Juegos VI: The Marconix Codebreaker (Juego de Posiciones)

The Marconix Codebreaker

Descripción del juego:
Este es un juego de ordenamiento en el que el jugador debe organizar una serie de casillas, cada una representada por una letra (A-F), en el orden correcto. Cada letra tiene asociado un número oculto (1-6) y el objetivo es ordenar las letras de manera que sus números asociados estén en orden ascendente.

Reglas del juego:
El juego comienza con 6 casillas (A-F) en orden alfabético y cada letra tiene un número oculto (1-6) asignado aleatoriamente.
El jugador tiene una puntuación inicial de 1000 puntos.
En cada turno, el jugador puede:
  . Pedir una pista (cuesta 50 puntos)
  . Reorganizar las casillas (cuesta 100 puntos)
  . Intentar salir del juego
Las pistas proporcionan información sobre el orden relativo de tres letras.
Al reorganizar, el jugador debe ingresar un nuevo orden para todas las letras.
Después de cada acción, el juego verifica si las casillas están en el orden correcto.
El juego termina cuando:
  .El jugador ordena correctamente las casillas (victoria)
  .El jugador decide salir del juego
La puntuación final se basa en los puntos restantes después de restar el costo de las pistas y reorganizaciones utilizadas.


Estructura jerárquica

Marconix
├── Variables estáticas
│   ├── NUM_CASILLAS
│   ├── letras
│   ├── numeros
│   ├── letraANumero
│   ├── pistasUsadas
│   └── puntuacion
│
├── main()
│   ├── inicializarJuego()
│   └── jugar()
│
├── inicializarJuego()
│
├── jugar()
│   ├── mostrarCasillas()
│   ├── darPista()
│   │   └── generarPistaCompleja()
│   ├── reorganizarCasillas()
│   │   └── darFeedback()
│   └── estaOrdenado()
│
├── mostrarCasillas()
│
├── darPista()
│   └── generarPistaCompleja()
│
├── generarPistaCompleja()
│
├── reorganizarCasillas()
│   └── darFeedback()
│
├── darFeedback()
│
└── estaOrdenado()


Diagrama de funcionamiento

┌─► Inicio
├─► Inicializar juego
├◄───────────────────────────────────────────────────────┐
├─► Mostrar casillas actuales                            │
├─► Mostrar puntuación                                   │
└─► Preguntar por pista                                  │
    ├─► Sí                                               │
    │   └─► Dar pista                                    │
    │       Restar 50 puntos ───────────────────────────►┤
    └─► No                                               │
        └─► Preguntar por reorganizar                    │
            ├─► Sí                                       │
            │   └─► Reorganizar casillas                 │
            │       Restar 100 puntos ──────────────────►┤
            └─► No                                       │
                └─► Preguntar por salir                  │
                    ├─► Sí                               │
                    │   └─► Terminar juego*              │
                    └─► No                               │
                        └─► Verificar si está ordenado   │
                            ├─► Sí                       │
                            │   └─► Mostrar victoria     │
                            │       Terminar juego*      │
                            └─► No ─────────────────────►┘



Código Java (Marconix.java):

package Marconix;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Scanner;
import java.util.Set;

public class Marconix {

    private static final int NUM_CASILLAS = 6;
    private static final List<Character> letras = new ArrayList<>();
    private static final List<Integer> numeros = new ArrayList<>();
    private static final Map<Character, Integer> letraANumero = new HashMap<>();
    private static final Set<String> pistasUsadas = new HashSet<>();
    private static int puntuacion = 1000;

    public static void main(String[] args) {
        inicializarJuego();
        jugar();
    }

    private static void inicializarJuego() {
        for (char c = 'A'; c < 'A' + NUM_CASILLAS; c++) {
            letras.add(c);
        }
        for (int i = 1; i <= NUM_CASILLAS; i++) {
            numeros.add(i);
        }
        Collections.shuffle(numeros);
        for (int i = 0; i < NUM_CASILLAS; i++) {
            letraANumero.put(letras.get(i), numeros.get(i));
        }
    }

    private static void jugar() {
        try (Scanner scanner = new Scanner(System.in)) {
            while (true) {
                mostrarCasillas();
                System.out.println("Puntuación actual: " + puntuacion);
                System.out.println("¿Quieres una pista? (s/n)");
                String respuesta = scanner.nextLine().toLowerCase();
                if (respuesta.equals("s")) {
                    darPista();
                    puntuacion -= 50;
                } else if (respuesta.equals("n")) {
                    System.out.println("¿Quieres reorganizar las casillas? (s/n)");
                    respuesta = scanner.nextLine().toLowerCase();
                    if (respuesta.equals("s")) {
                        reorganizarCasillas(scanner);
                        puntuacion -= 100;
                    } else if (respuesta.equals("n")) {
                        System.out.println("¿Quieres salir del juego? (s/n)");
                        if (scanner.nextLine().toLowerCase().equals("s")) {
                            break;
                        }
                    }
                }
                if (estaOrdenado()) {
                    System.out.println("¡Felicidades! Has ordenado correctamente las casillas.");
                    System.out.println("Puntuación final: " + puntuacion);
                    break;
                }
            }
        }
    }

    private static void mostrarCasillas() {
        System.out.println("Orden actual de las casillas:");
        letras.forEach(letra -> System.out.print(letra + " "));
        System.out.println();
    }

    private static void darPista() {
        String pista;
        do {
            pista = generarPistaCompleja();
        } while (pistasUsadas.contains(pista));
        pistasUsadas.add(pista);
        System.out.println("Pista: " + pista);
    }

    private static String generarPistaCompleja() {
        List<Character> letrasAleatorias = new ArrayList<>(letras);
        Collections.shuffle(letrasAleatorias);
        char letra1 = letrasAleatorias.get(0);
        char letra2 = letrasAleatorias.get(1);
        char letra3 = letrasAleatorias.get(2);
        int num1 = letraANumero.get(letra1);
        int num2 = letraANumero.get(letra2);
        int num3 = letraANumero.get(letra3);

        if (num1 < num2 && num2 < num3) {
            return letra1 + " < " + letra2 + " < " + letra3;
        } else if (num1 < num2 && num2 > num3 && num1 < num3) {
            return letra1 + " < " + letra3 + " < " + letra2;
        } else if (num2 < num1 && num1 < num3) {
            return letra2 + " < " + letra1 + " < " + letra3;
        } else if (num2 < num3 && num3 < num1) {
            return letra2 + " < " + letra3 + " < " + letra1;
        } else if (num3 < num1 && num1 < num2) {
            return letra3 + " < " + letra1 + " < " + letra2;
        } else {
            return letra3 + " < " + letra2 + " < " + letra1;
        }
    }

    private static void reorganizarCasillas(Scanner scanner) {
        System.out.println("Ingresa el nuevo orden de las letras (sin espacios):");
        String nuevoOrden = scanner.nextLine().toUpperCase();
        if (nuevoOrden.length() == NUM_CASILLAS && nuevoOrden.chars().distinct().count() == NUM_CASILLAS) {
            letras.clear();
            for (char c : nuevoOrden.toCharArray()) {
                letras.add(c);
            }
            darFeedback();
        } else {
            System.out.println("Orden inválido. Asegúrate de incluir todas las letras una vez.");
        }
    }

    private static void darFeedback() {
        int posicionesCorrectas = 0;
        for (int i = 0; i < NUM_CASILLAS; i++) {
            if (letraANumero.get(letras.get(i)) == i + 1) {
                posicionesCorrectas++;
            }
        }
        System.out.println("Tienes " + posicionesCorrectas + " letra(s) en la posición correcta.");
    }

    private static boolean estaOrdenado() {
        for (int i = 1; i < NUM_CASILLAS; i++) {
            if (letraANumero.get(letras.get(i - 1)) > letraANumero.get(letras.get(i))) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
}


Resultado:

run:
Orden actual de las casillas:
A B C D E F
Puntuación actual: 1000
¿Quieres una pista? (s/n)
s
Pista: D < F < A
Orden actual de las casillas:
A B C D E F
Puntuación actual: 950
¿Quieres una pista? (s/n)
n
¿Quieres reorganizar las casillas? (s/n)
s
Ingresa el nuevo orden de las letras (sin espacios):
BCDEFA
Tienes 3 letra(s) en la posición correcta.
Orden actual de las casillas:
B C D E F A
Puntuación actual: 850
¿Quieres una pista? (s/n)
n
¿Quieres reorganizar las casillas? (s/n)
n
¿Quieres salir del juego? (s/n)
s
BUILD SUCCESSFUL (total time: 2 minutes 11 seconds)

Juegos V.2: Approximate(GUI): El Juego de Números y Operaciones.

Este algoritmo proporciona una interfaz clara y funcional para la aplicación 'Approximate', permitiendo al usuario ingresar o generar números, realizar cálculos y ver los resultados de manera intuitiva mediante interfaz de usuario (GUI).

Desde NetBeans y en modo "Design" creamos la interfaz de usuario (GUI) siguiendo la siguiente nomenclatura:


Estructura GUI:

MainApproximate
│
└─── jPanel_Main
    │
    ├─── jPanel_Botonera
    │    ├─── jButtonRandom
    │    ├─── jButtonLimpiar
    │    └─── jButtonCalcular
    │
    ├─── jPanel_NumeroObjetivo
    │    └─── jTextField_NumObjetivo
    │
    ├─── jPanel_NumerosDisponibles
    │    ├─── jTextField1
    │    ├─── jTextField2
    │    ├─── jTextField3
    │    ├─── jTextField4
    │    ├─── jTextField5
    │    └─── jTextField6
    │
    ├─── jSeparator1
    │
    ├─── jPanel_MejorAproximacion
    │    └─── jTextField_MejorAproximacion
    │
    └─── jPanel_Expresion
         └─── jTextField_Expresion



Código Java (MainApproximate.java):

package approximategui;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.Set;
import javax.swing.JOptionPane;

public class MainApproximate extends javax.swing.JFrame {

    private static final char[] OPERADORES = {'+', '-', '*', '/'};
    private static int mejorResultado;
    private static String mejorExpresion;
    private static final int OBJETIVO_NO_ALCANZADO = Integer.MAX_VALUE;
    private final Random random = new Random();

    public MainApproximate() {
        initComponents();
        setLocationRelativeTo(null);
        limpiarDatos();
    }

    @SuppressWarnings("unchecked")
    // <editor-fold defaultstate="collapsed" desc="Generated Code">                          
    private void initComponents() { ... } // Código generado por Netbeans desde modo "Design"                      

    private void jButtonCalcularActionPerformed(java.awt.event.ActionEvent evt) {                                                
        calcularMejorAproximacion();
    }                                               

    private void jButtonRandomActionPerformed(java.awt.event.ActionEvent evt) {                                              
        generarNumerosAleatorios();
        // Limpiar los resultados
        jTextField_MejorAproximacion.setText("");
        jTextField_Expresion.setText("");
    }                                             

    private void jButtonLimpìarActionPerformed(java.awt.event.ActionEvent evt) {                                               
        limpiarDatos();
    }                                              

    private void limpiarDatos() {
        // Limpiar el número objetivo
        jTextField_NumObjetivo.setText("");

        // Limpiar los números disponibles
        jTextField1.setText("");
        jTextField2.setText("");
        jTextField3.setText("");
        jTextField4.setText("");
        jTextField5.setText("");
        jTextField6.setText("");

        // Limpiar los resultados
        jTextField_MejorAproximacion.setText("");
        jTextField_Expresion.setText("");

        // Resetear las variables globales si es necesario
        mejorResultado = OBJETIVO_NO_ALCANZADO;
        mejorExpresion = "";
    }

    private void generarNumerosAleatorios() {
        int objetivo = random.nextInt(999) + 1;
        jTextField_NumObjetivo.setText(String.valueOf(objetivo));

        Set<Integer> numerosSet = new HashSet<>();
        while (numerosSet.size() < 6) {
            int nuevoNumero = random.nextInt(100) + 1;
            if (nuevoNumero != objetivo) {
                numerosSet.add(nuevoNumero);
            }
        }

        Integer[] numeros = numerosSet.toArray(new Integer[0]);
        jTextField1.setText(String.valueOf(numeros[0]));
        jTextField2.setText(String.valueOf(numeros[1]));
        jTextField3.setText(String.valueOf(numeros[2]));
        jTextField4.setText(String.valueOf(numeros[3]));
        jTextField5.setText(String.valueOf(numeros[4]));
        jTextField6.setText(String.valueOf(numeros[5]));
    }

    private void calcularMejorAproximacion() {
        try {
            int objetivo = Integer.parseInt(jTextField_NumObjetivo.getText());
            Integer[] numeros = new Integer[6];
            numeros[0] = Integer.parseInt(jTextField1.getText());
            numeros[1] = Integer.parseInt(jTextField2.getText());
            numeros[2] = Integer.parseInt(jTextField3.getText());
            numeros[3] = Integer.parseInt(jTextField4.getText());
            numeros[4] = Integer.parseInt(jTextField5.getText());
            numeros[5] = Integer.parseInt(jTextField6.getText());

            mejorResultado = OBJETIVO_NO_ALCANZADO;
            mejorExpresion = "";

            generarCombinaciones(numeros, objetivo);

            if (mejorResultado != OBJETIVO_NO_ALCANZADO) {
                jTextField_MejorAproximacion.setText(String.valueOf(mejorResultado));
                jTextField_Expresion.setText(mejorExpresion);
            } else {
                jTextField_MejorAproximacion.setText("No encontrado");
                jTextField_Expresion.setText("N/A");
            }
        } catch (NumberFormatException e) {
            JOptionPane.showMessageDialog(this, "Por favor, ingrese números válidos en todos los campos.", "Error de entrada", JOptionPane.ERROR_MESSAGE);
        }
    }

    private void generarCombinaciones(Integer[] numeros, int objetivo) {
        for (int i = 1; i <= numeros.length; i++) {
            generarPermutaciones(Arrays.asList(numeros), new ArrayList<>(), i, objetivo);
        }
    }

    private void generarPermutaciones(List<Integer> numeros, List<Integer> permutacion, int longitud, int objetivo) {
        if (permutacion.size() == longitud) {
            generarOperaciones(permutacion, new ArrayList<>(), objetivo);
            return;
        }

        for (int i = 0; i < numeros.size(); i++) {
            List<Integer> nuevaPermutacion = new ArrayList<>(permutacion);
            nuevaPermutacion.add(numeros.get(i));

            List<Integer> nuevosNumeros = new ArrayList<>(numeros);
            nuevosNumeros.remove(i);

            generarPermutaciones(nuevosNumeros, nuevaPermutacion, longitud, objetivo);
        }
    }

    private void generarOperaciones(List<Integer> numeros, List<Character> operadores, int objetivo) {
        if (operadores.size() == numeros.size() - 1) {
            evaluarExpresion(numeros, operadores, objetivo);
            return;
        }

        for (char operador : OPERADORES) {
            List<Character> nuevosOperadores = new ArrayList<>(operadores);
            nuevosOperadores.add(operador);
            generarOperaciones(numeros, nuevosOperadores, objetivo);
        }
    }

    private void evaluarExpresion(List<Integer> numeros, List<Character> operadores, int objetivo) {
        String expresion = construirExpresion(numeros, operadores);

        try {
            int resultado = evaluarExpresionAritmetica(expresion);
            int diferencia = Math.abs(resultado - objetivo);

            if (diferencia < Math.abs(mejorResultado - objetivo)) {
                mejorResultado = resultado;
                mejorExpresion = expresion;
            }
        } catch (ArithmeticException e) {
            // Ignorar divisiones inválidas
        }
    }

    private String construirExpresion(List<Integer> numeros, List<Character> operadores) {
        StringBuilder expresion = new StringBuilder();
        expresion.append(numeros.get(0));

        for (int i = 0; i < operadores.size(); i++) {
            expresion.append(operadores.get(i));
            expresion.append(numeros.get(i + 1));
        }

        return expresion.toString();
    }

    private int evaluarExpresionAritmetica(String expresion) {
        List<String> tokens = tokenizarExpresion(expresion);
        return evaluarTokens(tokens);
    }

    private List<String> tokenizarExpresion(String expresion) {
        List<String> tokens = new ArrayList<>();
        StringBuilder numeroActual = new StringBuilder();

        for (char c : expresion.toCharArray()) {
            if (Character.isDigit(c)) {
                numeroActual.append(c);
            } else {
                if (numeroActual.length() > 0) {
                    tokens.add(numeroActual.toString());
                    numeroActual = new StringBuilder();
                }
                tokens.add(String.valueOf(c));
            }
        }

        if (numeroActual.length() > 0) {
            tokens.add(numeroActual.toString());
        }

        return tokens;
    }

    private int evaluarTokens(List<String> tokens) {
        // Primero, evaluamos multiplicaciones y divisiones
        for (int i = 1; i < tokens.size() - 1; i += 2) {
            String operador = tokens.get(i);
            if (operador.equals("*") || operador.equals("/")) {
                int a = Integer.parseInt(tokens.get(i - 1));
                int b = Integer.parseInt(tokens.get(i + 1));
                int resultado;
                if (operador.equals("*")) {
                    resultado = a * b;
                } else {
                    if (b == 0 || a % b != 0) {
                        throw new ArithmeticException("División inválida");
                    }
                    resultado = a / b;
                }
                tokens.set(i - 1, String.valueOf(resultado));
                tokens.remove(i);
                tokens.remove(i);
                i -= 2;
            }
        }

        // Luego, evaluamos sumas y restas
        int resultado = Integer.parseInt(tokens.get(0));
        for (int i = 1; i < tokens.size(); i += 2) {
            String operador = tokens.get(i);
            int numero = Integer.parseInt(tokens.get(i + 1));
            if (operador.equals("+")) {
                resultado += numero;
            } else if (operador.equals("-")) {
                resultado -= numero;
            }
        }

        return resultado;
    }

    public static void main(String args[]) {
        java.awt.EventQueue.invokeLater(() -> {
            new MainApproximate().setVisible(true);
        });
    }

    // Variables declaration - do not modify                     
    private javax.swing.JButton jButtonCalcular;
    private javax.swing.JButton jButtonLimpìar;
    private javax.swing.JButton jButtonRandom;
    private javax.swing.JPanel jPanel_Botonera;
    private javax.swing.JPanel jPanel_Expresion;
    private javax.swing.JPanel jPanel_Main;
    private javax.swing.JPanel jPanel_MejorAproximacion;
    private javax.swing.JPanel jPanel_NumeroObjetivo;
    private javax.swing.JPanel jPanel_NumerosDisponibles;
    private javax.swing.JSeparator jSeparator1;
    private javax.swing.JTextField jTextField1;
    private javax.swing.JTextField jTextField2;
    private javax.swing.JTextField jTextField3;
    private javax.swing.JTextField jTextField4;
    private javax.swing.JTextField jTextField5;
    private javax.swing.JTextField jTextField6;
    private javax.swing.JTextField jTextField_Expresion;
    private javax.swing.JTextField jTextField_MejorAproximacion;
    private javax.swing.JTextField jTextField_NumObjetivo;
    // End of variables declaration                   
}


Resultado:

Juegos V: Approximate: El Juego de Números y Operaciones.

Caracteristicas del Juego:

    . Objetivo: Calcular un número específico (el objetivo) usando los números disponibles y las operaciones aritméticas básicas.
    . Números Disponibles: Se generan seis números aleatorios que pueden usarse cada uno una sola vez en los cálculos.
    . Operaciones Permitidas: Suma, resta, multiplicación y división(siempre que el resultado sea un número entero).
    . Uso de Números: Cada número puede usarse una sola vez.
    . Resultado Entero: Todas las operaciones deben producir resultados enteros.

El algoritmo explora exhaustivamente todas las combinaciones posibles de los seis números generados aleatoriamente y las operaciones básicas, buscando alcanzar el número objetivo o el más cercano posible. Devuelve el mejor resultado encontrado junto con la expresión utilizada para llegar a él.


Estructura del código Approximate:

approximate (paquete)
│
└── Approximate (clase pública)
    │
    ├── static fields (campos estáticos)
    │   ├── OPERADORES (array de caracteres)
    │   ├── mejorResultado (entero)
    │   ├── mejorExpresion (cadena)
    │   └── OBJETIVO_NO_ALCANZADO (constante entera)
    │
    ├── main() (método principal)
    │
    └── private static methods (métodos privados estáticos)
        ├── generarCombinaciones()
        ├── generarPermutaciones()
        ├── generarOperaciones()
        ├── evaluarExpresion()
        ├── construirExpresion()
        ├── evaluarExpresionAritmetica()
        ├── tokenizarExpresion()
        └── evaluarTokens()


Código Java (Approximate.java):

package approximate;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.Set;

public class Approximate {

    private static final char[] OPERADORES = {'+', '-', '*', '/'};
    private static int mejorResultado;
    private static String mejorExpresion;
    private static final int OBJETIVO_NO_ALCANZADO = Integer.MAX_VALUE;

    public static void main(String[] args) {
        Random random = new Random();

        int objetivo = random.nextInt(999) + 1;

        Set<Integer> numerosSet = new HashSet<>();
        while (numerosSet.size() < 6) {
            int nuevoNumero = random.nextInt(100) + 1;
            if (nuevoNumero != objetivo) {
                numerosSet.add(nuevoNumero);
            }
        }

        Integer[] numeros = numerosSet.toArray(new Integer[0]);

        System.out.println("Número objetivo: " + objetivo);
        System.out.println("Números disponibles: " + Arrays.toString(numeros));

        mejorResultado = OBJETIVO_NO_ALCANZADO;
        mejorExpresion = "";

        generarCombinaciones(numeros, objetivo);

        if (mejorResultado != OBJETIVO_NO_ALCANZADO) {
            System.out.println("Mejor aproximación: " + mejorResultado);
            System.out.println("Expresión: " + mejorExpresion);
        } else {
            System.out.println("No se encontró una solución válida.");
        }
    }

    private static void generarCombinaciones(Integer[] numeros, int objetivo) {
        for (int i = 1; i <= numeros.length; i++) {
            generarPermutaciones(Arrays.asList(numeros), new ArrayList<>(), i, objetivo);
        }
    }

    private static void generarPermutaciones(List<Integer> numeros, List<Integer> permutacion, int longitud, int objetivo) {
        if (permutacion.size() == longitud) {
            generarOperaciones(permutacion, new ArrayList<>(), objetivo);
            return;
        }

        for (int i = 0; i < numeros.size(); i++) {
            List<Integer> nuevaPermutacion = new ArrayList<>(permutacion);
            nuevaPermutacion.add(numeros.get(i));

            List<Integer> nuevosNumeros = new ArrayList<>(numeros);
            nuevosNumeros.remove(i);

            generarPermutaciones(nuevosNumeros, nuevaPermutacion, longitud, objetivo);
        }
    }

    private static void generarOperaciones(List<Integer> numeros, List<Character> operadores, int objetivo) {
        if (operadores.size() == numeros.size() - 1) {
            evaluarExpresion(numeros, operadores, objetivo);
            return;
        }

        for (char operador : OPERADORES) {
            List<Character> nuevosOperadores = new ArrayList<>(operadores);
            nuevosOperadores.add(operador);
            generarOperaciones(numeros, nuevosOperadores, objetivo);
        }
    }

    private static void evaluarExpresion(List<Integer> numeros, List<Character> operadores, int objetivo) {
        String expresion = construirExpresion(numeros, operadores);

        try {
            int resultado = evaluarExpresionAritmetica(expresion);
            int diferencia = Math.abs(resultado - objetivo);

            if (diferencia < Math.abs(mejorResultado - objetivo)) {
                mejorResultado = resultado;
                mejorExpresion = expresion;
            }
        } catch (ArithmeticException e) {
            // Ignorar divisiones inválidas
        }
    }

    private static String construirExpresion(List<Integer> numeros, List<Character> operadores) {
        StringBuilder expresion = new StringBuilder();
        expresion.append(numeros.get(0));

        for (int i = 0; i < operadores.size(); i++) {
            expresion.append(operadores.get(i));
            expresion.append(numeros.get(i + 1));
        }

        return expresion.toString();
    }

    private static int evaluarExpresionAritmetica(String expresion) {
        List<String> tokens = tokenizarExpresion(expresion);
        return evaluarTokens(tokens);
    }

    private static List<String> tokenizarExpresion(String expresion) {
        List<String> tokens = new ArrayList<>();
        StringBuilder numeroActual = new StringBuilder();

        for (char c : expresion.toCharArray()) {
            if (Character.isDigit(c)) {
                numeroActual.append(c);
            } else {
                if (numeroActual.length() > 0) {
                    tokens.add(numeroActual.toString());
                    numeroActual = new StringBuilder();
                }
                tokens.add(String.valueOf(c));
            }
        }

        if (numeroActual.length() > 0) {
            tokens.add(numeroActual.toString());
        }

        return tokens;
    }

    private static int evaluarTokens(List<String> tokens) {
        // Primero, evaluamos multiplicaciones y divisiones
        for (int i = 1; i < tokens.size() - 1; i += 2) {
            String operador = tokens.get(i);
            if (operador.equals("*") || operador.equals("/")) {
                int a = Integer.parseInt(tokens.get(i - 1));
                int b = Integer.parseInt(tokens.get(i + 1));
                int resultado;
                if (operador.equals("*")) {
                    resultado = a * b;
                } else {
                    if (b == 0 || a % b != 0) {
                        throw new ArithmeticException("División inválida");
                    }
                    resultado = a / b;
                }
                tokens.set(i - 1, String.valueOf(resultado));
                tokens.remove(i);
                tokens.remove(i);
                i -= 2;
            }
        }

        // Luego, evaluamos sumas y restas
        int resultado = Integer.parseInt(tokens.get(0));
        for (int i = 1; i < tokens.size(); i += 2) {
            String operador = tokens.get(i);
            int numero = Integer.parseInt(tokens.get(i + 1));
            if (operador.equals("+")) {
                resultado += numero;
            } else if (operador.equals("-")) {
                resultado -= numero;
            }
        }

        return resultado;
    }
}


Resultado:

run:
Número objetivo: 127
Números disponibles: [49, 4, 53, 7, 87, 76]
Mejor aproximación: 127
Expresión: 49*4+7-76
BUILD SUCCESSFUL (total time: 2 seconds)

Rotar matriz 90º. Uso de librería "Apache Commons Math".

Objetivo:

El objetivo del algoritmo es rotar una matriz o tabla de distancias 90 grados en sentido horario utilizando la librería Apache Commons Math.
La librería Apache Commons Math se utiliza para manejar eficientemente las operaciones matriciales, proporcionando una estructura de datos robusta (RealMatrix) y métodos optimizados para acceder y modificar los elementos de la matriz.

Requisitos:

- NetBeans IDE
- Apache Commons Math (versión 3.6.1)

Pasos:

1. Descarga la librería Apache Commons Math 3.6.1 desde:
   https://archive.apache.org/dist/commons/math/binaries/
2. Buscar, descargar y descomprimir el archivo "commons-math3-3.6.1-bin.zip".
3. En NetBeans, añadir la librería "commons-math3-3.6.1.jar" al proyecto.

Código Java (MatrixRotator.java):

package matrixrotator;

import org.apache.commons.math3.linear.Array2DRowRealMatrix;
import org.apache.commons.math3.linear.RealMatrix;

public class MatrixRotator {

    public static RealMatrix rotate90Degrees(RealMatrix matrix) {
        int rows = matrix.getRowDimension();
        int cols = matrix.getColumnDimension();

        RealMatrix rotatedMatrix = new Array2DRowRealMatrix(cols, rows);

        for (int i = 0; i < rows; i++) {
            for (int j = 0; j < cols; j++) {
                rotatedMatrix.setEntry(j, rows - 1 - i, matrix.getEntry(i, j));
            }
        }

        return rotatedMatrix;
    }

    public static void printMatrix(RealMatrix matrix) {
        for (int i = 0; i < matrix.getRowDimension(); i++) {
            for (int j = 0; j < matrix.getColumnDimension(); j++) {
                System.out.printf("%6d", (int) matrix.getEntry(i, j));
            }
            System.out.println();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        double[][] data = {
            {0, 610, 703, 319, 90, 290, 219, 564},
            {12, 0, 897, 165, 549, 786, 859, 303},
            {505, 115, 0, 535, 445, 677, 639, 44},
            {359, 366, 581, 0, 848, 322, 841, 165},
            {500, 128, 653, 500, 0, 903, 789, 449},
            {559, 93, 314, 176, 404, 0, 130, 964},
            {55, 349, 2, 787, 622, 425, 0, 58},
            {909, 447, 276, 860, 388, 624, 666, 0}
        };

        RealMatrix matrix = new Array2DRowRealMatrix(data);

        System.out.println("Matriz original:");
        printMatrix(matrix);

        RealMatrix rotatedMatrix = rotate90Degrees(matrix);

        System.out.println("\nMatriz rotada 90 grados:");
        printMatrix(rotatedMatrix);
    }
}


Resultado:

run:
Matriz original:
     0   610   703   319    90   290   219   564
    12     0   897   165   549   786   859   303
   505   115     0   535   445   677   639    44
   359   366   581     0   848   322   841   165
   500   128   653   500     0   903   789   449
   559    93   314   176   404     0   130   964
    55   349     2   787   622   425     0    58
   909   447   276   860   388   624   666     0

Matriz rotada 90 grados:
   909    55   559   500   359   505    12     0
   447   349    93   128   366   115     0   610
   276     2   314   653   581     0   897   703
   860   787   176   500     0   535   165   319
   388   622   404     0   848   445   549    90
   624   425     0   903   322   677   786   290
   666     0   130   789   841   639   859   219
     0    58   964   449   165    44   303   564
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Conversor matriz de distancias a coordenadas cartesianas(MDS) usando librería "Apache Commons Math".

 Este algoritmo implementa el algoritmo de Escalamiento Multidimensional (MDS) para transformar matrices de distancias en coordenadas cartesianas utilizando la librería "Apache Commons Math".

Requisitos:
- NetBeans IDE
- Apache Commons Math (versión 3.6.1)

Pasos:
1. Descarga la librería Apache Commons Math 3.6.1 desde:
   https://archive.apache.org/dist/commons/math/binaries/
2. Busca y descarga el archivo "commons-math3-3.6.1-bin.zip".
3. En NetBeans, añadir la librería al proyecto.



Código Java (DistanceToCoordinates.java):

package distancetocoordinates;

import org.apache.commons.math3.linear.Array2DRowRealMatrix;
import org.apache.commons.math3.linear.EigenDecomposition;
import org.apache.commons.math3.linear.RealMatrix;

public class DistanceToCoordinates {

    private final double[][] distanceMatrix;
    private final int dimensions;

    public DistanceToCoordinates(double[][] distanceMatrix) {
        this.distanceMatrix = distanceMatrix;
        this.dimensions = distanceMatrix.length;
    }

    public double[][] calculateCoordinates() {
        // Paso 1: Calcular la matriz B
        double[][] B = calculateBMatrix();

        // Paso 2: Realizar la descomposición en valores propios de B
        EigenDecomposition eigen = new EigenDecomposition(new Array2DRowRealMatrix(B));

        // Paso 3: Obtener los valores propios y vectores propios
        double[] eigenvalues = eigen.getRealEigenvalues();
        RealMatrix eigenvectors = eigen.getV();

        // Paso 4: Ordenar los valores propios en orden descendente
        Integer[] indices = new Integer[dimensions];
        for (int i = 0; i < dimensions; i++) {
            indices[i] = i;
        }
        java.util.Arrays.sort(indices, (a, b) -> Double.compare(eigenvalues[b], eigenvalues[a]));

        // Paso 5: Calcular las coordenadas
        double[][] coordinates = new double[dimensions][dimensions];
        for (int i = 0; i < dimensions; i++) {
            for (int j = 0; j < dimensions; j++) {
                coordinates[i][j] = Math.sqrt(Math.max(0, eigenvalues[indices[j]])) * eigenvectors.getEntry(i, indices[j]);
            }
        }

        return coordinates;
    }

    private double[][] calculateBMatrix() {
        double[][] B = new double[dimensions][dimensions];
        double[] rowMeans = new double[dimensions];
        double totalMean = 0;

        // Calcular los cuadrados de las distancias
        for (int i = 0; i < dimensions; i++) {
            for (int j = 0; j < dimensions; j++) {
                B[i][j] = -0.5 * distanceMatrix[i][j] * distanceMatrix[i][j];
                rowMeans[i] += B[i][j];
                totalMean += B[i][j];
            }
            rowMeans[i] /= dimensions;
        }
        totalMean /= (dimensions * dimensions);

        // Centrar la matriz B
        for (int i = 0; i < dimensions; i++) {
            for (int j = 0; j < dimensions; j++) {
                B[i][j] = B[i][j] - rowMeans[i] - rowMeans[j] + totalMean;
            }
        }

        return B;
    }

    public static void main(String[] args) {
        double[][] distanceMatrix = {
            {0, 3538196.0, 3735982.0, 6458578.0, 4011596.0, 1278244.0, 4456652.0, 7001752.0},
            {3538196.0, 0, 6073624.0, 9765551.0, 5373577.0, 8563521.0, 9075418.0, 7378972.0},
            {3735982.0, 6073624.0, 0, 4434730.0, 1077102.0, 1125242.0, 3435080.0, 2347484.0},
            {6458578.0, 9765551.0, 4434730.0, 0, 7999311.0, 3946544.0, 1846094.0, 1283370.0},
            {4011596.0, 5373577.0, 1077102.0, 7999311.0, 0, 8920411.0, 1777521.0, 7183199.0},
            {1278244.0, 8563521.0, 1125242.0, 3946544.0, 8920411.0, 0, 6221466.0, 7883823.0},
            {4456652.0, 9075418.0, 3435080.0, 1846094.0, 1777521.0, 6221466.0, 0, 2385324.0},
            {7001752.0, 7378972.0, 2347484.0, 1283370.0, 7183199.0, 7883823.0, 2385324.0, 0}
        };

        DistanceToCoordinates calculator = new DistanceToCoordinates(distanceMatrix);
        double[][] coordinates = calculator.calculateCoordinates();

        // Imprimir las coordenadas
        for (int i = 0; i < coordinates.length; i++) {
            System.out.print("Nodo " + (char) ('A' + i) + ": [ ");
            for (int j = 0; j < coordinates[i].length; j++) {
                System.out.printf("%.4f ", coordinates[i][j]);
            }
            System.out.println("]");
        }
    }
}


Resultado:

run:
Nodo A: [ -2109176,7652 -2280795,2868 943542,6755 1167238,5398 -0,0000 -0,0000 -0,0000 0,0000 ]
Nodo B: [ -5501880,3926 -340732,2628 -2558730,8576 335704,8847 -0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 ]
Nodo C: [ 100046,1854 -133636,2798 255465,7042 -1991154,7275 -0,0000 -0,0000 -0,0000 0,0000 ]
Nodo D: [ 4430934,9160 -101468,6811 -792915,6722 616290,8194 -0,0000 0,0000 -0,0000 0,0000 ]
Nodo E: [ -2944669,9418 2839449,1084 2485778,2633 -376992,5883 -0,0000 0,0000 -0,0000 -0,0000 ]
Nodo F: [ 1720031,9254 -4810714,6137 579380,6506 -443374,3002 -0,0000 -0,0000 0,0000 -0,0000 ]
Nodo G: [ 2087917,4093 2241964,4880 1969418,4176 812990,9949 -0,0000 -0,0000 0,0000 0,0000 ]
Nodo H: [ 2216796,6634 2585933,5278 -2881939,1813 -120703,6228 -0,0000 -0,0000 -0,0000 -0,0000 ]
BUILD SUCCESSFUL (total time: 0 seconds)

Conversor matriz de distancias a coordenadas cartesianas (MDS).

El algoritmo es conocido como Escalamiento Multidimensional(MDS) y puede ser utilizado para:

   . Reconstrucción de coordenadas: A partir de las distancias entre puntos, reconstruye sus posiciones relativas en un espacio en coordenadas cartesianas.
   . Visualización de datos: Permite representar en un espacio de menor dimensión (generalmente 2D o 3D) datos que originalmente están en un espacio de mayor dimensión.


Funcionamiento:

   1. Entrada: El algoritmo toma como entrada las distancias entre cuatro puntos o nodos en un espacio tridimensional.
   2. Proceso: Utiliza estas distancias para construir una matriz de distancias, la cual se transforma y se somete a una descomposición en valores singulares (SVD).
   3. Salida: Produce las coordenadas cartesianas (x, y, z) de los cuatro puntos (en el espacio 3D).


Código Java (CalculadorCoordenadasMDS.java):

package calculadorcoordenadasmds;

public class CalculadorCoordenadasMDS {

    public static void main(String[] args) {
        // Distancias dadas entre los nodos
        double d12 = 17;
        double d13 = 40;
        double d14 = 12;
        double d23 = 64;
        double d24 = 88;
        double d34 = 12;

        try {
            double[][] coordinates = calculateCoordinates(d12, d13, d14, d23, d24, d34);
            for (int i = 0; i < coordinates.length; i++) {
                System.out.printf("Nodo %d: (%.4f, %.4f, %.4f)%n",
                        i + 1, coordinates[i][0], coordinates[i][1], coordinates[i][2]);
            }
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }

    public static double[][] calculateCoordinates(double d12, double d13, double d14, double d23, double d24, double d34) {
        double[][] distances = {
            {0, d12, d13, d14},
            {d12, 0, d23, d24},
            {d13, d23, 0, d34},
            {d14, d24, d34, 0}
        };

        double[][] b = new double[4][4];
        // Doble centrado de la matriz de distancias
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            for (int j = 0; j < 4; j++) {
                b[i][j] = -0.5 * (distances[i][j] * distances[i][j]);
            }
        }

        double[] rowMeans = new double[4];
        double[] colMeans = new double[4];
        double totalMean = 0.0;

        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            for (int j = 0; j < 4; j++) {
                rowMeans[i] += b[i][j];
                colMeans[j] += b[i][j];
            }
            rowMeans[i] /= 4.0;
            totalMean += rowMeans[i];
        }
        totalMean /= 4.0;

        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            colMeans[i] /= 4.0;
        }

        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            for (int j = 0; j < 4; j++) {
                b[i][j] += totalMean - rowMeans[i] - colMeans[j];
            }
        }

        SVDResult svd = svd(b);
        double[][] coordinates = new double[4][3];

        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            for (int j = 0; j < 3; j++) {
                coordinates[i][j] = svd.u[i][j] * Math.sqrt(svd.s[j]);
            }
        }

        return coordinates;
    }

    // Implementación simple de SVD
    private static SVDResult svd(double[][] matrix) {
        int m = matrix.length;
        int n = matrix[0].length;
        double[][] u = new double[m][m];
        double[] s = new double[Math.min(m, n)];
        double[][] v = new double[n][n];

        // Implementación simplificada de SVD (no es una implementación completa)
        // Esta implementación asume que la matriz es simétrica y positiva semidefinida
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                u[i][j] = matrix[i][j];
            }
        }

        // Calculamos los valores propios (que serán nuestros valores singulares)
        for (int i = 0; i < s.length; i++) {
            double sum = 0;
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                sum += matrix[i][j] * matrix[i][j];
            }
            s[i] = Math.sqrt(sum);
        }

        // Normalizamos las columnas de U
        for (int j = 0; j < m; j++) {
            double norm = 0;
            for (int i = 0; i < m; i++) {
                norm += u[i][j] * u[i][j];
            }
            norm = Math.sqrt(norm);
            if (norm > 0) {
                for (int i = 0; i < m; i++) {
                    u[i][j] /= norm;
                }
            }
        }

        return new SVDResult(u, s, v);
    }

    private static class SVDResult {

        double[][] u;
        double[] s;
        double[][] v;

        SVDResult(double[][] u, double[] s, double[][] v) {
            this.u = u;
            this.s = s;
            this.v = v;
        }
    }
}


Resultado:

run:
Nodo 1: (-10,9518, 13,1281, -18,6443)
Nodo 2: (22,3223, 37,7579, -18,2671)
Nodo 3: (-20,6027, -11,8716, 15,7343)
Nodo 4: (9,2322, -39,0143, 21,1772)
BUILD SUCCESSFUL (total time: 0 seconds)

Juegos IV.2. Tres en Raya (GUI).

Esta versión del código crea una interfaz gráfica para el juego de tres en raya con las siguientes características:

1- Usa una imagen para representar el tablero.
2- Los jugadores hacen clic directamente en las casillas para realizar sus jugadas.
3- Las X's y O's se dibujan en el tablero con diferentes colores.
4- Detecta automáticamente cuando hay un ganador o un empate.
5- Muestra mensajes de victoria o empate y reinicia el juego.


Código Java (TresEnRayaGUI.java):

package tresenrayagui;

import javax.swing.*;
import javax.swing.border.CompoundBorder;
import javax.swing.border.EmptyBorder;
import javax.swing.border.LineBorder;
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.awt.geom.*;

public class TresEnRayaGUI extends JFrame {

    private static final int CELL_SIZE = 100;
    private static final int BOARD_SIZE = 3;
    private static final int WINDOW_WIDTH = CELL_SIZE * BOARD_SIZE + 40;
    private static final int WINDOW_HEIGHT = CELL_SIZE * BOARD_SIZE + 160;

    private final char[][] tablero = new char[BOARD_SIZE][BOARD_SIZE];
    private char jugadorActual = 'X';
    private final JPanel boardPanel;
    private final JLabel turnoLabel;
    private final JLabel puntajeLabel;
    private int puntosX = 0, puntosO = 0;

    public TresEnRayaGUI() {
        setTitle("Tres en Raya");
        setSize(WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT);
        setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        setResizable(false);
        setLocationRelativeTo(null);

        // Panel de información mejorado
        JPanel infoPanel = new JPanel(new GridLayout(2, 1, 0, 5));
        infoPanel.setBackground(new Color(230, 230, 250));
        infoPanel.setBorder(new CompoundBorder(
                new LineBorder(new Color(100, 100, 100), 2),
                new EmptyBorder(10, 10, 10, 10)
        ));

        Font mathFont = new Font("Cambria Math", Font.BOLD, 18);
        if (mathFont.getFamily().equals("Dialog")) {
            mathFont = new Font("Arial", Font.BOLD, 18);
        }

        turnoLabel = new JLabel("Turno del jugador: X", SwingConstants.CENTER);
        turnoLabel.setFont(mathFont);
        puntajeLabel = new JLabel("X: 0 | O: 0", SwingConstants.CENTER);
        puntajeLabel.setFont(mathFont);

        infoPanel.add(turnoLabel);
        infoPanel.add(puntajeLabel);
        add(infoPanel, BorderLayout.NORTH);

        inicializarTablero();

        boardPanel = new JPanel() {
            @Override
            protected void paintComponent(Graphics g) {
                super.paintComponent(g);
                dibujarTablero(g);
            }
        };
        boardPanel.setPreferredSize(new Dimension(CELL_SIZE * BOARD_SIZE, CELL_SIZE * BOARD_SIZE));
        boardPanel.addMouseListener(new MouseAdapter() {
            @Override
            public void mouseClicked(MouseEvent e) {
                int col = e.getX() / CELL_SIZE;
                int row = e.getY() / CELL_SIZE;
                realizarJugada(row, col);
            }
        });

        JPanel centerPanel = new JPanel(new GridBagLayout());
        centerPanel.setBackground(new Color(230, 230, 250));
        centerPanel.add(boardPanel);

        add(centerPanel, BorderLayout.CENTER);
    }

    private void inicializarTablero() {
        for (int i = 0; i < BOARD_SIZE; i++) {
            for (int j = 0; j < BOARD_SIZE; j++) {
                tablero[i][j] = ' ';
            }
        }
    }

    private void dibujarTablero(Graphics g) {
        Graphics2D g2d = (Graphics2D) g;
        g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);

        // Dibujar fondo degradado
        GradientPaint gp = new GradientPaint(0, 0, new Color(200, 220, 240), CELL_SIZE * BOARD_SIZE, CELL_SIZE * BOARD_SIZE, new Color(220, 240, 255));
        g2d.setPaint(gp);
        g2d.fillRect(0, 0, CELL_SIZE * BOARD_SIZE, CELL_SIZE * BOARD_SIZE);

        // Dibujar líneas del tablero
        g2d.setColor(new Color(100, 100, 100));
        g2d.setStroke(new BasicStroke(2));
        for (int i = 1; i < BOARD_SIZE; i++) {
            g2d.drawLine(i * CELL_SIZE, 0, i * CELL_SIZE, BOARD_SIZE * CELL_SIZE);
            g2d.drawLine(0, i * CELL_SIZE, BOARD_SIZE * CELL_SIZE, i * CELL_SIZE);
        }

        // Dibujar X y O
        for (int i = 0; i < BOARD_SIZE; i++) {
            for (int j = 0; j < BOARD_SIZE; j++) {
                if (tablero[i][j] == 'X') {
                    dibujarX(g2d, j * CELL_SIZE, i * CELL_SIZE);
                } else if (tablero[i][j] == 'O') {
                    dibujarO(g2d, j * CELL_SIZE, i * CELL_SIZE);
                }
            }
        }
    }

    private void dibujarX(Graphics2D g2d, int x, int y) {
        g2d.setColor(new Color(220, 20, 60));
        g2d.setStroke(new BasicStroke(4, BasicStroke.CAP_ROUND, BasicStroke.JOIN_ROUND));
        g2d.draw(new Line2D.Double(x + 20, y + 20, x + CELL_SIZE - 20, y + CELL_SIZE - 20));
        g2d.draw(new Line2D.Double(x + CELL_SIZE - 20, y + 20, x + 20, y + CELL_SIZE - 20));
    }

    private void dibujarO(Graphics2D g2d, int x, int y) {
        g2d.setColor(new Color(30, 144, 255));
        g2d.setStroke(new BasicStroke(4));
        g2d.draw(new Ellipse2D.Double(x + 20, y + 20, CELL_SIZE - 40, CELL_SIZE - 40));
    }

    private void realizarJugada(int row, int col) {
        if (tablero[row][col] == ' ') {
            tablero[row][col] = jugadorActual;
            boardPanel.repaint();
            if (verificarGanador(row, col)) {
                if (jugadorActual == 'X') {
                    puntosX++;
                } else {
                    puntosO++;
                }
                JOptionPane.showMessageDialog(this, "¡El jugador " + jugadorActual + " ha ganado!");
                reiniciarJuego();
            } else if (tableroLleno()) {
                JOptionPane.showMessageDialog(this, "¡Empate!");
                reiniciarJuego();
            } else {
                jugadorActual = (jugadorActual == 'X') ? 'O' : 'X';
                actualizarInfoLabel();
            }
        }
    }

    private boolean verificarGanador(int row, int col) {
        return (tablero[row][0] == jugadorActual && tablero[row][1] == jugadorActual && tablero[row][2] == jugadorActual)
                || (tablero[0][col] == jugadorActual && tablero[1][col] == jugadorActual && tablero[2][col] == jugadorActual)
                || (row == col && tablero[0][0] == jugadorActual && tablero[1][1] == jugadorActual && tablero[2][2] == jugadorActual)
                || (row + col == 2 && tablero[0][2] == jugadorActual && tablero[1][1] == jugadorActual && tablero[2][0] == jugadorActual);
    }

    private boolean tableroLleno() {
        for (int i = 0; i < BOARD_SIZE; i++) {
            for (int j = 0; j < BOARD_SIZE; j++) {
                if (tablero[i][j] == ' ') {
                    return false;
                }
            }
        }
        return true;
    }

    private void reiniciarJuego() {
        inicializarTablero();
        jugadorActual = 'X';
        actualizarInfoLabel();
        boardPanel.repaint();
    }

    private void actualizarInfoLabel() {
        turnoLabel.setText("Turno del jugador: " + jugadorActual);
        puntajeLabel.setText("X: " + puntosX + " | O: " + puntosO);
    }

    public static void main(String[] args) {
        SwingUtilities.invokeLater(() -> new TresEnRayaGUI().setVisible(true));
    }
}


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