聊城钢管厂法人沈文明:华容道介绍

华容道游戏取自著名的三国故事，曹操在赤壁大战中被刘备和孙权的“苦肉计”、“火烧连营”打败，被迫退逃到华容道，又遇上诸葛亮的伏兵，关羽为了报答曹操对他的恩情，明逼实让，终于帮助曹操逃出了华容道。游戏就是依照“曹瞒兵败走华容，正与关公狭路逢。只为当初恩义重，放开金锁走蛟龙”这一故事情节，通过移动各个棋子，帮助曹操从初始位置移到棋盘最下方中部，从出口逃走。不允许跨越棋子，还要设法用最少的步数把曹操移到出口。曹操逃出华容道的最大障碍是关羽，关羽立马华容道，一夫当关，万夫莫开。关羽与曹操当然是解开这一游戏的关键。四个刘备军兵是最灵活的，也最容易对付，如何发挥他们的作用也要充分考虑周全。“华容道”有一个带二十个小方格的棋盘，代表华容道。棋盘下方有一个两方格边长的出口，是供曹操逃走的。棋盘上共摆有十个大小不一样的棋子，它们分别代表曹操、张飞、赵云、马超、黄忠和关羽，还有四个卒。“华容道”有几十种布阵方法，如“横刀立马”、“近在咫尺”、“过五关”、“水泄不通”、“小燕出巢”等等玩法。棋盘上仅有两个小方格空着，玩法就是通过这两个空格移动棋子，用最少的步数把曹操移出华容道。这个玩具引起过许多人的兴趣，大家都力图把移动的步数减到最少。

华容道已经被研究过多年，也总结了许多关口的走法，为让各位喜欢华容道的朋友少走弯路，我把一些走法整理出来，与大家分享。

下面的走法沿用L．E．Hordern的记录方法，即在多数情况下只要指明走哪一个棋子就够了，只有少数情况下才指明如何走。这时用以下符号来表示。L向左；R向右；U向上；D向下；！只走一格；＃必须拐弯（指最小棋子）。没有这些符号时，表示直走，到头为止（一格或两格）。棋子编号见图1。当然，这只是指出了如何过关，大家也不必死记硬背这些步骤，关键要从此研究出过关的必要条件，而达到通关的目的。

（1） 横竖皆将

6 4 5 7 ＃ 9 6 8 3 5 7 9 L 2 A 7 5 1 7 L A 2 4 5 9 L 4 5 8＃3 1 9 L 4 5 8＃3 1 9 L 4 5＃ 2A 9 # 4 1 3 6 8 5 2 A 9 7 4 3 5 8 6 D 3 A 9 1 7 4 3 1 2 2 6R 5＃ 8＃ A 9 1 7 4 3 1 A 9 1 7 2 6 8 5 A 9 3 4 2 6 5 # A

（2）守口如瓶之一

5 7L 2 A 1 3 6 4 1 A 2 7＃ 9 8 4 1 6 ＃4 1 6 5 ＃7 9 5 6 ＃1 4 7 ＃ 9 5＃2 A 7 ＃9 4 1 8 6 D 5 2 A 7 3 9 1 5 6 7 1 4 D 1 A 7 1 3 9 1 4 2 8 R 5 ＃6＃A 7 1 3 9 1 4 A 8 3 2 8 6 5 A 7 1 9 2 8 5＃A

（3）守口如瓶之二

7＃9 8 6 ＃3 1 A 2 4 7 R 2 A 1 3 6 ＃8 9 7＃4 A 5 6 ＃8 9 7 # 8 9 3 6＃ 51 6 U 5 1 A 4 81 2U 8 1 1 7 9 3 5 2＃8 7 ＃ 4 A 2＃8 5 3 9 1 7 4 A 2 6 8 3 7 1 9 5 D 3 9 2 1 6 8 3 5 4 9 R 1＃ 7＃ A 2 1 6 8 3 5 A 2 1 6 4 A 7 1 A 2 3 8 4 9 1＃A

（4）层层设防之二

9 L8＃4 2 A 1 3 5 2 4 8 9 6 7 2 5 3 1 L，A 4 5 2 7 6 9 8 2 7 6 # 7 8＃ 7 9 3 6 # 5 8 ＃4 A 6＃ 5 3 8 9 2 4 A 6 1 5 8＃ A 6 1 1 5 8 3 4 7 2U 9 7 2 A 6 1＃ 4 A 6 3 2 6＃ 7 9 A 1＃3 2 8 5 3 1 A 9 7 1# A 4 3 2 # A 1 6＃ 8 A 1 4 3 1＃ 4 3 9 7 8 6 D A 6 2 1 4 3 9 7 6 8 A 9 7 8 ＃A

（5）Top secret

7 5 3 2 1 4 6 7 L A 1＃4 6 7 1 1 3 5 9 8 A 1 4 2 5 3＃ 4 7 R 6 2 4 1 A 8 9 3 D 5 1 4 2 7 U 6 U A 1 3 9 8 3 D 1 D A 7D 6D 2 5 4 9 8 3 1 A 9 8 1＃A

（6）三军联防

6 7 4 3 7＃ 3 4 2 1 A 7 5 8 4 6 9＃ 6 4 8 3 9 L 2 1 A 5＃ 3 8 9 U 4 6 2 1 A5 7

3 9＃ A 1 2 4 6 8 9 A 1 2 4 6 9＃ A 3 7 5 1 2 4 6 9 8 A 4 6 8＃A

（7）堵塞要道

5 9 6 7 4＃2 A 3 ＃7 5 6 9 8 4 2 D A 3 1 7 5 6 9 8 4 2 D A 1 3 D 7 5 6 9 8 4 2 A 9 8 2＃A

（8）水泄不通

9 7 6 8 9 U 7 6 5 4 8 9 U 5 4 9 A 1 3＃ 8 A 1 2 9 1＃ 4 5 A 3＃ 21＃ 4 5 6 7 A 5 4 1＃ 2 3 ＃5 4 2 1 9 D 3 8 5 4 A 7 6 1＃ 9 3 8＃5 4 A 1 9 6 7 1 9 D A 4 5 2 8 3 U 6 7 9 1 A 6 7 1＃A

（9）四路进兵（原文 67步，11 66步）

A 4 3 ＃2 A 4 3 ＃1 5 2 ＃7 6 A 3 ＃1 2 ＃7 6 9 8 A 6 7 2 0＃1 3 ＃6 7 1 2 5 D 3 4 6 7 A 8 9 2＃ 5 3 4＃ 6 7 A 2 5 9 8 2 5 D A 7 6 1 4 3 U 9 8 5 2 A 9 8 2＃ A

华容道问题用计算机求解，一般采用广度搜索的方法，其原理很简单，就是把下一步可能有的走法全部算出来，比如第一步有五种走法，将这五种走法的下一步走法分别算出来，可能会有三十步，在继续将这三十步走法的下一步走法分别算出来，可能会更多，以此类推，直到达到目标状态（曹操在出口位置）为止。

在解华容道的问题上，我觉得有两个问题比较棘手。

其一、算法的效率。

其二、获得最优解法。

我是这样解决的：

1、 要提高算法的效率，首先要知道算法的瓶颈在什么地方，在得出每一个状态（走完一步各个棋子的位置）都要和前面的状态进行比较，以保证不重复，随着步数的增多，状态数会大幅度增加，这是，和前面的状态比较这一过程成了整个算法的效率。解决的办法，从两个地方着手，其一，增加每一步比较的速度。在程序中，用5*4的数组表示一个状态，这样，每一次比较要比较二十个数，因为数组中每个数定义从0-7，用三个二进制位可以表示，3*20=60位，用一个64位数就可以表示（有的资料说用四个字节就可以，我实在想不出来），这样每次比较一个64位数就可以了。其二、减少比较的状态，这是提高效率的关键。比较的时候不要和前面所有的状态都进行比较，只要和前两步的所有状态进行比较就可以了。经过以上的优化，在解横刀立马时，大约需要一，两秒钟就可以了，（我的机器，赛扬1.1OC1.46）。

2、 获得最优解法，比如横刀立马是81步，这里的一步指移动一个棋子，可以把一个卒子向一个方向移动两格，或者卒子拐弯移动两格，或者一个将向一个方向移动两格（横将横着移，竖将竖着移）都是一步。获得最优解法的关键是把下一步可能有的走法全部算出来，不能遗漏。我是根据空格来算走法的的，分三种情况：

① 、卒子拐弯移动，如果有连着两个空格（横向的），则如果在它的上面或下面（有四个位置）有卒子的话，那么可以拐弯移动，有四种走法。如果两个空格是竖向的，那么，空格的左右如果有卒子，也可以拐弯移动，也有四种走法。

②、向一个方向移动两格，这里可能出现的情况有：卒子向一个方向移动两格，横将横着移两格，竖将竖着移两格

③、考虑向一个方向移动一格的情况，这里情况很多，我不一一列举了。

以上的算法很麻烦，很大一部分程序用来写这个了，如果大家有更简单的，可以告诉我，但一个原则，必须把所有的走法全部考虑。

另外，说一下我在写程序时的小插曲。程序快写好时，运行时发现，每解一次，内存使用会增加7，8兆，后来发现分配的内存每释放导致的，其实在函数中也就分配了几十个字节，由于被重复调用，最后泄漏的内存就很可观了，以后使用指针分配内存可要注意了,（C用malloc，C++用new），一定要释放，弄不好，^@^。

程序用dev-C++ 4.9.9.0（可以从网上下，只有十多兆）编译通过，因为dev C++没有框架等东西，所以界面直接用window API写的。生成的可执行文件很小，68 K。另外，在程序中可以自定义布局，用5*4数表示。其中0-空格，1-卒子，2到6 将，7曹操。