Freecell: правила игры в пасьянс¶

Freecell (с англ. — «свободная ячейка»; в русскоязычной традиции также «Косынка», «Свободная ячейка») — карточная игра-пасьянс для одного игрока, в которой раскладка всех 52 карт производится в начале партии в открытую, а выигрыш зависит исключительно от логических действий игрока, а не от случайной сдачи карт. Относится к классу пасьянсов с «перемещаемыми» картами и считается одной из самых популярных компьютерных игр в мире благодаря своей предсказуемости: при корректной стратегии практически каждая раздача решаема.

¶История и происхождение

Точное происхождение игры остаётся предметом споров. Считается, что Freecell возник в Скандинавии в конце 1940-х годов, однако широкую известность получил лишь с распространением персональных компьютеров. В 1980-х годах игра появилась в операционной системе UNIX, а в 1995 году компания Microsoft включила Freecell в состав Windows 95. Именно эта версия, разработанная Джимом Хорном, закрепила современный вид интерфейса и правила, ставшие стандартом де-факто.

Название «freecell» происходит от четырёх свободных (резервных) ячеек в верхнем левом углу игрового поля, которые позволяют временно хранить карты. В отличие от многих других пасьянсов, в Freecell нет случайной перетасовки в процессе игры и нет «слепой» зоны — все карты видны с самого начала, что делает игру ближе к головоломке, чем к азартной карточной игре.

¶Инвентарь и раскладка

Для игры используется стандартная колода из 52 карт без джокеров. Игровое поле состоит из трёх зон:

• Каскады (столбцы) — восемь вертикальных колонок, на которые в начале игры сдаются все карты рубашкой вверх, но сразу переворачиваются лицом вверх. В четырёх колонках находится по 7 карт, в четырёх — по 6. Карты в каскадах лежат внахлёст, видимой остаётся только верхняя.
• Дома (базы) — четыре пустые ячейки в верхнем правом углу, предназначенные для сборки карт по мастям в порядке возрастания от туза до короля. Игра считается выигранной, когда все 52 карты разложены по домам.
• Свободные ячейки (резервы) — четыре пустые ячейки в верхнем левом углу, служащие временным хранилищем для отдельных карт.

¶Правила игры

Цель игры — переместить все карты в дома, раскладывая их по мастям в восходящем порядке (туз, двойка, тройка и т. д. до короля). В начале партии дома пусты, поэтому первыми в них кладутся только тузы.

¶Допустимые ходы

1. Перемещение одной карты. Любую верхнюю карту каскада или карту из свободной ячейки можно переместить в дом (если она подходит по масти и достоинству), в свободную ячейку (если та пуста) или на другую карту в каскаде.
2. Перемещение в каскад. Карту можно положить на верхнюю карту другого каскада только в том случае, если она имеет достоинство на единицу меньше и противоположную масть (например, червонная семёрка кладётся на трефовую или пиковую восьмёрку). Цвет масти значения не имеет — важна только её принадлежность к красной (черви, бубны) или чёрной (пики, трефы) группе.
3. Перемещение последовательности. В отличие от многих пасьянсов, в Freecell можно перемещать не только одну карту, но и целую упорядоченную стопку карт, лежащих в каскаде в правильном порядке (чередование цветов, убывание достоинства). Однако количество перемещаемых карт ограничено числом свободных ячеек и пустых каскадов. Максимальная длина переносимой последовательности вычисляется по формуле: (свободные ячейки + 1) × 2^(пустые каскады). При полностью пустых резервах и каскадах можно перенести до 32 карт.

¶Свободные ячейки и пустые каскады

Свободные ячейки — ключевой ресурс игры. Каждая занятая ячейка уменьшает мобильность, так как позволяет переносить меньше карт за один ход. Пустой каскад также является ценным ресурсом: он может служить временным местом для хранения последовательности карт, а также удваивает возможности переноса. Опытные игроки стараются не занимать все четыре ячейки и сохранять хотя бы один пустой каскад для манёвра.

¶Стратегия и тактика

Хотя Freecell не содержит случайности, неверные ходы могут завести в тупик. Основные принципы успешной игры:

• Освобождение тузов и двоек. В начале партии следует как можно быстрее переместить тузы в дома, так как они блокируют доступ к нижележащим картам.
• Раскрытие скрытых карт. Приоритетным считается освобождение верхних карт в наиболее заполненных каскадах, чтобы открыть карты под ними.
• Экономия свободных ячеек. Не следует занимать резервные ячейки без необходимости; каждая занятая ячейка снижает варианты переноса последовательностей.
• Сортировка по мастям. Опытные игроки стараются выстраивать в каскадах длинные последовательности карт одной масти, чтобы затем перенести их в дом одним ходом.
• Планирование на несколько ходов вперёд. Поскольку вся раскладка видна, сильные игроки просчитывают порядок действий до конца партии.

¶Математические свойства и сложность

В 1990-х годах программист Дон Вудс провёл статистическое исследование миллионов раздач Freecell и пришёл к выводу, что подавляющее большинство раскладок решаемо. Однако существуют и заведомо нерешаемые комбинации; одна из самых известных — раздача номер 11982 в реализации Microsoft, которая долгое время считалась нерешаемой, пока в 2000-х годах не было найдено решение с помощью компьютерного перебора.

Всего в Freecell существует 52! (примерно 8×10^67) возможных раскладок, что делает игру практически бесконечной по разнообразию. В 2015 году математик Томислав Новак опубликовал работу, в которой доказал, что Freecell является NP-полной задачей, то есть не существует эффективного алгоритма, гарантирующего быстрое решение любой раскладки.

¶Компьютерные реализации

Freecell входит в стандартный набор игр операционных систем Windows (начиная с Windows 95 и до Windows 11), а также доступна на платформах macOS, Linux, iOS и Android. Существуют тысячи онлайн-версий игры на веб-сайтах и в мобильных приложениях. В компьютерных реализациях обычно доступны функции отмены хода, подсказки и счётчик статистики побед.

В 2016 году Microsoft выпустила сборник Microsoft Solitaire Collection, включив Freecell в число пяти пасьянсов, доступных по подписке. Игра также часто используется исследователями в области искусственного интеллекта как тестовая среда для алгоритмов поиска решений.

¶Интересные факты

• В Freecell можно играть без использования свободных ячеек — такой вариант называется «Жёсткий Freecell» (англ. Freecell without freecells) и считается значительно более сложным.
• Существует вариант игры с двумя колодами (104 карты), называемый «Фриселл с двумя колодами», однако он менее распространён.
• Рекорд по скорости прохождения случайной раздачи в официальном приложении Microsoft составляет менее 10 секунд, что достигается благодаря использованию функции автоматической сборки карт в дома.
• В некоторых реализациях игры нумерация раздач позволяет игрокам обмениваться конкретными раскладками и сравнивать решения, что породило целые онлайн-сообщества, посвящённые обсуждению сложных позиций.