自己实现斗地主引擎

Posted 2020-11-10 IT周见智（后面知乎专栏更新）

对于所有类似斗地主这种卡牌类游戏，其实游戏思路都是差不多的。先判断出牌是否是‘有效牌型’，若是，再判断该牌型的权重值用来比较大小。本篇文章将介绍如何实现一个斗地主的卡牌游戏引擎，洗牌、发牌、牌型检查并比较大小。核心代码比较完整，后面给了一个GUI的demo，完成了洗牌、发牌、选牌出牌，牌型检查，但是没有实现电脑自动出牌的功能，有兴趣的可以down下来看一下。

Github源码 

 

实现思路

1）根据斗地主规则，罗列出所有可能出现的牌型。比如‘单张’、‘对子’、‘三连对’、‘五连顺’、‘六连顺’、‘飞机’、‘炸弹’等等。一共37种牌型；

2）对于上面的37种牌型，每种牌型又存在多种情况，对于‘单张’而言，存在3、4、A、2、小王、大王等等，并且其权重值依次增大。同理，对于‘五连顺’而言，存在3-4-5-6-7、4-5-6-7-8...10-J-Q-K-A等等，并且其权重值依次增大。枚举出所有细分牌型，并为其赋予权重值，下一次就会以O(1)的时间复杂度快速判断输入卡牌是否是有效牌型；

3）在斗地主游戏中，默认只有相同牌型才能比较大小（比较其权重值），但是‘炸弹’牌型（四张相同的卡牌或者一对王）是个例外；

4）斗地主游戏中，不分花色。所以一对‘红桃A+黑桃A’跟一对‘梅花A+方块A’是一样大的。因此在引擎计算中，需要先将所有有花色的输入卡牌，全部去除花色，然后再计算；

 

数据字典初始化

以‘K-Q-Q-Q-K-K-Q-K’输入手牌为例（输入手牌可以无序），存在以下数据字典：

[Key]       ==> 　K-K-K-K-Q-Q-Q-Q（降序排序，保证key唯一）

[Values]  ==> 

　　　　　　       {Display=K-K-K-K-Q-Q-Q-Q,  Name=四带两对,     Weight=300}

　　　　　　       {Display=Q-Q-Q-Q-K-K-K-K,  Name=四带两对,     Weight=200}

　　　　　　       {Display=K-K-K-Q-Q-Q-K-Q,  Name=飞机带两张”,  Weight=300}

对于同一个输入手牌，对应三种牌型。对于任何输入，都能通过O(1)时间复杂度判断该输入是否有效，若有效，返回对应牌型数据（可以包含多个，绿色部分为相同牌型，可以比较大小）。

数据字典初始化需要一定时间，本机测试大约耗时5秒。关于牌型检查这里，通过机器学习应该可以快速判断出牌型，但是并不能得出其对应的权重值，要想得到权重值，还是需要通过枚举（有疑问？）

 

卡牌定义

4种花色

        /// <summary>
        /// 4 colors
        /// diamonds, clubs, hearts, spades
        /// </summary>
        public static List<String> CardColors = new List<string> {"D", "C", "H", "S" };

15张不带花色卡牌

        /// <summary>
        /// 15 kinds of card without color
        /// 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, Jack, Queen, King, Ace, 2, Little joker, Big joker
        /// </summary>
        public static List<String> CardValues = new List<string> {"3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "T", "J", "Q", "K", "A", "2", "LJ", "BJ" };

54张全部带花色卡牌（‘K*H’代表‘红桃K’，‘4*D’代表‘方块4’）

        /// <summary>
        /// return all cards with color in the game
        /// 3*D 3*C 3*H 3*S 4*D 4*C 4*H 4*S 5*D 5*C 5*H 5*S  ... 2*D 2*C 2*H 2*S LJ BJ 
        /// </summary>
        public static List<String> Cards
        {
            get
            {
                List<String> cards = new List<string>();

                // 13*4==52
                for (int index = 0; index < 13; index++ )
                {
                    foreach (String card_color in CardColors)
                    {
                        cards.Add(CardValues[index] + "*" + card_color);  //  value*color
                    }
                }

                // 52+2 == 54
                cards.Add(CardValues[13]);
                cards.Add(CardValues[14]);

                return cards;
            }
        }

 

洗牌

随机打乱54张带花色卡牌，并以List<String>的形式返回

        /// <summary>
        /// shuffle the cards. 
        /// </summary>
        /// <returns>a list of 54 cards. has color but disordered.</returns>
        public List<String> Shuffle()
        {
            List<String> cards = EngineValues.Cards;

            Random rand = new Random(Guid.NewGuid().GetHashCode());
            List<String> newList = new List<String>();

            foreach (String card in cards)
            {
                newList.Insert(rand.Next(0, newList.Count), card);
            }

            // need reorder the first element
            newList.Remove(cards[0]);
            newList.Insert(rand.Next(0, newList.Count), cards[0]);

            return newList;
        }

 

发牌

传入5个参数，分别是：

• 洗完牌后的list（作为输入， 54张）
• 第一个人发牌list（作为输出， 17张）
• 第二个人发牌list（作为输出， 17张）
• 第三个人发牌list（作为输出， 17张）
• 底牌list（作为输出， 3张）

        /// <summary>
        /// deal the cards to 3 parts, 17 cards(such as A*H, BJ, 4*D ...) for each part, another 3 cards will be asigned to the guy who is the landlord.
        /// </summary>
        /// <param name="original_cards">the original cards list, returned by Shuffle method.</param>
        /// <param name="first">the first part</param>
        /// <param name="second">the second part</param>
        /// <param name="third">the third part</param>
        /// <param name="last_cards">the last 3 cards</param>
        /// <returns>true if deal successfully</returns>
        public bool Deal(List<String> original_cards, List<String> first, List<String> second, List<String> third, List<String> last_cards)
        {
            // check if the parameters are valid
            if (original_cards == null 
                || original_cards.Count != 54
                || first == null
                || first.Count != 0
                || second == null
                || second.Count != 0
                || third == null
                || third.Count != 0
                || last_cards == null
                || last_cards.Count != 0)
            {
                return false;
            }

            // simulate player catch the card, everyone has 17 times.
            for (int index = 0; index < 17; index++)
            {
                first.Add(original_cards[index * 3]);
                second.Add(original_cards[index * 3 + 1]);
                third.Add(original_cards[index * 3 + 2]);
            }
            
            // the last 3 cards
            last_cards.Add(original_cards[51]);
            last_cards.Add(original_cards[52]);
            last_cards.Add(original_cards[53]);

            return true;
        }

 

检查牌型

根据输入手牌，直接通过数据字典查询，返回结果中包含对应权重值。

public List<CardType> Check(List<String> input)
{
    //format the input, remove color if it has, sort the card
    String formated_input = EngineTool.FormatCardStr(String.Join("-", input));
    List<CardType> result = new List<CardType>();
    if (EngineValues.Set.ContainsKey(formated_input))
    {
        result.AddRange(EngineValues.Set[formated_input]);
    }
    return result;
}