壁や箱,ゴールの数をどのように設定しても動く倉庫番を作成したい

Question

#実行したいこと発生している問題
C++で壁や箱,ゴールの数がどのような設定でも動く倉庫番を作成しているのですが,コンパイルは上手くいったものの,正しく動きません(具体的にはゴールが1つしか表示されない,それによって1つの箱をゴールに動かしたら終わってしまう,5×5のマスが整っていないといった問題があります)。詳しい原因が分からないので教えていただきたいです。print()関数,completed()関数,move()関数を特に確認してほしいです。また,STLアルゴリズムの扱いに慣れていないので扱い方についても教えてほしいです。

ちなみに,以下の要領でプログラムを作成しようと考えています。
①#include<vector>を利用し「ゲームフィールドの初期設定」部分を以下のようにする。

　const int row{3};
　const int column{3};
　const std::vector<Pos> wall{}; //壁0 個
　const std::vector<Pos> goal{{0,0},{2,1}}; //ゴール2 個
　Pos player{2,0};
　std::vector<Pos> box{{0,1},{1,1}}; //箱2 個

②#include<algorithm>を基に、wall, box, goal が「vectorの要素に含まれているかどうかを判定する」ようにする。
③completed 関数を「順番に関係なくgoalの全ての要素がboxの全ての要素と一致しているかを判定する」ものにする。
④box の移動時に、他のbox に重なるかどうかの判定を追加し、重なっていない場合のみ移動するように変更する。

結果

XXXXX
X+ $  X
X $  X
X@   X
XXXXX

r
XXXXX
X+ $  X
X $  X
X @  X
XXXXX

r
XXXXX
X+ $  X
X $  X
X  @ X
XXXXX

r
XXXXX
X+ $  X
X $  X
X  @ X
XXXXX

u
XXXXX
X+ $  X
X $ @ X
X   X
XXXXX

u
XXXXX
X+ $ @ X
X $  X
X   X
XXXXX

u
XXXXX
X+ $ @ X
X $  X
X   X
XXXXX

l
XXXXX
XO@  X
X $  X
X   X
XXXXX

The work is completed!!

##プログラム

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>

//i行j列の位置座標の定義
struct Pos {
  int i, j;
  bool operator==(const Pos p) const { return i == p.i && j == p.j;};
  bool operator!=(const Pos p) const { return i != p.i || j != p.j;};
};

//倉庫番のゲームフィールドの定義
class Field {
private:
  //ゲームフィールドの初期設定
  const int row{3}; //行数（縦の長さ）
  const int column{3}; //列数（横の長さ）
  const std::vector<Pos> wall{}; //壁0個
  const std::vector<Pos> goal{{0,0},{2,1}}; //ゴール2個
  Pos player{2,0}; //プレイヤーの初期位置
  std::vector<Pos> box{{0,1},{1,1}}; //箱2個

public:
  //フィールドを端末上に表示
  void print(){
    for(int i = -1; i <= row; i++){
      for(int j = -1; j <= column; j++){
        Pos p{i,j};
	//フィールドの周囲に壁を表示
	if(i < 0 || i >= row || j < 0 || j >= column){
	  std::cout << 'X';
	}
	//プレイヤー、壁、ゴール、箱を表示
        //プレイヤーの場所では'@'を表示
	//壁の場所では'X'を表示
	//ゴールと箱が重なっている場合は'O'を表示
	//ゴールのみの場合は'+'を表示
	//箱のみの場合は'$'を表示
	//それ以外は空白' 'を表示
        else {
          if(p == player) {std::cout << '@';}
          if(p == goal[i] && p != box[i]) {std::cout << '+';}
          if(p == box[i] && p != goal[i]) {std::cout << '$';}
          if(p == goal[i] && p == box[i]) {std::cout << 'O';}
          else {std::cout << ' ';}
        }
      }
      std::cout << '\n';
    }
    std::cout << '\n';
  }

  //順番に関係なくゴールと箱が重なっている場合はゲームクリアと判定
  bool completed(){
    for (int a = 0; a < goal.size(); a++) {
      if(goal[a] == box[a])
        return true;
      else
        return false;
    }
  }

  //u(up), d(down), r(right), l(left)の文字列を受けてプレイヤーをその方向に移動
  //move関数の引数として、Pos型引数を移動方向に変更するラムダ式を与える
  //例えば d=='u'の場合は、Pos型変数pを引数として、p.iを1減らして、pを返すラムダ式を与える
  void movec(char d){
    if(d == 'u') move([](Pos p){--p.i;return p;});
    else if(d == 'd') move([](Pos p){++p.i;return p;});
    else if(d == 'r') move([](Pos p){++p.j;return p;});
    else if(d == 'l') move([](Pos p){--p.j;return p;});
  }

  //Pos型変数を移動する関数nextを受け取りフィールドの状態更新を行う
  template<typename T>
  void move(T next) {
    //Pos型引数pが移動可能な位置か判定する関数をラムダ式で定義
    //pが0～(row-1), 0～(column-1)の座標に収まっているか、他の箱と重なっていないかを判定
    auto can_move = [=](Pos p){
      for (int a=0; a < box.size()-1; a++) {
        return (0 <= p.i && p.i <= row-1) && (0 <= p.j && p.j <= column-1) && box[a+1] != box[a]; 
      }
    };
      
    Pos pnext = next(player); //プレイヤーの次の位置の計算
    if(can_move(pnext)){ //プレイヤーが移動可能な場合のみ更新
      //プレイヤーが箱に重ならない場合はそのまま移動
      for (int a = 0; a < box.size(); a++) {
        if(pnext != box[a]) {
	  player = pnext;
        }
        //プレイヤーが箱に重なる場合は箱の移動判定が必要
        else {
	  Pos bnext = next(box[a]);//箱の次の位置を計算
       	  //箱が移動可能な場合はプレイヤーと箱を移動
	  if(can_move(bnext))
	    player = pnext;
            box[a] = bnext;
        }
      }
    }
  }
};


int main() {
  Field f; //フィールドの初期化
  char c;
  f.print(); //初期フィールドの表示
  while(std::cin >> c) {
    // 'q' の場合は終了（リタイア）
    if(c == 'q'){
      std::cout << "quit" << '\n';
      exit(1);
    }
    // 'u', 'd', 'r', 'l' の場合はその移動方向に従って更新し、ゲームクリアの場合は終了
    if(c == 'u' || c == 'd' || c == 'r' || c == 'l'){
      f.movec(c);
      f.print();
      if(f.completed()){
	std::cout << "The work is completed!!\n";
	break;
      }
    }
    //上記以外の入力の場合は正しい入力候補を表示
    else  std::cout << "u(up), d(down), r(right), l(left), q(quit)" << '\n';
  }
}

##試したこと
構造体のvectorを扱うため,それぞれの箱やゴール,壁が条件を満たすかを判定できるためにfor文を使って作成しました。
##補足
C++17を利用しています。

Comments

[fana]

> 正しく動きません。

何がどう正しくないのかを明言してください．
「結果」なるものを示していますが，これに関する言及が何もないのでどこに問題があるのか不明です．

> また,algorithmを利用したいのですが,どのalgorithmを利用すれば良いか分からないので教えてください。

何にどう利用する算段なのか？という情報無しに　どれを利用すればいいか？　とか全く意味不明だと思いませんか？

[wagashi_157]

自分の質問の仕方が悪く,説明が分かりづらくなってしまい申し訳ありません。
具体的な要領を質問に書き加えたので見ていただけるとありがたいです。

Answer 1

構造体のvectorが上手くいっていない

目の付け所が違っています。
単に、C++の文法に則っていないからエラーになっています。全体で{ }の収支があっていないようです。

もちろん、文法だけ直せば(=コンパイルを通せば)いいわけではないことはすでに経験されたとおり。

Answer 2

まずインデントが狂ってる。

class Field の閉じかっこ'}' が足りないように見える。

class Field {
private:
  //ゲームフィールドの初期設定
  ...
  const std::vector<Pos> wall{}; //壁0個[1]
  ...

  //フィールドを端末上に表示
  void print(){
    ...
        else if(p == wall[i]) {std::cout << 'X';} // [2]
  ...
};

[1] でwallは空。
なので [2] の wall[i] で ありもしない要素をアクセスする。

Answer 3

  bool completed(){
    for (int a = 0; a < goal.size(); a++) {
      if(goal[a] == box[a])
        return true;
      else
        return false;
    }
  }

goal.size() が 0 のとき、for文を終了しますが、そこに return文がありません。
goal.size() が 1以上の場合、a = 0 で goal[a] == box[a] の結果に
かかわらず return するので、a++ が実行されることがありません。

    auto can_move = [=](Pos p){
      for (int a=0; a < box.size()-1; a++) {
        return (0 <= p.i && p.i <= row-1) && (0 <= p.j && p.j <= column-1) && box[a+1] != box[a]; 
      }
    };

box.size() が 1以下の時、for文を終了しますが、そこに return文がありません。
goal.size() が 2以上の場合、a = 0 で return するので、
a++ が実行されることがありません。

Comments

[wagashi_157]

bool関数でreturnする際に構造体のvectorの要素アクセスによって返り値が変わるようにするにはどのようにすれば良いのでしょうか。