env

Rubik's Cube 环境

此模块定义了表示半转公制下 3x3x3 魔方的 Cube3 类。

类： Cube3：半转公制下 3x3x3 魔方的类。

Cube3

class Cube3()

半转公制（HTM）下 3x3x3 魔方的类。

此类提供了使用半转公制操作和求解 3x3x3 魔方的方法。 它定义了魔方的初始状态和目标状态、可用的转动以及魔方操作的方法。

表示：

面的顺序：

   0
 2 5 3 4
   1

每个面上贴纸的顺序：

  2   5   8
  1   4   7
 [0]  3   6

状态的索引（每个索引以 9 * (n-1) 开始）：

                2   5   8
                1   4   7
               [0]  3   6
  20  23  26   47  50  53  29  32  35  38  41  44
  19  22  25   46  49  52  28  31  34  37  40  43
 [18] 21  24  [45] 48  51 [27] 30  33 [36] 39  42
               11  14  17
               10  13  16
               [9] 12  15

颜色（索引 // 9）：

                0   0   0
                0   0   0
                0   0   0
   2   2   2    5   5   5   3   3   3   4   4   4
   2   2   2    5   5   5   3   3   3   4   4   4
   2   2   2    5   5   5   3   3   3   4   4   4
                1   1   1
                1   1   1
                1   1   1

属性：

• state ndarray - 表示为贴纸颜色数组的当前魔方状态。
• GOAL ndarray - 表示为贴纸颜色数组的固定目标状态。
• moves list - 可能的魔方转动列表（面和方向）。
• allow_wide bool - 指示是否允许宽转的标志。
• sticker_target dict - 将转动字符串映射到目标贴纸索引列表的字典。
• sticker_source dict - 将转动字符串映射到源贴纸索引列表的字典。
• sticker_target_ix ndarray - 将转动索引映射到普通转动的目标贴纸索引的二维 numpy 数组。
• sticker_source_ix ndarray - 将转动索引映射到普通转动的源贴纸索引的二维 numpy 数组。
• sticker_target_ix_wide ndarray - 将转动索引映射到宽转的目标贴纸索引的二维 numpy 数组。
• sticker_source_ix_wide ndarray - 将转动索引映射到宽转的源贴纸索引的二维 numpy 数组。

show

def show(flat=False, palette=["white", "yellow", "orange1", "red", "blue", "green"])

显示魔方的当前状态。

参数：

• flat bool - 是否以平面形式显示状态。
• palette list - 表示贴纸的颜色列表。

validate

def validate(state=None, centered=True)

验证魔方的状态和排列。

参数：

• centered bool - 中心块是否应该居中。

引发：

• ValueError - 如果魔方的状态或排列无效。

reset

def reset()

将魔方状态重置为已还原状态。

reset_axes

def reset_axes()

根据给定的中心块颜色重置颜色索引。 在应用宽转或指定意外视角时很有用。

is_solved

def is_solved()

检查魔方是否处于已还原状态。

finger

def finger(move)

使用转动字符串对魔方状态应用单次转动。

参数：

• move str - HTM 表示法中的转动字符串。

finger_ix

def finger_ix(ix)

使用转动索引应用单次转动以加快执行速度。

参数：

• ix int - 转动的索引。

apply_scramble

def apply_scramble(scramble)

将一系列转动（打乱）应用于魔方状态。

参数：

• scramble str or list - HTM 表示法或列表中的转动序列。

__vectorize_moves

def __vectorize_moves()

对贴纸组替换操作进行矢量化，以加快计算速度。 此方法定义 self.sticker_target 和 self.sticker_source 来管理贴纸颜色（目标被源替换）。 它们定义目标和源贴纸的索引，以便转动可以矢量化。

Dataset

class Dataset(torch.utils.data.Dataset)

无限生成随机打乱的伪数据集类。

示例

batch_size = 1024
dl = get_dataloader(batch_size)
for i, (batch_x, batch_y) in zip(range(1000), dl):
    batch_x, batch_y = batch_x.to(device), batch_y.device().reshape(-1)

get_dataloader

def get_dataloader(batch_size, num_workers=min(os.cpu_count(), 32), max_depth=20, **dl_kwargs)

为生成随机魔方打乱创建 DataLoader 实例。

参数：

• batch_size int - 每批样本数。
• num_workers int, optional - 用于数据加载的工作进程数。 默认为 CPU 核心数或 32（超过此值回报会减少），取较小值。
• max_depth int, optional - 打乱的最大深度。默认为 20。
• **dl_kwargs - 传递给 DataLoader 构造函数的其他关键字参数。

返回：

• torch.utils.data.DataLoader - 生成随机打乱批次的 DataLoader 实例。