterých má hráč nějakou informaci) – to slouží jako fronta pro přemísťování min v okraji viditelné oblasti.
  • Přemísťování min (nová mechanika): RearrangeEdgeBombs(edges, targetTile, targetEndsUpMine) – prochází všechny kombinace hypotetických stavů krajních dlaždic tak, aby zachoval konzistenci čísel u odkrytých dlaždic a zároveň donutil cílovou dlaždici být mina/nemina podle potřeby. Používá rekurzivní backtracking TryAllStatesFromIndex napříč hypotetickými stavy. Po nalezení konzistentního rozložení aplikuje změny (ApplyHypothetical()), resetuje hypotézy a přepočítá okolní čísla pro skrytá pole. V debug modu znovu vykreslí miny.
  • Hledání tahu s jistotou: SearchForCertainOption() prohledá celou mřížku a zjišťuje, zda existuje jistý tah pomocí Tile.Certain() (pole 100% musí být mina nebo 100% není minou). GuessDetected() volá (dle volby v menu) potvrzovací dialog.
  • Údržování počítadel: IncrementFlagged/DecrementFlagged() spravují počítadla vlajek a min; NumberOfMinesChanged() aktualizuje celkový počet min (důležité při přeskupování).

Tile.cs

Herní políčko a jeho reprezentace, obsluha.

  • Pomocná třída Button1 – rozšíření WinForms třídy PictureBox o odkaz na svůj Tile. Každá Tile vlastní instanci Button1. Při Init() se nastaví pozice, rozměr, výchozí obrázek a napojí se event handlery z EventHandlers.
  • Stavy Tile: mine, uncovered, flagged, surroundingMines, neighbours popisují jestli je toto pole minou, odhalené, jaké číslo zobrazí po odkrytí a seznam až 8 okolních polí.
  • Hypotetický stav (pro určení hádání a přeskupení min): hypotheticallyFlagged, hypotheticallyUncovered + odvozená vlastnost TrueBlank. Slouží jako neoficiální poznamenání, aby se měnilo reálné flagged a uncovered jen když k těmto změnám opravdu dochází. Obnovuje se přes ResetHypothetical(); fyzicky se aplikuje na realitu přes ApplyHypothetical().
  • Značení vlajkou: ToggleFlagged() mění obrázek a volá Grid.(In|De)crementFlagged.
  • Odkrytí: Uncover(bool playerClick) – při kliknutí hráče nejprve zkontroluje hádání (CheckForGuessing()); když jde o minu, ukončí hru; jinak zobrazí číslo a případně odhalí i sousedy u nuly.
„Certainty logic“ (rozpoznání hádání matematickým sporem)

Mechanismus, který z informací viditelných hráči zjišťuje, zda je dlaždice 100% mina nebo 100% bezpečná. Postupuje se sporem, např. v prvním případě: buď toto pole ne-mina, hypoteticky vylušti vše co můžeš, když narazíš na spor s některým odhaleným políčkem, tak toto pole je 100% mina.

  • Pro dlaždice se vyhodnocují neodkryté sousední pozice a počty zbývajících min tak, aby neporušily čísla u všech odkrytých dlaždic.
  • Klíčové pomocné proměnné (odvozené v UpdateNeighbourAtributes()):
    • remainingCoveredNeighbours, remainingMinesToBeFlagged, vlastnosti Illegal, Completed, SatisfiedUnfinished, OnlyMinesLeft. (podrobně popsaní v zdrojovém kódu)
  • HypotheticallySolve() průběžně doplňuje hypotetické stavy odvoditelné z původního předpoklad (odkrytelné/vlaječka - mina) a každou hypotetickou změnu dává je do společné fronty Grid.BFSqueue na pozdější prozkoumání k sporu a dalšímu doplnění. Jakmile narazí na Illegal pole (spor s pravidly hry), vrací false.
  • Certain(invertujPředpokladSporu) vyzkouší jednu z možností (např. „dlaždice je mina“) a šíří důsledky přes BFSqueue ("prozoumávání" herní mřížky se šíří podobně jako BFS, proto pojmenování fronty, ale nejedná se o klasické BFS) ; pokud dojde ke sporu, vrátí true → daný předpoklad není možný, tudíž platí opak (dlaždice je jistě bezpečná/mina).
Detekce hádání a přeskupování min (spolupracují třídy Tile × Grid)
  • Tile.CheckForGuessing() testuje, jestli je dlaždice kompatibilní s oběma scénáři (mina i bezpečná): tj. !Certain(false) && !Certain(true). Pokud ano, jde o hádání.
  • Pokud zároveň existuje jiný 100 procentní tah (Grid.SearchForCertainOption() vrátí true):
    • buď pouze upozorní (dle nastavení),
    • nebo v Punish mode vynutí, aby kliknutá dlaždice byla minou (RearrangeEdgeBombs(..., targetEndsUpMine:true)).
  • Když žádný jistý tah není, Grid.RearrangeEdgeBombs(..., targetEndsUpMine:false) přeuspořádá krajní mini tak, aby kliknutá byla bezpečná a všechna čísla zůstala konzistentní, počty min opravdu seděli.

Tok událostí při kliknutí

  1. Uživatel klikne levým tlačítkem na PictureBox (Button1). EventHandlers.OnClick() volá Tile.Uncover(true).
  2. Tile.Uncover(true) → CheckForGuessing() → podle zjištění:
    • tah s jistotou: pokračuje standardně,
    • hádání + existuje jiný jistý tah: volitelné upozornění; v Punish módu se přeskupí miny proti hráči,
    • hádání + jiný jistý tah neexistuje: přeskupí miny ve prospěch hráče.
  3. Pokud je dlaždice mina, zobrazí se mina s červeným pozadím a volá Grid.GameOver(win=false); jinak se ukáže číslo a při nule se odkryjí i sousedi.