三子棋游戏设计及代码实现

Posted 2021-10-16 Aaronskr

🥢三子棋🥢

• 🛫三子棋游戏介绍
• • ☠规则☠
• 🤔游戏设计思路
• 😵代码分析😵
• • 🏁1. test.c文件代码分析。
  • • 🎈开始游戏。
    • 🎈菜单显示。
    • 🎈进入游戏。
  • 🏁2. game.c文件代码分析。
  • • - ✈初识化二维数组，即初始化棋盘。
    • - ✈打印棋盘函数。
    • - ✈玩家下棋实现。
    • - ✈电脑落子函数实现。
    • - ✈判断输赢函数。
    • - ✈在判断输赢函数中调用的判断棋盘是否满的函数。
  • 🏁3. game.h代码分析
• 🚈🚈总结
• 🚴‍♂️PS（源代码）
• • • • • 🍕test.c
        • 🍕game.c
        • 🍕game.h

🛫三子棋游戏介绍

是黑白棋的一种。
三子棋是一种民间传统游戏，又叫九宫棋、圈圈叉叉、一条龙、井字棋等。
将正方形对角线连起来，相对两边依次摆上三个双方棋子，只要将自己的三个棋子走成一条线，对方就算输了。但是，有很多时候会出现和棋的情况。

☠规则☠

如果两个人都掌握了技巧，那么一般来说就是平（和）棋。一般来说，第二步下在中间最有利（因为第一步不能够下在中间），下在角上次之，下在边上再次之。最大的好处就是随便找个地方就可以玩这个简单而有趣的游戏了。

🤔游戏设计思路

1. 首先需要一个菜单栏，供玩家选择进入游戏或者退出游戏。
2. 这里提供选择：
   • 进入游戏
   0. 退出游戏

其他输入 - 重新选择（循环实现）

在进入游戏后：

将游戏的实现使用到的函数封装在game.c文件中。

函数实现功能：

1. 制作一个棋盘。

如下：

可通过函数中循环控制实现。

制作棋盘分为：

• 将棋盘初始化。
• 将棋盘打印在控制台。

2. 模拟下棋对战过程：

• 由玩家先手落子。

落子后打印棋盘以显示。

• 电脑自动随机落子。

直到某一方胜利或者和棋。

3. 判断游戏输赢情况。

通过行、列、对角线落子相同形式判别胜利。

---

因为一个程序需要对实现功能的部分进行封装，所以我们在这里将整个程序分为3个文件：

1. test.c文件 - 功能是实现进入主页面并实现调用各种函数。
2. game.c文件 - 功能是实现各个函数的逻辑，这也是进行封装的目的：保留实现逻辑，只展示功能实现。
3. game.h文件 - 功能是存放预编译指令、声明指令、全局变量等等。

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---

😵代码分析😵

🏁1. test.c文件代码分析。

🎈开始游戏。

游戏开始时，要确保4点：

1. 玩家输入1 - 进入游戏。
2. 玩家输入0 - 退出游戏。
3. 玩家输入其他 - 重新输入。
4. 游戏结束后可以再次进行选择是否继续游戏。

int main()
{
	int input = 0;
	do
	{
		menu();
		printf("请选择:>");
		scanf("%d", &input);
		switch (input)
		{
		case 1:
			game();
			break;
		case 0:
			printf("您已退出游戏。\\n");
			break;
		default:
			printf("选择错误，请重新输入。\\n");
			break;
		}
	} while (input);
	
	return 0;
}

🎈菜单显示。

这里只需要打印一个简易菜单即可，如果有前端知识可以设计出更好的界面。

void menu()
{
	printf("**********************************\\n");
	printf("************  1.play  ************\\n");
	printf("************  0.exit  ************\\n");
	printf("**********************************\\n");
}

实现代码效果：

1. 玩家输入1：

2. 玩家输入0：

3. 玩家输入其他：

上面展示了玩家输入0，1，其他时的不同效果。

如输入其他时，会通过循环一直输入，直到输入（0/1）时，进入游戏或者退出游戏。

🎈进入游戏。

在进入游戏后，需要通过对不同的函数进行封装实现，完成我们想要的功能：

1. 初始化棋盘。
2. 实现打印棋盘的函数。
3. 人机循环对弈直到分出结果。

第三点需要注意：

因为不知道什么时候分出结果，所以需要在每一次下完棋之后进行判断是否分出结果。

结果的可能有4种：

1. 玩家赢。 – 假设玩家棋子为 ‘ * ’；
2. 电脑赢。 – 假设电脑棋子为 ‘ # ’；
3. 平局。 – 假设平局时判定输赢的函数返回 ‘ C ’；
   （后面代码实现时详细讲。）
4. 游戏继续。 – 假设函数返回 ‘ Q ’。
   （即棋盘未被填满且尚未分出胜负）

void game()
{
	//三子棋过程
	char board[ROW][COL]; //棋盘数组
	//初始化棋盘 - board的元素全都给空格
	InitBoard(board, ROW, COL);

	//打印棋盘
	DisplayBoard(board, ROW, COL);

	//下棋
	char ret = 0;
	while (1)
	{
		PlayerMove(board, ROW, COL);
		DisplayBoard(board, ROW, COL);
		ret = IsWin(board, ROW, COL);
		if (ret != 'C')
		{
			break;
		}
		ComputerMove(board, ROW, COL);
		DisplayBoard(board, ROW, COL);
		ret = IsWin(board, ROW, COL);
		if (ret != 'C')
		{
			break;
		}
	}
	if (ret == '*')
	{
		printf("玩家赢\\n");
	}
	else if (ret == '#')
	{
		printf("电脑赢\\n");
	}
	else
	{
		printf("平局\\n");
	}
}

这里将不同函数实现的功能一一说明：

• 初识化棋盘。

InitBoard(board, ROW, COL);

整个棋盘是通过一个二维数组实现的，棋盘初始化即指将二维数组中的所有元素置成空格，因为空格打印在控制台上是不可见的。

• 打印棋盘。

DisplayBoard(board, ROW, COL);

因为棋盘初始化之后全部是空格，是不可见的，所以我们需要打印棋盘的函数对棋盘做一些控制，让他变成我们希望的样子。

实现模板：

• 开始下棋。

下棋部分又分为玩家下棋和电脑下棋。

1. 玩家下棋。
2. 电脑下棋。

PlayerMove(board, ROW, COL);  //玩家下棋

ComputerMove(board, ROW, COL);  //电脑下棋

二者的逻辑实现不同，所以封装为不同的函数实现。

当然，在实现完下棋之后需要再次调用棋盘打印函数，一来一回的在界面上出现，增加代码的趣味性。

• 判断输赢函数。

ret = IsWin(board, ROW, COL);

这个函数需要有返回值来告诉我们游戏的结果，四种结果上面已经提到过。

1. 玩家赢。 – 假设玩家棋子为 ‘ * ’；
2. 电脑赢。 – 假设电脑棋子为 ‘ # ’；
3. 平局。 – 假设平局时判定输赢的函数返回 ‘ C ’；
4. 游戏继续。 – 假设函数返回 ‘ Q ’。
（即棋盘未被填满且尚未分出胜负）

---

🏁2. game.c文件代码分析。

- ✈初识化二维数组，即初始化棋盘。

只需要控制循环即可遍历整个二维数组中的所有元素，将他们赋值为空格即可。

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

这里提一下ROW和COL分别表示棋盘的长和宽，在game.h文件里声明了，后面介绍，这里只需要直到他们的值都是3即可，因为三子棋棋盘就是3✖3的。

- ✈打印棋盘函数。

打印函数实现：

1. 打印棋盘首先我们要把每一个数组里的元素打印出来，为了使显示美观，可控制为“ %c ”，%c左右两侧各加一个空格。
2. 当列数小于2时打印‘ | ’，这样就会在每列打印时产生两个竖分隔线。
3. 当行数小于2时打印‘ — ’，这样就会在第一行第二行和第二行第三行之间打印一行横分割线，在实现横分割线的同时通过第二点实现打印
   ‘ - - - | - - - | - - - ’。
4. 注意每一行打印完之后进行换行操作。

void DisplayBoard(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		//打印数据
		int j = 0;
		for (j = 0; j < col; j++)
		{
			printf(" %c ", board[i][j]);
			if (j < col - 1)
			{
				printf("|");
			}
		}
		printf("\\n");
		//打印分割行
		if (i < row - 1)
		{
			for (j = 0; j < col; j++)
			{
				printf("---");
				if (j < col - 1)
				{
					printf("|");
				}
			}
		}
		printf("\\n");
	}
}

打印效果：

仔细看可以看的出来第一行：三个空格 + 一个 ‘ | ’ ，
第一行和第二行之间：三根短线 - - - + 一个 ‘ | ’

- ✈玩家下棋实现。

玩家下棋要注意：

1. 玩家视角的9宫格是从（1,1） - > （3，3）的，但是我们程序员视角的二维数组下标是（0,0） -> （2，2）的，所以定义x和y坐标之后，将其作为数组下标时要减一。即

board[x - 1][y - 1];

2. 玩家落子是手动输入坐标的，所以要考虑到代码的健壮性，即玩家输入的坐标不在（1，1）->（3，3）之间的情况下，应该输出警告，并通过循环重新输入。
3. 还需要注意，下棋是一个双向反复的过程，如果落子时落子的坐标合法，但是该坐标已经被落过子了，则也应该提出警告，并利用循环重新输入。

void PlayerMove(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	int x = 0;
	int y = 0;
	while (1)
	{
		printf("玩家走:\\n");
		printf("请输入坐标:>");
		scanf("%d %d", &x, &y); // 2 1 --> 1 0
		if (x >= 1 && x <= row && y >= 1 && y <= col)
		{
			if (board[x - 1][y - 1] == ' ')
			{
				board[x - 1][y - 1] = '*';
				break;
			}
			else
			{
				printf("坐标占用，超出范围\\n");
			}
		}
		else
		{
			printf("坐标非法，超出范围\\n");
		}
	}
}

因为存在输入坐标落过子或者非法需要重新输入的原因，所以这里的循环判定条件为1，直到成功落子才break跳出循环。

- ✈电脑落子函数实现。

这里需要说明，该代码是基于C语言实现的，电脑落子属于人工智能及算法范畴，不予讨论。
这里电脑落子通过时间轴生成伪随机数进行坐标落子。

电脑落子不存在坐标非法的情况，因为我们可以通过对其取模进行控制。

但确实也会存在落子处被占用的情况，所以也需要利用循环重新随机一个数，所以随机数代码应该放在循环体里面，这是一个小细节，需要注意。

void ComputerMove(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	printf("电脑走:>\\n");

	while (1)
	{
		int x = rand() % row;
		int y = rand() % col;
		if (board[x][y] == ' ')
		{
			board[x][y] = '#';
			break;
		}
	}
}

如果成功找到位置，就将 ’ # '赋给该坐标位置，然后break结束。

- ✈判断输赢函数。

判断输赢有三种情况：

1. 行相等。 - 通过循环实现。
2. 列相等。 - 通过循环实现。
3. 对角线相等 - 两个对角线都要考虑。
4. 需要多调用一个函数来判断棋盘是否被下满了。
   • 如果被下满了，并且没有出现赢家，则返回’ Q ’ - 表示平局。
   • 如果没有被下满，并且没有出现赢家，则返回’ C ’ - 表示继续游戏。

char IsWin(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	//1.判断输赢
	//2.判断平局
	//3.游戏继续

	//行
	int i = 0;
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		if (board[i][0] == board[i][1] && board[i][1] == board[i][2] && board[i][2] != ' ')
		{
			return board[i][0];
		}
	}
	//列
	for (i = 0; i < col; i++)
	{
		if (board[0][i] == board[1][i] && board[1][i] == board[2][i] && board[2][i] != ' ')
		{
			return board[0][i];
		}
	}
	//对角线
	if (board[0][0] == board[1][1] && board[1][1] == board[2][2] && board[2][2] != ' ')
	{
		return board[0][0];
	}
	if (board[0][2] == board[1][1] && board[1][1] == board[2][0] && board[2][0] != ' ')
	{
		return board[0][2];
	}
	//判断平局
	if (IsFull(board, row, col))
	{
		return 'Q';
	}
	//游戏继续
	return 'C';
}

需要注意一个小细节，判断行、列、对角线相等时要判断他们不等于’ '，即不为空格，因为我们初始化的时候把所有元素都初始化为空格了，不然的话直接就判断结束了，属于bug代码。

- ✈在判断输赢函数中调用的判断棋盘是否满的函数。

注意问题：
只需要遍历二维数组中的每一个元素，如果遇到了一个空格，则返回0，代表棋盘未满，如果遍历完所有元素之后都没有发现空格，则代表棋盘已被下满，返回1。

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

需要注意的问题是返回值是0或者1，所以定义函数的类型是int类型。

---

🏁3. game.h代码分析

这个文件放的是预编译命令和声明函数等等指令。

预处理命令包括：

1. 文件包含。
2. #define引用。
3. 条件编译。

#pragma once

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

#define ROW 3
#define COL 3

//初始化棋盘
void InitBoard(char board[ROW][COL], int row, int col);

//打印棋盘
void DisplayBoard(char board[ROW][COL], int row, int col);

//玩家下棋
void PlayerMove(char board[ROW][COL], int row, int col);

//电脑下棋
void ComputerMove(char board[ROW][COL], int row, int col);

//判断游戏输赢
//要返回4种不同的状态
//玩家赢 - '*'
//电脑赢 - '#'
//平局 - 'Q'
//继续 - 'C'
char IsWin(char board[ROW][COL], int row, int col);

因为is_full函数是在game.c文件中被调用并且是在game.c文件中能够被定义的，所以不需要在game.h文件中声明。

🚈🚈总结

🎈🎈✈以上就是本文全部内容，整个游戏代码源码将会放在全文最后ps部分，如果有讲的不对或者不充分的地方希望大家可以在评论区留言，如果觉得博主写的还行可以留下各位的👍点赞👍+👀关注👀+✔收藏✔嗷~

🚴‍♂️PS（源代码）

🍕test.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include "game.h"

void menu()
{
	printf("**********************************\\n");
	printf("************  1.play  ************\\n");
	printf("************  0.exit  ************\\n");
	printf("**********************************\\n");
}

void game()
{
	//三子棋过程
	char board[ROW][COL]; //棋盘数组
	//初始化棋盘 - board的元素全都给空格
	InitBoard(board, ROW, COL);

	//打印棋盘
	DisplayBoard(board, ROW, COL);

	//下棋
	char ret = 0;
	while (1)
	{
		PlayerMove(board, ROW, COL);
		DisplayBoard(board, ROW, COL);
		ret = IsWin(board, ROW, COL);
		if (ret != 'C')
		{
			break;
		}
		ComputerMove(board, ROW, COL);
		DisplayBoard(board, ROW, COL);
		ret = IsWin(board, ROW, COL);
		if (ret != 'C')
		{
			break;
		}
	}
	if (ret == '*')
	{
		printf("玩家赢\\n");
	}
	else 以上是关于三子棋游戏设计及代码实现的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
 
 C语言实现三子棋游戏
 C语言三子棋Tick-Tck-Toe代码实现
 [C语言小白]三子棋小程序
 C语言实现三子棋步骤及代码（内附随机种子介绍）
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 [C语言]三子棋 最全注释！！！！！