java智能四子棋人机大战游戏设计（附项目，以及原创PSD，设计文档）

Posted 2020-11-04 cfl-yin

本项目是使用java技术+自创“假设下子”算法开发的人机大战四子棋游戏客户端。

 

具体项目，以及原创PSD，设计文档，在文件末尾的百度云连接。

 

 

 

一. 小组说明：

组名：CST

组长：陈飞良（C）：

组员：

沈珂 （S）：

谭明航 （T）：

 

二.分工说明:

 

①算法思想上：

 

本程序的代码实现思想由三人共同讨论得出，其中组员沈珂的“假设下子”思想尤为精妙，让代码实现更为简单，在这基础上，组员谭明航 ，心思缜密，考虑到各种特殊情况，让整个更加智能。组长陈飞良则负责在他们的基础上设计算法进行完善。

 

②游戏界面上：

 

游戏的整体界面由三人共同讨论，组长陈飞良使用PS制作而成。

 

③代码实现上：

 

Ⅰ.游戏的总体布局与架构由组长陈飞良完成。

 

Ⅱ.本游戏的核心是电脑的下子方法，共有七步

 

①假设该子为电脑子，判断能连成四子（由谭明航实现）

 

②假设该子为玩家子，判断看是否存在，玩家4子相连，即不算此位置玩家将四子的情况，有则拦截（由谭明航实现）

 

③排除垫脚石的状态, 如果此位置上一位置是玩家子，玩家子可成四子，则该位置优先级为-9（由沈珂实现）

 

④排除连子最多，但是到顶端也无法组成4个连子的（由谭明航实现）

 

⑤如果电脑放一子下一步 电脑能同时形成2种方法成四子 ，则设置max_x[x] = 4,即优先级为 4。（由陈飞良实现）

 

⑥如果玩家放一子下一步玩家能同时形成2种方法成四子则拦截 ，则设置max_x[x] = 10,即优先级为 10（由陈飞良实现）

 

⑦普通攻击，假设电脑按照优先级先后(在max_x中有各列优先级)，同级则随机落子。（由沈珂实现）

 

三．课程设计思路说明

I.各个类

本程序共设计了一个6个类，主要说下3个类

1.

其中有位置类，即Position类。并且Position类中有一个整型标志成员Label_Status.

 

Label_Status = 0 表示空 .

 

Label_Status = 1 表示玩家子.

 

Label_Status = 2 表示电脑子.

2.

Game类为主类，放了布局的各个控件，以及，玩家和电脑的移动方法等。

3.

MainPanel类为主面板

II.各个操作的实现

 

1.初始化

 

在设计主界面初始化时先将每个格子放下代表玩家子和电脑子的Label成员.同时设置为不可见,并且Label_Status = 0 . 即该位置为空

 

2.下子

 

实现方法：使相应位置的玩家Label或者电脑Label可见，同时更改标志。

 

玩家的下子：通过监听键盘和鼠标进行相应的移动，获得玩家下子的位置

 

III.电脑的下子

 

电脑的下子是整个程序的核心，基本是遵循人的思维

 

设置一个_y[]数组每个元素初始化为-1，表示该列无可下位置

 

1.找到每列可以下的位置

 

遍历某一列的每一行( x : 0-- 6)，找到能下子的那一行,即该子的y坐标

 

找到后位置赋值给_y[],即 _y[x] = y’;

 

当然此处的y坐标对应的位置应该为115 + 100 * y

 

同时x坐标对应的位置为375 + 100 * x

 

（这个位置由棋盘大小，和布局时埋子的方式决定）

 

2.找出各列放电脑子后可成最大连子数

 

定义了一个max_x存储每一列（x ： 0 --- 7）所下位置各方向可成最大连子，每个元素初始化为-10(只是取一个小于0的数可以随意取，但是要方便后期的优先级设置，可以为-7 -8 等)

 

使用三次Math.max可求出

 

max_x[r] = Math.max(Math.max(you, you_xia), Math.max(xia, you_shang));

 

3.考虑各种特殊情况

 

①假设该子为电脑子，判断能连成四子

 

this.pos[x][y].setLabel_Status(2);

 

遍历查找，成立，则落子，直接宣布比赛结果。

 

如果不可以，标志恢复

 

this.pos[x][y].setLabel_Status(0);

 

以下各种情况同理

 

②假设该子为玩家子，判断看是否存在，玩家4子相连，即不算此位置玩家将四子的情况，有则拦截

 

③排除垫脚石的状态, 如果此位置上一位置是玩家子，玩家子可成四子，则该位置优先级为-9

 

把该位置的max_x[x] = -9;  （前期max_x元素初始化为-10）即除非没地方下，才下此处

 

④排除连子最多，但是到顶端也无法组成4个连子的

 

max_x[x] = 0; 优先级比一般的小，但比垫脚石高

 

⑤如果电脑放一子下一步 电脑能同时形成2种方法成四子 ，则设置max_x[x] = 10,即优先级为 4

 

⑥如果玩家放一子下一步玩家能同时形成2种方法成四子则拦截 ，则设置max_x[x] = 10,即优先级为 10

 

⑦普通攻击，假设电脑下子后，连子最多的位置(在max_x中有各列最大)随机落子。（前面的垫脚石类的情况，可以改变max_x中的值来改变优先级）

 

如果是2--4列   max_x += 0.5 ;   同等优先级，中间再优先一点，且不会跨级。

 

可创建一个数组a,把max_x数据赋值过去，然后利用Arrays.Sort方法排序最后去a最后一个元素，即为a的最大值，即max_x最大值

 

具体代码编写顺序如下：

 

 

 

 

 

 

四.程序的成长过程，特点，以及需要改进的地方 

 

1.成长过程

 

①.自我完善

 

由于之前照着网上的例子敲过人与人对战的五子棋，所以完成的效率非常的高，在老师说公布题目之后，我们组便开了的个会，把基本的算法定下了。组员沈珂的“假设下子”思想，对我们的代码实现作用非常之大，在这第一次会议中便确定了7个主要的方法，同时在一周后，便写出了1.0版。然后一路的查漏补缺。

 

 

 

 

 

 

 

②.取长补短

 

本程序曾与两个网站的游戏进行对垒

 

（1）一个是 http://www.4399.com/flash/48470_1.htm ，这个网站算法有个优点就是懂得占据中间位置，比过之后，便决定在我们2--4列的优先级+0.5，使其在能形成同样多连子数的时候，比其他位置优先，尽量占据中间位置，但是其他位置比下此位置连子多时，仍然会下那个连子更多的位置。由于这个网站没有写垫脚石的算法，所以我们改完之后的胜率是80%左右。

 

（2）第二个是   http://www.7k7k.com/swf/50447.htm ，这个网站的优点是能主动形成双三，比过之后，我们便在我们程序中加了两个方法：

 

 

 

 

  但是，这个网站的方法还有一个方法便是，在下一个子之后成三子，我们被迫去拦截，同时还给他自己垫脚，此时我们必输。

 

同时，我们程序没有写防止自己给对方垫脚，使其成双三的算法:

 

 

 

所以，在完善后，我们的胜率只能在50--60%之间徘徊。

 

2.程序的特点

 

      本程序的”假设下子”思想是采用枚举的方法优点在于不需要考虑具体情况，如：

 

 

 

 

在方法6中，可以拦截的情况有：

 

 

 

1.水平将有两种方法成4子

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.斜方向上将有两种方法成4子

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.双方向成3子

 

 

 

 

 

 

...........等等。即只要符合下一子，能有两种方法成四子就拦，并不需要考虑具体情况，由电脑“假设下子”去枚举，代码效率非常的高，与其他组的程序对比，基本以可以20行代码发挥200行代码的作用。

 

3.需要改进的地方

（1）完善方法8

（2）写出，提前拦截 玩家在下一个子之后成三子，导致我们被迫去拦截，同时还给他自己垫脚 的方法

 

项目连接  https://pan.baidu.com/s/1mM95FgUyeHWT6AhY8hA8CA