C语言经典项目实战——三子棋

Posted 2021-07-28 Zheng"Rui

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了C语言经典项目实战——三子棋相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

三子棋，又称井字棋，是我们经常爱玩的游戏，今天来学习，如何用C语言来实现一个简单的三子棋小游戏。

一、分析三子棋项目需求

首先对我们要实现的三子棋项目，分析它的需求。为了了解它需要哪些函数，我们先模拟一遍下棋的过程、

/*
	1.初始化棋盘
	
	2、玩家落子
	2.1 展示棋盘
	2.2 判断胜负
	
	3、电脑落子
	3.1 展示棋盘
	3.2 判断胜负
*/

在这个步骤中，我们看到，要实现三子棋，起码要实现，棋盘创建，期盼展示，玩家落子，电脑落子，胜负判断等功能的函数。由此就可以开展，三子棋的实现。

二、各个功能实现

首先在play.h,这个头文件中，写下棋盘的初始化信息，如棋盘为三行三列

#ifndef _PLAY_H
#define _PLAY_H

#define ROW 3
#define COL 3

#endif

注意：这里的#ifdef 后面加的名字可以是任意的，但一般都是自己的大写文件名，这一句代码的作用是，防止在头文件中重复申明了多个函数，或者是结构体。

然后进行函数申明，（这里我们还没有写主函数，也没有进行任何一个变量定义，但是没有关系，我们先进行函数的申明，然后再play.c文件中，进行函数定义）


void menu();//菜单
void InitBoard(char board[ROW][COL]);//初始化棋盘
void ShowBoard(char board[ROW][COL]);//展示棋盘
void Player(char board[ROW][COL]);//玩家下棋
void Computer(char board[ROW][COL]);//电脑下棋
char IsWin(char board[ROW][COL]);//判断胜负

根据上一步的需求分析，我们知道主要实现的就是，初始化棋盘，棋盘展示，玩家下棋，电脑下棋，判断胜负，这几个函数，所以我们先将其定义出来，其中的参数我们都向其中传入棋盘board。

接下来，进行函数实现，注意，接下来的函数定义，都在play.c中实现。
首先看菜单函数的实现。
下棋的时候，我要知道按什么按键开始游戏，按什么按键退出游戏，所以需要一个菜单函数

1.menu()函数

void menu()
{
	printf("请开始游戏吧！\\n");
	printf("---------------------------------\\n");
	printf("-----1.开始--------0.退出--------\\n");
	printf("---------------------------------\\n");

}

这个函数向玩家提示，按1开始游戏，按0退出。
来看它的显示效果

在这里插入图片描述

2.InitBoard()函数

接下来实现棋盘的初始化功能


void InitBoard(char board[ROW][COL])
{
	for (int i = 0; i < ROW; i++)
	{
		for (int j = 0; j < COL; j++)
		{
			board[i][j] = ' ';
		}
	}
}

我们遍历整个二维数组，将其中的每个单元都赋值为‘ ’（空格），先对其进行初始化。

然后实现棋盘展示功能
实现这个功能的时候，并不是把这个二维数组简单的按顺序打印（当然也可以，只要你不嫌简陋）这里，我们想个我们的棋盘加上一些边界，让棋盘看上去美观一点、就像这样：
在这里插入图片描述
在这些空格中放入棋子。

3.ShowBoard()函数

接下来看，如何打印这个棋盘。

void ShowBoard(char board[ROW][COL])
{
	for (int i = 0; i < ROW * 2 + 1; i++)
	{
		if (i % 2 == 0)
		{
			for (int j = 0; j < COL; j++)
			{
				printf("----");
			}
			printf("\\n");
		}
		else
		{
			for (int j = 0; j < COL * 2 + 1; j++)
			{
				if (j % 2 == 0)
				{
					printf("|");
				}
				else
				{
					printf(" %c ", board[i / 2][j / 2]);
				}
			}
			printf("\\n");
		}
	}
}

注意：我上面给的只是一开始没下棋时候的棋盘，而我们用这个函数的时候，不仅要展示棋盘的边界，还要展示其中的棋子。所以，我们将整个棋盘打印的时候看成是7行7列的一个数组，然后去打印。
观察棋盘，我们发现横线只在0，2，4，6行出现，数据在1，3，5行出现，竖线在0，2，4，6列出现，数据在1，3，5列出现。由此就可以打印出我们期待的棋盘的样子。

4.Player()函数

然后实现玩家下棋


void Player(char board[ROW][COL])
{
	while (1)
	{
		printf("请输入你的座标：");
		int x, y;
		scanf("%d,%d", &x, &y);
		if (x>=1 && x<=ROW && y>=1 && y<=COL)
		{
			if (board[x - 1][y - 1] == ' ')
			{
				board[x - 1][y - 1] = 'X';
				break;
			}
			else
			{
				printf("该位置已经有棋子！\\n");
			}
		}
		else
		{
			printf("输入错误。\\n");
		}
	}
}

在这个函数中，要注意使用了while函数，而且还是给了判断条件1，也就是说，如果在这个函数中不使用break的话，就陷入了死循环。为什么要这么设计呢，因为，我们要预防用户输入的棋子坐标不正确或者此位置上有其他棋子的情况，需要重新输入，只有当输入正确时，才结束循环，否则一直输入。
看一下函数效果

在这里插入图片描述

5.Computer()函数

下面来看电脑下棋功能的实现
和玩家下棋类似，只不过这一次，不需要我们在手动输入，而是采用随机数，进行随机位置下棋。


void Computer(char board[ROW][COL])
{
	while (1)
	{
		int x = rand() % ROW;
		int y = rand() % COL;
		if (board[x][y] == ' ')
		{
			board[x][y] = 'O';
			break;
		}
	}
}

我们让随机数对行数和列数取模，这样就不会有越界的情况，同时使用while循环，防止电脑下在了已经有棋子的地方，来保证电脑棋子的正确性。
下面来看函数效果、
在这里插入图片描述
不管是电脑下棋，还是玩家下棋，下过一步之后都要进行胜负判断，判断是否应该结束游戏

7.IsWin()函数

所以下面来实现，判断胜负函数：


char IsWin(char board[ROW][COL])
{
	for (int i = 0; i < ROW; i++)
	{
		if (board[i][0] == board[i][1] && board[i][1] == board[i][2] && board[i][0] != ' ')
		{
			return board[i][0];
		}
	}
	for (int j = 0; j < COL; j++)
	{
		if (board[0][j] == board[1][j] && board[1][j] == board[2][j] && board[0][j] != ' ')
		{
			 return board[0][j];
		}
	}
	if (board[0][0] == board[1][1] && board[1][1] == board[2][2] && board[1][1] != ' ')
	{
		return board[0][0];
	}
	if (board[0][2] == board[1][1] && board[1][1] == board[2][0] && board[0][2] != ' ')
	{
		return board[0][2];
	}
	if (IsFull == 0)
	{
		return 'Q';
	}
	return 'n';
}

在这里我们给函数定义一个返回值，目的是通过返回值来判断是否出现赢家，还是应该继续游戏。三子棋判断胜利的条件十分简单，只要判断每一行是否全为相同字母，或者每一列，或者每一个对角线，是否有三个相同的棋子，如果有，则返回这个棋子，这样我们就能在调用它的时候知道，哪一方获得胜利，这里有个小技巧，就是我们不用设置一个字母来放置判断条件然后在最后统一返回，而是在每一次判断后，如果成功就直接返回，这样可以减少代码量。
在判断完是否有赢家之后，如果这个函数还没有结束，就说明没有赢家，那我们就要判断棋盘是否已经满了，如果满了，但是没有出现赢家，说明应该按照平局处理，如果没有赢家，棋盘也没满，则说明结果正常，游戏继续。
观察代码，如果玩家胜利的话，就返回’X’，电脑胜利就返回’O’，平局的话就返回’Q’，如果游戏继续的话就返回’n’，这里我们把返回’n’看作正常情况，那么只要这个函数返回的不是字符n，就说明要么玩家胜利，要么电脑胜利，要么平局，不论如何，游戏应该结束了。利用这个特征，对我们之后调用这个函数，非常有帮助。

同时，判断棋盘有没有满的函数也很简单，只要遍历一遍棋盘，如果发现有空格，说明没满，返回1，如果遍历完成之后，也没有找到空格，说明棋盘满了，返回0；
下面来看具体实现：


int IsFull(char board[ROW][COL])
{
	for (int i = 0; i < ROW; i++)
	{
		for (int j = 0; j < COL; j++)
		{
			if (board[i][j] == ' ')
			{
				return 1;
			}
		}
	}
	return 0;
}

到此处为止，三子棋项目所需要的所有函数已经完成，之后要进行的就是对于这些函数的调用问题。我们仍然设置一个叫RunGame的函数来进行游戏的调用，目的就是为了保证主函数的简短和可读性。

三、RunGame函数和main函数的实现

为了对主函数进行化简，我们设置了RunGame函数，在三子棋这个项目中，因为本身游戏所用到的函数并不多，也不需要复杂的调用，所以这个RunGame函数是可以省略的，直接在主函数中实现，但是需要知道，在其他大一点的项目中，最好添加上这一项，保证可读性。
同时，添加上这个函数，还有一个好处，就是这个函数代表了一次游戏的执行过程，这样我们就能实现，让玩家结束一局游戏之后，选择继续游戏，还是退出游戏。
下面来看具体实现：


void RunGame()
{
	char board[ROW][COL];
	InitBoard(board);
	ShowBoard(board);
	char temp;
	while (1)
	{
		Player(board);
		ShowBoard(board);
		temp = IsWin(board);
		if (temp != 'n')
		{
			break;
		}
		Computer(board);
		ShowBoard(board);
		temp = IsWin(board);
		if (temp != 'n')
		{
			break;
		}
	}
	if (temp == 'X'){
		printf("玩家胜利！\\n");
	}
	else if (temp == 'O')
	{
		printf("电脑胜利！\\n");
	}
	else if (temp == 'Q')
	{
		printf("平局！\\n");
	}
}

既然是游戏的一次执行过程，那么在游戏的最开始，我们需要先定义一个二维数组当作我们的棋盘，然后调用InitBoard函数来初始化，之后向玩家展示这个初始化好的空棋盘。对于一个游戏来说，只要游戏没有结束，那么我们就应该一直执行它，所以，需要在一个死循环中来执行游戏，当if判断应该结束游戏时，才跳出循环。
这里巧妙地运用了IsWin函数的返回值，用temp来接收函数返回值，每次判断不需要，逐个字符去判断是否相等，而是判断是否为’n’，如果为’n’，说明游戏继续，如果不为’n’，不管它是什么，都说明游戏应该结束，这时跳出循环，在循环体外，判断temp，来说明到底是什么情况。

由于我们之前已经做了很多的铺垫，所以主函数就会十分简短，下面来看主函数的调用


srand((unsigned)time(NULL));
	int input;
	do{
		menu();
		scanf("%d", &input);
		switch (input)
		{
		case 1:
			RunGame();
			break;
		case 0:
			break;
		default:
			break;
		}
	} while (input);
	return 0;
}

第一句的sand语句，是为了种下一个随机种子，我们在Computer函数中，要求电脑用随机数生成数据，但是，其实生成的是伪随机数，我们重复运行函数就会发现，电脑下的棋都会出现在固定位置，为了解决这个问题，我们引入随机种子，这个种子的位置可以随意，但一定要在调用Computer函数之前。
之后是一个do~while循环，通过我们输入的数据，如果输入1，则开始游戏，输入0则退出游戏。

四、项目的整体分析

到这里，整个三子棋游戏也就完成了，下面来对我们实现的三子棋游戏进行总结。
首先我们完成了真正的三子棋的大部分必备功能，包括棋盘初始化，玩家和电脑相会对弈，游戏判断胜负等等，它搭建起来一个三子棋游戏的框架，就算是真正的的三子棋游戏，它的内核实现，也是这样的。当然，这个项目也存在问题，就是，我们虽然实现了电脑下棋，但是真正运行就会发现，我们设置的这个电脑玩家总是“笨笨的”，它不知道往哪里下棋可以赢得比赛，这是因为，我们给电脑的只是一个随机数，我们可以保证这个随机数一定是符合要求的，但是不能保证这个随机数会帮助电脑取得胜利，所以和这样的电脑下棋是无聊的。
但是，前面提到，这个项目已经明确了三子棋的框架结构，我们还可以设置两个真人玩家互相对弈，只需要把玩家下棋的代码复制一份，给玩家2，然后调用的时候，让玩家2取代电脑的位置就可以实现，甚至，在掌握网络有关知识后，还可以实现，两个人联网对弈，这都是基于我们目前实现的这个简易的三子棋框架的。

五、完整代码

play.h

#ifndef _PLAY_H
#define _PLAY_H

#include<stdio.h>
#include<time.h>
#include<stdlib.h>

#define ROW 3
#define COL 3

void menu();//菜单
void RunGame();
void InitBoard(char board[ROW][COL]);//初始化棋盘
void ShowBoard(char board[ROW][COL]);//展示棋盘
void Player(char board[ROW][COL]);//玩家下棋
void Computer(char board[ROW][COL]);//电脑下棋
char IsWin(char board[ROW][COL]);//判断胜负
int IsFull(char board[ROW][COL]);


#endif

play.c


#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"play.h"
void menu()
{
	printf("请开始游戏吧！\\n");
	printf("---------------------------------\\n");
	printf("-----1.开始--------0.退出--------\\n");
	printf("---------------------------------\\n");

}

void InitBoard(char board[ROW][COL])
{
	for (int i = 0; i < ROW; i++)
	{
		for (int j = 0; j < COL; j++)
		{
			board[i][j] = ' ';

		}
	}
}

void ShowBoard(char board[ROW][COL])
{
	for (int i = 0; i < ROW * 2 + 1; i++)
	{
		if (i % 2 == 0)
		{
			for (int j = 0; j < COL; j++)
			{
				printf("----");
			}
			printf("\\n");
		}
		else
		{
			for (int j = 0; j < COL * 2 + 1; j++)
			{
				if (j % 2 == 0)
				{
					printf("|");
				}
				else
				{
					printf(" %c ", board[i / 2][j / 2]);
				}
			}
			printf("\\n");
		}
	}

}

void Player(char board[ROW][COL])
{
	while (1)
	{
		printf("请输入你的座标：");
		int x, y;
		scanf("%d,%d", &x, &y);
		if (x>=1 && x<=ROW && y>=1 && y<=COL)
		{
			if (board[x - 1][y - 1] == ' ')
			{
				board[x - 1][y - 1] = 'X';
				break;
			}
			else
			{
				printf("该位置已经有棋子！\\n");
			}
		}
		else
		{
			printf("输入错误。\\n");
		}
	}
}

void Computer(char board[ROW][COL])
{
	while (1)
	{
		int x = rand() % ROW;
		int y = rand() % COL;
		if (board[x][y] == ' ')
		{
			board[x][y] = 'O';
			break;
		}
	}
}

char IsWin(char board[ROW][COL])
{
	for (int i = 0; i < ROW; i++)
	{
		if (board[i][0] == board[i][1] && board[i][1] == board[i][2] && board[i][0] != ' ')
		{
			return board[i][0];
		}
	}
	for (int j = 0; j < COL; j++)
	{
		if (board[0][j] == board[1][j] && board[1][j] == board[2][j] && board[0][j] != ' ')
		{
			 return board[0][j];
		}
	}
	if (board[0][0] == board[1][1] && board[1][1] == board[2][2] && board[1][1] != ' ')
	{
		return board[0][0];
	}
	if (board[0][2] == board[1][1] && board[1][1] == board[2][0] && board[0][2] != ' ')
	{
		return board[0][2];
	}
	if (IsFull == 0)
	{
		return 'Q';
	}
	return 'n';
}

int IsFull(char board[ROW][COL])
{
	for (int i = 0; i < ROW; i++)
	{
		for (int j = 0; j < COL; j++)
		{
			if (board[i][j] == ' ')
			{
				return 1;
			}
		}
	}
	return 0;
}

void RunGame()
{
	char board[ROW][COL];
	InitBoard(board);
	ShowBoard(board);
	char temp;
	while (1)
	{
		Player(board);
		ShowBoard(board);
		temp = IsWin(board);
		if (temp != 'n')
		{
			break;
		}
		Computer(board);
		ShowBoard(board);
		temp = IsWin(board);
		if (temp != 'n')
		{
			break;
		}
	}
	if (temp == 'X'){
		printf("玩家胜利！\\n");
	}
	else if (temp == 'O')
	{
		printf("电脑胜利！\\n");
	}
	else if (temp == 'Q')
	{
		printf("平局！\\n");
	}
}

test.c


#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include"play.h"

int main()
{
	
	/*
	1.初始化棋盘
	2、玩家落子
	2.1 展示棋盘
	2.2 判断胜负
	3、电脑落子
	3.1 展示棋盘
	3.2 判断胜负
	*/
	
	srand((unsigned)time(NULL));
	int input;
	do{
		menu();
		scanf("%d", &input);
		switch (input)
		{
		case 1:
			RunGame();
			break;
		case 0:
			break;
		default:
			break;
		}
	} while (input);
	return 0;
}

以上是关于C语言经典项目实战——三子棋的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

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