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@@ -0,0 +1,151 @@
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1 |
+
import numpy as np
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2 |
+
|
3 |
+
class RubiksCube:
|
4 |
+
def __init__(self):
|
5 |
+
"""
|
6 |
+
Inicializa um cubo mágico resolvido.
|
7 |
+
Faces são numeradas de 0-5:
|
8 |
+
0: Branco (topo)
|
9 |
+
1: Amarelo (base)
|
10 |
+
2: Verde (frente)
|
11 |
+
3: Azul (traseira)
|
12 |
+
4: Vermelho (direita)
|
13 |
+
5: Laranja (esquerda)
|
14 |
+
"""
|
15 |
+
# Criar um cubo 3x3x3 com cores padrão
|
16 |
+
self.cube = np.zeros((6, 3, 3), dtype=int)
|
17 |
+
for i in range(6):
|
18 |
+
self.cube[i] = np.full((3, 3), i)
|
19 |
+
|
20 |
+
self.color_names = {
|
21 |
+
0: "Branco",
|
22 |
+
1: "Amarelo",
|
23 |
+
2: "Verde",
|
24 |
+
3: "Azul",
|
25 |
+
4: "Vermelho",
|
26 |
+
5: "Laranja"
|
27 |
+
}
|
28 |
+
|
29 |
+
def get_face(self, face_num):
|
30 |
+
"""Retorna uma face específica do cubo."""
|
31 |
+
if 0 <= face_num < 6:
|
32 |
+
return self.cube[face_num].copy()
|
33 |
+
raise ValueError("Número de face inválido")
|
34 |
+
|
35 |
+
def set_face(self, face_num, new_state):
|
36 |
+
"""Define o estado de uma face específica."""
|
37 |
+
if 0 <= face_num < 6 and new_state.shape == (3, 3):
|
38 |
+
self.cube[face_num] = new_state.copy()
|
39 |
+
else:
|
40 |
+
raise ValueError("Face inválida ou dimensões incorretas")
|
41 |
+
|
42 |
+
def rotate_face_clockwise(self, face_num):
|
43 |
+
"""Rotaciona uma face no sentido horário."""
|
44 |
+
if 0 <= face_num < 6:
|
45 |
+
self.cube[face_num] = np.rot90(self.cube[face_num], k=-1)
|
46 |
+
self._update_adjacent_faces(face_num, clockwise=True)
|
47 |
+
else:
|
48 |
+
raise ValueError("Número de face inválido")
|
49 |
+
|
50 |
+
def rotate_face_counterclockwise(self, face_num):
|
51 |
+
"""Rotaciona uma face no sentido anti-horário."""
|
52 |
+
if 0 <= face_num < 6:
|
53 |
+
self.cube[face_num] = np.rot90(self.cube[face_num], k=1)
|
54 |
+
self._update_adjacent_faces(face_num, clockwise=False)
|
55 |
+
else:
|
56 |
+
raise ValueError("Número de face inválido")
|
57 |
+
|
58 |
+
def _update_adjacent_faces(self, face_num, clockwise=True):
|
59 |
+
"""Atualiza as faces adjacentes após uma rotação."""
|
60 |
+
# Definição das faces adjacentes e suas bordas afetadas para cada face
|
61 |
+
adjacent_faces = {
|
62 |
+
0: [(2,0), (4,0), (3,0), (5,0)], # Topo
|
63 |
+
1: [(2,2), (5,2), (3,2), (4,2)], # Base
|
64 |
+
2: [(0,2), (4,3), (1,0), (5,1)], # Frente
|
65 |
+
3: [(0,0), (5,3), (1,2), (4,1)], # Traseira
|
66 |
+
4: [(0,1), (2,1), (1,1), (3,3)], # Direita
|
67 |
+
5: [(0,3), (3,1), (1,3), (2,3)] # Esquerda
|
68 |
+
}
|
69 |
+
|
70 |
+
# Obter as faces e bordas afetadas
|
71 |
+
affected = adjacent_faces[face_num]
|
72 |
+
temp_values = []
|
73 |
+
|
74 |
+
# Guardar valores temporários
|
75 |
+
for face, edge in affected:
|
76 |
+
if edge == 0:
|
77 |
+
temp_values.append(self.cube[face][0].copy())
|
78 |
+
elif edge == 1:
|
79 |
+
temp_values.append(self.cube[face][:,2].copy())
|
80 |
+
elif edge == 2:
|
81 |
+
temp_values.append(self.cube[face][2].copy())
|
82 |
+
else: # edge == 3
|
83 |
+
temp_values.append(self.cube[face][:,0].copy())
|
84 |
+
|
85 |
+
# Rotacionar valores
|
86 |
+
if clockwise:
|
87 |
+
temp_values = [temp_values[-1]] + temp_values[:-1]
|
88 |
+
else:
|
89 |
+
temp_values = temp_values[1:] + [temp_values[0]]
|
90 |
+
|
91 |
+
# Atualizar faces
|
92 |
+
for (face, edge), new_values in zip(affected, temp_values):
|
93 |
+
if edge == 0:
|
94 |
+
self.cube[face][0] = new_values
|
95 |
+
elif edge == 1:
|
96 |
+
self.cube[face][:,2] = new_values
|
97 |
+
elif edge == 2:
|
98 |
+
self.cube[face][2] = new_values
|
99 |
+
else: # edge == 3
|
100 |
+
self.cube[face][:,0] = new_values
|
101 |
+
|
102 |
+
def is_solved(self):
|
103 |
+
"""Verifica se o cubo está resolvido."""
|
104 |
+
for face in range(6):
|
105 |
+
if not np.all(self.cube[face] == face):
|
106 |
+
return False
|
107 |
+
return True
|
108 |
+
|
109 |
+
def scramble(self, num_moves=20):
|
110 |
+
"""Embaralha o cubo com um número específico de movimentos aleatórios."""
|
111 |
+
import random
|
112 |
+
moves = []
|
113 |
+
for _ in range(num_moves):
|
114 |
+
face = random.randint(0, 5)
|
115 |
+
direction = random.choice([True, False])
|
116 |
+
if direction:
|
117 |
+
self.rotate_face_clockwise(face)
|
118 |
+
moves.append(f"Rotação horária da face {self.color_names[face]}")
|
119 |
+
else:
|
120 |
+
self.rotate_face_counterclockwise(face)
|
121 |
+
moves.append(f"Rotação anti-horária da face {self.color_names[face]}")
|
122 |
+
return moves
|
123 |
+
|
124 |
+
def get_state_str(self):
|
125 |
+
"""Retorna uma representação string do estado atual do cubo."""
|
126 |
+
state = []
|
127 |
+
for face in range(6):
|
128 |
+
face_str = f"Face {self.color_names[face]}:\n"
|
129 |
+
face_str += str(self.cube[face])
|
130 |
+
state.append(face_str)
|
131 |
+
return "\n\n".join(state)
|
132 |
+
|
133 |
+
# Exemplo de uso
|
134 |
+
if __name__ == "__main__":
|
135 |
+
# Criar um novo cubo
|
136 |
+
cube = RubiksCube()
|
137 |
+
|
138 |
+
print("Estado inicial do cubo:")
|
139 |
+
print(cube.get_state_str())
|
140 |
+
|
141 |
+
# Embaralhar o cubo
|
142 |
+
moves = cube.scramble(5)
|
143 |
+
print("\nMovimentos realizados:")
|
144 |
+
for move in moves:
|
145 |
+
print(move)
|
146 |
+
|
147 |
+
print("\nEstado após embaralhar:")
|
148 |
+
print(cube.get_state_str())
|
149 |
+
|
150 |
+
# Verificar se está resolvido
|
151 |
+
print("\nCubo está resolvido?", cube.is_solved())
|