C++五子棋人机对战游戏设计.doc

五子棋人机对战游戏摘要：本文用visual c+来设计与实现简单的五子棋人机对战游戏的基本功能，玩家可以在游戏区域中适当的位置来放棋子，通过程序设计让电脑选择最佳的落棋点，来实现人机对战。文中对该游戏的算法进行了详细的介绍，其中核心内容包括界面的设计、最佳落棋位置的判断以及游戏胜利判断功能的实现。程序实现起来较简单，同时也比较实用。关键词： 五子棋 ，vc，人机对战游戏 1.引言1.1 游戏介绍五子棋是一种很受人们喜爱的智力游戏，它的规则简单，但玩法变化多端，富有趣味性，特别锻炼人的智力，适合人们消遣。1.2 目的网络小游戏制作的目的是满足了人们休闲的需要，在紧张工作之余休闲类的小游戏能够给人带来最大程度的放松，也可以增进人们之间的交流，沟通，通过游戏还可以认识更多的朋友，也可以到达跨省、跨市，甚至跨国间人们互相娱乐的目的。 1.3 主要问题 开始制作游戏时，主要要解决的问题有以下几个方面：1. 如何设置整个游戏的界面；2 判断是否可以放下棋子；3. 如何让电脑选择最佳位置；4. 判断是黑棋胜还是白棋胜。2 需求分析关于五子棋游戏的功能描述如下：运行游戏并进行初始化工作，将整个游戏区域中纵线和横线相交的点坐标化，并且这些点是将来下棋的位置。玩家可以在任意没有放棋子的点放下棋子，直到一方有五个棋子连成一条线为胜方。 游戏的整体运行效果如图1.1。图1.13. 功能模块的设计3.1 变量和函数 在view类中添加变量函数如下：保存vscomputer时白棋位置 CPoint vspoint;CPoint bpointcan4, /这个位置空，它旁边有四个黑棋wpointcan4, /这个位置空，它旁边有四个白棋bpointcan3, /这个位置空，它的旁边有三个黑棋wpointcan3, /这个位置空，它的旁边有三个白棋bpointcan2, /这个位置空，它的旁边有两个黑棋wpointcan2, /这个位置空，它的旁边有两个白棋bpointcan1; /不是以上情况，这个位置空 在得到最大值和方向上寻找落棋点,其中i、j表示搜索起点，n表示方向void searchcandown1(int i,int j,int n);void searchcandown2(int i,int j,int n);void searchcandown3(int i,int j,int n);void searchcandown4(int i,int j,int n);计算最大值及方向CPoint maxnum(int a,int b,int c,int d);最好落棋点void bestputdown(int i,int j);计算机下棋void computerdown();在位置point放下棋子void putdown(CPoint point);人对机菜单afx_msg void OnCpmputer();3.2.框架的搭建 新建工程，选择单文档，在Step 4 of 6中先中Windows Sockets复选框4 算法分析与设计4.1游戏界面的设计由于游戏的棋盘大小是一定的，不能改变大小的，是应该符合要求的。用如下函数设置窗口大小：BOOL CMainFrame:PreCreateWindow(CREATESTRUCT& cs) if( !CFrameWnd:PreCreateWindow(cs) ) return FALSE; / TODO: Modify the Window class or styles here by modifying / the CREATESTRUCT cs cs.dwExStyle=cs.dwExStyle|WS_EX_TOPMOST; / cs.style=WS_SYSMENU|WS_OVERLAPPED|WS_MINIMIZEBOX;/; /设置窗口大小：400*340 cs.cx=450; cs.cy=500; return TRUE;画棋盘： 在OnDraw(CDC* pDC)函数中画棋盘，由于在游戏过程中有可能重画棋盘，而那时棋盘上面有棋子，所以，我们在这个函数里面必须有画棋子的语句。在此用数组的做为1表示白棋，-1表示黑棋。 void CMy3_1View:OnDraw(CDC* pDC) CMy3_1Doc* pDoc = GetDocument(); ASSERT_VALID(pDoc); /画背景 CBrush mybrush1; mybrush1.CreateSolidBrush(RGB(192,192,192); CRect myrect1(0,0,1200,800); pDC-FillRect(myrect1,&mybrush1); /画棋盘框线 CPen mypen; CPen*myoldPen; mypen.CreatePen(PS_SOLID,1,RGB(0,0,0); myoldPen=pDC-SelectObject(&mypen); for(int i=0;iMoveTo(40,40+i*20); pDC-LineTo(400,40+i*20); pDC-MoveTo(40+i*20,40); pDC-LineTo(40+i*20,400); /重画时显示存在的棋子 CDC Dc; if(Dc.CreateCompatibleDC(pDC)=FALSE) AfxMessageBox(Cant create DC); for(int n=0;n19;n+) for(int m=0;mBitBlt(n*20+32,m*20+32,160,160,&Dc,0,0,SRCCOPY); else if(wzqnm=-1) /显示黑棋 Dc.SelectObject(m_bmblack); pDC-BitBlt(n*20+32,m*20+32,160,160,&Dc,0,0,SRCCOPY); 棋盘的效果如图5. 核心算法 在完成界面设计后，就开始展开游戏核心的设计，该部分主要包括计算机搜索最佳落棋位置，游戏胜利判断的实现。5.1 搜索最佳落棋位置 计算机是怎样下棋？这就是定位的问题了。即搜索棋盘，找出一个最佳点，放下黑棋。我们实现的方法是：全盘搜索，并把搜索到的位置，保存在变量。由于有多种情况，我们定义变量如下：CPoint bpointcan4, /这个位置空，它旁边有四个黑棋 wpointcan4, /这个位置空，它旁边有四个白棋 bpointcan3, /这个位置空，它的旁边有三个黑棋 wpointcan3, /这个位置空，它的旁边有三个白棋 bpointcan2, /这个位置空，它的旁边有两个黑棋 wpointcan2, /这个位置空，它的旁边有两个白棋 bpointcan1; /不是以上情况，这个位置空 并在搜索之前都赋值为（-1，-1），然后，进行搜索，并把相应的值保存在相应变量里面，而如果前面已经对变量赋值，我们依然赋值，用新值代替旧值。注意：只保存最后一个值，这样的一个好处是，避免了每次都从左上角开始，并且它的随机性比随机函数还随机。全盘搜索完之后，由于上面的变量中至少有一个已经被赋值，即不是（-1，-1），可以采用多数优先的方法，让已经有多个同色棋子的位置先下棋。其原理是，如果已经有四个黑棋，计算机再下一个黑棋就赢了；否则，如果人已经有四个白棋，那么计算机就必须放下一个黑棋，阻止白棋下一步赢；如果已经有三个黑棋，再下一个黑棋，变成四个；否则，如果已经有三个白棋，下一个黑棋，破坏它；两个棋子的同理；否则，在刚才白棋下的地方，顺便找一个位置，下棋。computerdown()函数如下：/轮到计算机下棋void CMy3_1View:computerdown() /把各种情形赋值为如下 bpointcan4=(-1,-1); wpointcan4=(-1,-1); bpointcan3=(-1,-1); wpointcan3=(-1,-1); bpointcan2=(-1,-1); wpointcan2=(-1,-1); bpointcan1=(-1,-1); /搜索最好的落棋点 for(int i=0;i19;i+) for(int j=0;jBitBlt(point.x*20+32,point.y*20+32,160,160,&Dc,0,0,SRCCOPY); wzqpoint.xpoint.y=-1;/由于原来我们检查是否结束时用的是鼠标点下的坐标，而现在/putdown(CPoint point)函数用的是数组棋盘的坐标，所以必须转换 CPoint overpoint; overpoint.x=point.x*20+30; overpoint.y=point.y*20+30; over(overpoint); colorwhite=true; 搜索最佳落棋点： 现在还有void bestputdown(int i,int j)函数没有定义。它的实现原理是：在四个方向上，各自计算那个方向上棋子的状态，利用原来定义的白棋为1，黑棋为-1的思想，让同个方向上的五个棋子的值相加，取绝对值并赋值给为这个方向定义的局部变量numi。 如果几个棋子是同色的，无论黑白，它的绝对值必然大，而对于几个棋子中有黑棋和白棋的，其值必然相加而抵消变小。所以我们可以利用这种方法来寻找旁边有多个同色棋子的空位置（前面已经具体说明）。在每一个棋盘位置，计算以它为起点的四个方向（横、竖、撇、捺），再比较这四个方向中哪个值最大，然后在这个方向上寻找落棋点。/检查四个方向，各算出五个棋子的和并赋值void CMy3_1View:bestputdown(int i,int j) /四个方向的值 int num4; int a,k; / num0 - a=0; if(i15) for(k=0;k5;k+) a=a+wzqi+kj; num0=abs(a); / num1 | a=0; if(j15) for(k=0;k5;k+) a=a+wzqij+k; num1=abs(a); / num2 a=0; if(i15&j15) for(k=0;k4)&(j15) for(k=0;k=b) point.x=0; point.y=a; else point.x=1; point.y=b; if(cpoint.y) point.x=2; point.y=c; if(dpoint.y) point.x=3; point.y=d; return point; 而另外的四个函数，有其相似性，分别介绍如下： void searchcandown4(int i,int j,int n)函数： 如果最大值是四，它必然有一个空位置；可以这样计算，如果第一个是空，那我们把它赋值给相应变量；否则，先找那个空位置，然后判断第一个棋子的颜色，并赋相应的值。 /由于相似，下面代码只解释第一个方向 /有四个同色棋void CMy3_1View:searchcandown4(int i, int j, int n) int k; / num0 - if(n=0) for(k=0;k5;k+) /如果第一个是空 if(wzqij=0) /如果下面有白棋 if(wzqi+1j=1) /下面位置可以下棋，已经有四个白棋 wpointcan4.x=i; wpointcan4.y=j; break; else /下面位置可以下棋，已经有四个黑棋 bpointcan4.x=i; bpointcan4.y=j; break; /如果找到下棋位置，一定能找到！ else if(wzqi+kj=0) /如果第一个是白棋 if(wzqjj=1) wpointcan4.x=i+k; wpointcan4.y=j; break; /否则第一个是黑棋 else bpointcan4.x=i+k; bpointcan4.y=j; break; / num1 | if(n=1) for(k=0;k5;k+) if(wzqij=0) if(wzqij+1=1) wpointcan4.x=i; wpointcan4.y=j; break; else bpointcan4.x=i; bpointcan4.y=j; break; else if(wzqij+k=0) if(wzqij=1) wpointcan4.x=i; wpointcan4.y=j+k; break; else bpointcan4.x=i; bpointcan4.y=j+k; break; / num2 if(n=2) for(k=0;k5;k+) if(wzqij=0) if(wzqi+1j+1=1) wpointcan4.x=i; wpointcan4.y=j; break; else bpointcan4.x=i; bpointcan4.y=j; break; else if(wzqi+kj+k=0) if(wzqij=1) wpointcan4.x=i+k; wpointcan4.y=j+k; break; else bpointcan4.x=i+k; bpointcan4.y=j+k; break; / num3 / if(n=3) for(k=0;k5;k+) if(wzqij=0) if(wzqi-1j+1=1) wpointcan4.x=i; wpointcan4.y=j; break; else bpointcan4.x=i; bpointcan4.y=j; break; else if(wzqi-kj+k=0) if(wzqij=1) wpointcan4.x=i-k; wpointcan4.y=j+k; break; else bpointcan4.x=i-k; bpointcan4.y=j+k; break; void searchcandown3(int i,int j,int n)函数： 如果最大值是三，它有两种情况，一种是三个同色和两个空；一种是四个同色和一个异色。前一种必定能找到一个空位置，赋值；后一种必定找不到空位置，不赋值。所以我们的想法很简单，先找到空位置，证明有三个同色，这对于玩五子棋来说三个同色是很重要的，再判断是哪种颜色，赋相应的值。void searchcandown2(int i,int j,int n)函数： 如果最大值是二，也有两种情况：一种是有两个同色和三个空位置；一种是有三个同色和一个异色和一个空位置，并且只算三个同色不连在一起的情况（因为如果有三个连续的情况，重全盘搜索的角度看，必然会被另外的情况所代替）。分两种算法：一种是有一个空位置，一种是有三个空位置。前者先找到空位置，再判断它下面两个是否同色，同色则赋值给相应变量，异色则不赋值，因为意义不大；后者只要找到一个空位置就行了。void searchcandown1(int i,int j,int n)函数： 最后的一个函数是searchcandown1(int i, int j, int n)，这是为了预防用的，如果以上情况不发生，这个函数就是为了处理这种情况。这里就说明了为什么我们要添加vspoint的原因了，它保存了上次白棋下棋的位置，而我们在没有办法的情况下，在白棋旁边随便找个位置就可以了。 /如果五个位置的和是一void CMy3_1View:searchcandown1(int i, int j, int n) /计算刚才白棋落棋点 int ii=(vspoint.x-30)/20; int jj=(vspoint.y-30)/20; int a; for(a=0;a5;a+) /如果不到边界 if(ii+a19) /向右，如果有空位置 if(wzqii+ajj=0) /在这个位置下黑棋 bpointcan1.x=ii+a; bpointcan1.y=jj; return; /到了边界 else /向左，如果有空位置 if(wzqii-1jj=0) bpointcan1.x=ii-a; bpointcan1.y=jj; return; 5.2 判断游戏是否结束 用一个over（）函数判断是否结束，是则结束并重新开始；否则，接着把鼠标变成棋子，表示继续下棋。此函数是利用刚下棋的位置为中心，检查它各个方向上的连续五个棋子是否同色，是则结束并重新开始。利用连续五个棋子的值相加，如果它们的值的绝对值等于5，则说明是同色。void CMy3_1View:over(CPoint point) /获取鼠标指向数组位置，即中心位置 int x=(point.x-30)/20; int y=(point.y-30)/20; /计算开始判断的坐标 xx,yy int xx,yy; if(x4) xx=0; else xx=x-4;