第一節 魔方的簡單表示
對于任意N階的魔方均有六個面（Surface)，每個面有N*N個方塊。在面向對象的程序設計里，我們可以把魔方（Cube)、魔方的面(Surface)和面的方塊（Block)均視作為對象。
魔方的定義：六個面存儲在一個數組
''' summary>
''' 表示一個指定階的魔方
''' /summary>
Public Class CubeClass
''' summary>
''' 魔方階數
''' /summary>
Public CubeRank As Integer
''' summary>
''' 魔方的六個表面
''' /summary>
Public SurfaceArray(5) As CubeSurfaceClass
End Class
魔方的面定義：方塊存儲為N*N的二維數組
''' summary>
''' 表示一個魔方的面
''' /summary>
Public Class CubeSurfaceClass
''' summary>
''' 魔方表層的塊數據
''' /summary>
Public BlockData(,) As CubeBlockClass
End Class
魔方的塊定義：每個塊具有獨立的顏色
''' summary>
''' 表示魔方面上的一個方塊
''' /summary>
Public Class CubeBlockClass
''' summary>
''' 當前塊的顏色
''' /summary>
Public BlockColor As Color
Public x As Integer '所在列數
Public y As Integer '所在行數
End Class
上述，我們完成了魔方類的簡單定義，并且確立了之間的從屬關系。這里有一點需要注意，方塊（BlockClass)是指魔方的單個顏色塊。
所以N階魔方應有6*N*N個顏色塊，以三階魔方為例，它應有54個顏色塊（BlockClass)。
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第二節 面之間的空間關系
魔方的六個面之間并非獨立的，而是存在一定的空間關系。前面在CubeClass中定義了SurfaceArray()表示魔方的六個面，現在索引0~5分別指示魔方的頂層，底層，左側，右側，前方，后方六個面。
SurfaceArray(0):頂層
SurfaceArray(1):底層
SurfaceArray(2):左側
SurfaceArray(3):右側
SurfaceArray(4):前方
SurfaceArray(5):后方
圖2.1 魔方六面的空間位置
由此確定了各個面的空間方位，給SurfaceClass添加如下定義：
''' summary>
''' 當前表層的相鄰表層（頂、底、左、右、前和后）
''' /summary>
Public NeibourSurface(5) As CubeSurfaceClass
NeibourSurface()的索引從0~5依次指示當前面的頂、底、左、右、前和后。以圖2.1“右面”為例，它的NeibourSurface()
應該為
NeibourSurface(0)：頂層
NeibourSurface(1)：底層
NeibourSurface(2)：前方
NeibourSurface(3)：后方
NeibourSurface(4)：右側，每一個面的“前”就是它自身
NeibourSurface(5)：左側
但上述是默認為"右面"的"上方"就是頂層。所以我們還需要
對每一個面的“上方”進行嚴格的定義：
圖2.2 魔方六面的空間位置_平面展開
圖2.3 魔方六面"上方"的方向
由上，我們可以確定各面之間的空間關系：
Dim TempArray(,) As Integer = {{2, 3, 4, 5, 0, 1},
{3, 2, 4, 5, 1, 0},
{1, 0, 4, 5, 2, 3},
{0, 1, 4, 5, 3, 2},
{0, 1, 2, 3, 4, 5},
{0, 1, 3, 2, 5, 4}} '空間相鄰關系矩陣
該矩陣行數值指某個面在SurfaceArray()中的索引，列數表示這個面相鄰的面在SurfaceArray()的索引。前面提到每一個面的“前”就是它自身，矩陣的第五列從0依次到5。
在CubeClass類中添加如下方法，并在構造函數中調用：
''' summary>
'''初始化各個表層間的空間相鄰關系
''' /summary>
Public Sub InitSurface()
Dim TempArray(,) As Integer = {{2, 3, 4, 5, 0, 1},
{3, 2, 4, 5, 1, 0},
{1, 0, 4, 5, 2, 3},
{0, 1, 4, 5, 3, 2},
{0, 1, 2, 3, 4, 5},
{0, 1, 3, 2, 5, 4}} '空間相鄰關系矩陣
For i = 0 To 5
For j = 0 To 5
SurfaceArray(i).NeibourSurface(j) = SurfaceArray(TempArray(i, j))
Next
Next
End Sub
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第三節 魔方的初始化
魔方（CubeClass)的構造函數：六面的顏色標準：頂-白色，底-黃色，左-橙色，右-紅色，前-綠色，后-藍色
''' summary>
''' 新建一個指定階的魔方
''' /summary>
''' param name="nRank">指定的階數/param>
Public Sub New(ByVal nRank As Integer)
Dim ColorArr() As Color = {Color.White, Color.Yellow, Color.Orange, Color.Red, Color.Green, Color.Blue}
For i = 0 To 5
SurfaceArray(i) = New CubeSurfaceClass(nRank, i, ColorArr(i))
Next
CubeRank = nRank
InitSurface()
End Sub
魔方面（CubeSurfaceClass)的構造函數：
''' summary>
''' 當前魔方的階數
''' /summary>
Public CubeRank As Integer
''' summary>
''' 魔方表層的數據
''' /summary>
Public BlockData(,) As CubeBlockClass
''' summary>
''' 當前表層的相鄰表層（頂、底、左、右、前和后）
''' /summary>
Public NeibourSurface(5) As CubeSurfaceClass
Public Index As Integer
Public Sub New(nRank As Integer, nIndex As Integer, nColor As Color)
ReDim BlockData(nRank - 1, nRank - 1)
CubeRank = nRank
Index = nIndex
Dim rnd As New Random
For i = 0 To nRank - 1
For j = 0 To nRank - 1
BlockData(i, j) = New CubeBlockClass(i, j)
BlockData(i, j).ParentIndex = Index
BlockData(i, j).BlockColor = nColor
Next
Next
End Sub
魔方塊（CubeBlockClass)的構造函數：
Public ParentIndex As Integer
''' summary>
''' 當前塊的顏色
''' /summary>
Public BlockColor As Color
Public x As Integer '所在列數
Public y As Integer '所在行數
Public Sub New(nX As Integer, nY As Integer)
x = nX
y = nY
End Sub
至此，一個任意階的魔方已可以被表示，并且在此基礎上將可以實現魔方的扭動邏輯。
以上所述是針對.NET實現魔方游戲(一)之任意階魔方的表示，希望對大家有所幫助。
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