[教你做小游戏] 《五子棋》怎么存棋局信息？

Posted 2022-08-20 HullQin

1. 问题描述

如果让你做个联机《五子棋》游戏，你会怎么存储棋盘上的棋子信息呢？

我的意思是，根据你存储的这些信息，就可以知道：

1. 谁是黑棋？谁是白棋？
2. 现在游戏结束了吗？若游戏结束，谁赢了？若没结束，现在该谁下棋了？
3. 如果游戏支持悔棋，现在有人在请求悔棋吗？是谁在请求？
4. 如果游戏支持认输，重新审视是否满足第2点。
5. 当前场上棋子的分布。

请你自己先思考一下，再看下文的解决方案。

2. 解决方案

2.1 谁黑谁白

	优点	缺点	适用范围
方案一：用1个变量标识你是哪个玩家；再用1个变量标识哪个玩家是黑棋。	有玩家号码标识，可扩展性好		游戏其它功能需要跟玩家编号有关联时可用该方案。
方案二：用1个变量标识你是黑棋或白棋。	只需要1位(bit)即可	因为玩家没有固定的玩家号码，所以可扩展性较差	不做扩展功能，只做最简洁的联机五子棋时可用该方案。

两个方案都是可以的，只是需要看实际场景。如果你只想做个简单的五子棋，用方案二就够了。如果考虑扩展性，推荐方案一。

2.2 游戏结束了吗？谁赢了？该谁下棋了？

	优点	缺点	适用范围
方案一：用1个变量标识游戏状态。黑赢、黑输、该玩家1下棋、该玩家2下棋等都是一种状态。	少了运算过程，快了几十毫秒。游戏状态的可扩展性好，可以新增状态（例如认输、悔棋等）		游戏会有多种状态时可用该方案。
方案二：只记录场上棋子的分布情况，通过计算是否有5连珠，判断谁输谁赢。	占用空间少	若要支持认输，只能回到方案一。	不做认输功能，只做最简洁的联机五子棋时可用该方案。

两个方案都是可以的，只是需要看实际场景。如果你只想做个简单的五子棋，用方案二就够了。如果考虑扩展性，推荐方案一。

2.3 悔棋

悔棋有2种形态：

1. 请求悔棋后，无需对方确认，直接悔棋。
2. 请求悔棋后，需要对方同意，才能悔棋成功。

第一种形态比较简单，悔棋后，直接更新游戏数据即可。

第二种形态，可以通过2.2的方案一来实现。游戏状态如下：

• 等黑下棋
• 等白下棋
• 黑胜利
• 白胜利
• 黑请求悔棋
• 白请求悔棋

2.4 认输

认输和悔棋不同，认输是单方面提出认输，游戏即可结束，宣布另一方的胜利。

可以通过2.2的方案一来实现，游戏状态同2.3即可实现认输功能。

2.5 状态机

下面，看看这些状态的转换关系：

图中没把「认输」动作画出来，因为「认输」比较简单，从其它四个状态分别拉2个线，指向「黑胜利」和「白胜利」，表示「白认输」和「黑认输」即可。

2.6 场上棋子分布

注：五子棋棋盘通常是15X15的布局，也有AI对战中，使用更大的棋盘，例如20X20。这里我们以15X15的棋盘来分析。

	优点	缺点	适用范围
方案一：用一个列表存储已落的棋子，列表顺序表明棋子顺序，列表每一项的值代表棋子的位置，值为0-224（刚好225个值），奇数位置是黑棋，偶数位置是白棋。	针对棋子少的棋局，存储空间小于方案二；保存了位置信息，便于悔棋、复盘等。	每个棋子需要8bit存储，空间利用率约225/256=88%，并没有充分利用	大多数场景。
方案二：使用长度为225的列表，值为0或1或2，分别表示该位置没棋、黑棋、白棋。	针对任意棋子分布，占用空间是固定的。若用3进制，只需225bit，转换为2进制，只需要log_2(3^225)=357位	如果想记录顺序信息，需要额外空间。	你用这个棋盘画画的时候，棋子往往很多，且不需要保留顺序信息，可用该方案。

场上小于357/8=45枚棋子时，方案一占空间更小，否则方案二空间更小。

如果是联机《五子棋》游戏，推荐方案一，毕竟顺序信息还是很有用的。而存储空间大一点也是没关系的，影响可忽略不计。

另外补充一句，棋子位置信息存储时可以直接用0-224，但是转义给人类时，建议直接转换为15进制，这样它的十位就可以是行信息，个位就可以是列信息。

• 例如224=ee，表明第e（15）行第e（15）列；
• 例如0=00，表明第0行第0列；
• 例如10=0a，表明第0行，第a（10）列。

3. 写在最后

这些东西，你不去自己开发《五子棋》，可能不会去思考。但是当你做的时候，会发现，非常好玩儿，实现方案很多，你要选出最适合你的那一个。

其中，我做了「分享棋局」的功能，正是采用了十五进制，将棋子信息存在URL中，使之具有一点点可读性。参考文章：《我做的《联机五子棋》是如何追求极致用户体验的？（下）》

我是HullQin，公众号线下聚会游戏的作者（欢迎关注公众号，发送加微信，交个朋友），转发本文前需获得作者HullQin授权。我独立开发了《联机桌游合集》，是个网页，可以很方便的跟朋友联机玩斗地主、五子棋等游戏，不收费没广告。还独立开发了《合成大西瓜重制版》。还开发了《Dice Crush》参加Game Jam 2022。喜欢可以关注我 HullQin 噢～我有空了会分享做游戏的相关技术。