Linux项目实战——五子棋（单机人人对战版）

发布时间：2024-02-29 13:01

Linux操作系统项目实战——五子棋

Linux项目实战——五子棋（单机人人对战版）_第1张图片

GIF：

Linux项目实战——五子棋（单机人人对战版）_第2张图片 

目录

           Linux操纵系统项目——五子棋

一、问题导引：

二、实现要求：

三、五子棋原理：

1.落子数据信息保存载体：

2.落子思路：

3.判断“五子连珠”

四、项目实现步骤：

Ⅰ.创建目录及文件:

1.在Linux环境下创建名为Gobang的文件目录：

Ⅱ、输入Linux环境指令进入目录及文件：

Ⅲ、Linux环境编程实现：

1.顶层逻辑设计：

2.模块化设计：

3.联动模块组合封装：

        完整代码：

（1）game.c

（2）main.c

（3）game.h

（4）Makefile

 五、程序调试：

1.程序界面及说明：

2.测试用例：

六、程序功能扩展：

1.扩展思路：

2.扩展实现：

引入进度条：​

（1）更改代码：

（2）扩展效果演示：​

七、项目总结：

1.核心逻辑：

2.项目体现思想：

八、项目改编：

后记：●由于作者水平有限，文章难免存在谬误之处，敬请读者斧正，俚语成篇，恳望指教！                                                       ——By 作者：新晓·故知

一、问题导引：

在进行Linux入门学习后，通过运用Linux环境指令操作、Vim编辑器、学习五子棋的基本原理等，进行Linux环境下的简单的五子棋项目实现。

生活中的五子棋：

Linux项目实战——五子棋（单机人人对战版）_第3张图片   Linux项目实战——五子棋（单机人人对战版）_第4张图片

从上图可以看出，五子棋（这类棋）有先手、后手之分(当然也有禁手、俗手、妙手等），这里只进行简单的交互式、窗口化项目实现。（上图涉及GUI技术、图像渲染技术等，太过高深）

二、实现要求：

  • 熟悉Linux环境指令操作

  • Linux中相关开发工具的基本使用

  • 熟悉在Linux环境当中进行C编程

  • 掌握五子棋的基本原理

  • 编写五子棋程序的上层基本调用框架

  • 等等

说明：本篇博客采用VMware Workstation 16+CentOS7作为实现演示示例工具

三、五子棋原理：

1.落子数据信息保存载体：

需要记录每个玩家的落子位置，用来判断谁赢谁输。

可采用二维数组保存棋盘信息，棋盘上面的任何一个位置，里面可以放置三类信息：

  • 空（没有落子）

  • 玩家1的落子（黑子）

  • 玩家2的落子（白子）

2.落子思路：

1.如果下一步能赢，就走这一步

2.如果下一步会输，就阻止对方赢

3.统计棋子数决定在哪里落子。

其中 阻止对方赢，就是在对方能赢的点上落子，一般会有1到3个点。

3.判断“五子连珠”

下棋就是在二维数组中找对应的空位置，进行落子

落完子之后下来就要考虑该落子位置是否有”五子连珠“，进而进行输赢判定，每一次走棋，多会有四种情况：

  • 玩家1获胜

  • 玩家2获胜

  • 平局（棋盘满了等）

  • 未出结果（游戏继续）其中，“未出结果”游戏要继续，其他三种情况，游戏不用继续

四、项目实现步骤：

Ⅰ.创建目录及文件:

1.在Linux环境下创建名为Gobang的文件目录：

mkdir Gobang

(目录名随意，这里采用五子棋的英文命名目录)

2.创建多文本编辑：

touch Makefile

3.分别创建子文件：

touch game.h
touch game.c
touch main.c

 Ⅱ、输入Linux环境指令进入目录及文件：

Linux项目实战——五子棋（单机人人对战版）_第5张图片

Ⅲ、Linux环境编程实现：

1.顶层逻辑设计：

输入Linux指令：Linux项目实战——五子棋（单机人人对战版）_第6张图片

(1)

vim Makefile

Linux项目实战——五子棋（单机人人对战版）_第7张图片

(2)

vim game.h

Linux项目实战——五子棋（单机人人对战版）_第8张图片

 (3)

vim game.c

Linux项目实战——五子棋（单机人人对战版）_第9张图片

(4)

vim main.c

Linux项目实战——五子棋（单机人人对战版）_第10张图片

 

2.模块化设计：

第一步. main构建游戏起始逻辑
第二步 . 构建游戏入口 Game() 函数

第三步 . 编写核心函数，定义全局游戏信息

第四步 . 编写 Makefifile ，完成第一步项目构建

第五步 . 实现游戏落子逻辑

第六步 . 实现游戏的显示逻辑

第七步 . 判定五子连珠然后判定游戏结果

3.联动模块组合封装：

完整代码：

（1）game.c

#include "game.h"

/*说明：
1.定义全局变量，保证代码逻辑尽可能简化，传参不那么复杂
2.代表玩家输入位置的最近的位置下标
3.不是说一定要定义成全局变量，而是为了减少传参等，降低复杂度*/
int x = 0;
int y = 0;

//按照x,y作为起点，按照特定的方向，求连续相对的最大格式
int ChessCount(int board[][COL], int row, int col, enum Dir d)
{
    int _x = x - 1;     //棋盘行标从1开始
    int _y = y - 1;     //棋盘列标从1开始
    //统计以当前棋子为起始位置8个方向的棋子数
    int count = 0;
    while (1) {
        switch (d) {
        case LEFT:
            _y--;
            break;
        case RIGHT:
            _y++;
            break;
        case UP:
            _x--;
            break;
        case DOWN:
            _x++;
            break;
        case LEFT_UP:
            _x--, _y--;
            break;
        case LEFT_DOWN:
            _x++, _y--;
            break;
        case RIGHT_UP:
            _x--, _y++;
            break;
        case RIGHT_DOWN:
            _x++, _y++;
            break;
        default:
            //Do Nothing
            break;
        }
        //坐标移动完成，一定要先保证没有越界
        if (_x < 0 || _x > row - 1 || _y < 0 || _y > col - 1) {
            break;
        }
        //合法
        //判断指定位置和原始位置的棋子是否相同，“连珠”就体现在这里
        if (board[x - 1][y - 1] == board[_x][_y]) {
            count++;
        }
        else {
            break;
        }
    }
    return count;
}
/*说明：IsOver的返回值有4种情况
1.NEXT:表明要继续
2.PLAYER1_WIN: 玩家1获胜
3.PLAYER2_WIN：玩家2获胜
4.DRAW: 平局*/
int IsOver(int board[][COL], int row, int col)
{
    /*棋子统计逻辑
    1.以落子位置作为起点，进行8个方向的相同玩家方棋子统计
      落子位置下标与方向统计有很强的关联性
    2.当玩家2落子，说明玩家1没有赢，因此需要先走一步就先判断一次，走到当前才有可能赢
    3.+1是统计被忽略的当前落子*/
    int count1 = ChessCount(board, row, col, LEFT) + ChessCount(board, row, col, RIGHT) + 1; 
    int count2 = ChessCount(board, row, col, UP) + ChessCount(board, row, col, DOWN) + 1; 
    int count3 = ChessCount(board, row, col, LEFT_UP) + ChessCount(board, row, col, RIGHT_DOWN) + 1; 
    int count4 = ChessCount(board, row, col, LEFT_DOWN) + ChessCount(board, row, col, RIGHT_UP) + 1; 
    //判断五子连珠 
    if (count1 >= 5 || count2 >= 5 || count3 >= 5 || count4 >= 5) {
        //有五子连珠，则一定有人赢
        //x, y保存的是玩家最近一次落子
        if (board[x - 1][y - 1] == PLAYER1) {
            return PLAYER1_WIN;
        }
        else {
            return PLAYER2_WIN;
        }
        //这个if-else语句可换成 return board[x-1][y-1];
    }
    int i = 0;
    for (; i < row; i++) {
        int j = 0;
        for (; j < col; j++) {
            if (board[i][j] == 0) {
                return NEXT;
            }
        }
    }

    return DRAW;
}

void ShowBoard(int board[][COL], int row, int col)
{ 
    //C语言清屏，减少每次棋盘打印，实现原地刷新效果
   
    printf("\e[1;1H\e[2J");  //Linux环境下,C语言实现清屏
    printf("\n");
    //将数组内容，进行可视化
    printf("  "); //优化棋盘使其美观
    int i = 1;
    for (; i <= col; i++) {
        printf("%3d", i);
    }
    printf("\n");

    for (i = 0; i < row; i++) {
        int j = 0;
        printf("%2d ", i + 1);
        for (; j < col; j++) {
            if (board[i][j] == 0) {
                printf(" . ");
            }
            else if (board[i][j] == PLAYER1) {
                printf("● ");
            }
            else {
                printf("○ ");
            }
        }
        printf("\n");
    }
}

void PlayerMove(int board[][COL], int row, int col, int who)
{
    //判断玩家的落子位置：合法性、去重
    while (1) {
        printf("玩家[%d] 请输入你的落子坐标： ", who);
        scanf("%d %d", &x, &y);
        //判断输入坐标的合法性，行列
        if (x < 1 || x > row || y < 1 || y > col) {
            printf("位置错误!\n");
            continue;
        }
        //在数组当当中的下标值
        else if (board[x - 1][y - 1] != 0) {
            printf("此位置已被占用!\n");
            continue;
        }
        else {
            //合法性，去重
            board[x - 1][y - 1] = who;
            break;
        }
    }
}

void Game()
{ 
    int board[ROW][COL];   //在函数中定义数组，其实是一个随机数，需要清空以确定坐标数
    /*1.采用ROW，COL型的二维数组，进行游戏信息的保存
    2.全部清空有许多种做法：采用双循环，采用Init函数等                    
    3.注：memset按照字节为单位操作，menset内存设置
    4.使用memset清空，默认棋盘数据都是0*/
    memset(board, 0, sizeof(board));
    int result = NEXT;
    do {
        ShowBoard(board, ROW, COL);          //显示棋盘
        PlayerMove(board, ROW, COL, PLAYER1);//玩家1先走，也可以随机选择先走——“先手”
        result = IsOver(board, ROW, COL);    //判断游戏是否结束
        if (NEXT != result) {
            break;
        }
        ShowBoard(board, ROW, COL);
        PlayerMove(board, ROW, COL, PLAYER2);
        result = IsOver(board, ROW, COL);
        if (NEXT != result) {
            break;
        }
    } while (1);
    //Player1 win, Player2 win, Draw
    switch (result) {
         case PLAYER1_WIN:
            printf("恭喜玩家1获胜!\n");
            break;
         case PLAYER2_WIN:
            printf("恭喜玩家2获胜!\n");
             break;
         case DRAW:
            printf("游戏平局，和气生财!\n");
             break;
         default:
            //这种情况不会出现，do nothing!
            break;
    }
    //ShowBoard(board, ROW, COL);
}

（2）main.c

#include "game.h"
//游戏菜单
void Menu()
{
    printf("############################\n");
    printf("## 1. 开始        0. 退出 ##\n");
    printf("############################\n");
    printf("                 ————By 作者：新晓·故知\n");
    printf("请选择：");
}

int main()
{
    int quit = 0;                 //用来判断游戏是否退出
    int select = 0;
    //使得游戏可以多次进行
    while (!quit) {
        Menu();                  //游戏菜单
        scanf("%d", &select);
        switch (select) {        //根据用户选择，执行合适的游戏逻辑代码
        case 1:
            Game();
            break;
        case 0:
            quit = 1;
            printf("退出游戏，再见!\n");
            break;
        default:
            printf("输入错误，请重新输入!\n");
            break;
        }
    }
    return 0;
}

（3）game.h

#pragma once

#include 
#include 


//增强代码可维护性
#define ROW 10
#define COL 10

#define PLAYER1 1  //玩家1编号，默认棋盘数据是0，玩家1落子，该位置被改成1
#define PLAYER2 2  //玩家2编号，默认棋盘数据是0，玩家2落子，该位置被改成2

#define NEXT        0   //游戏继续
#define PLAYER1_WIN 1   
#define PLAYER2_WIN 2
#define DRAW        3

//使用枚举，代表方向
enum Dir {
    LEFT,
    RIGHT,
    UP,
    DOWN,
    LEFT_UP,
    LEFT_DOWN,
    RIGHT_UP,
    RIGHT_DOWN
};

void Menu();   //菜单功能声明
void Game();   //游戏功能声明

（4）Makefile

game:game.c main.c ProcBar.c                               
    gcc $^ -o $@ 
 
.PHONY:clean                                             
clean:                                                      
    rm -f game

 五、程序调试：

1.程序界面及说明：

（1）进入游戏主程序Linux项目实战——五子棋（单机人人对战版）_第11张图片 

（2）默认玩家1为先手

Linux项目实战——五子棋（单机人人对战版）_第12张图片

 （3）输入玩家坐标

Linux项目实战——五子棋（单机人人对战版）_第13张图片

2.测试用例：

（1）输入错误坐标测试：

Linux项目实战——五子棋（单机人人对战版）_第14张图片

（2）输入已被占用坐标测试

Linux项目实战——五子棋（单机人人对战版）_第15张图片

Linux项目实战——五子棋（单机人人对战版）_第16张图片

（3）实现“五子连珠”判断：

Linux项目实战——五子棋（单机人人对战版）_第17张图片

六、程序功能扩展：

1.扩展思路：

1.引入进度条

2.尝试人机对战
3.功能扩展：颜色提示，步数记录，先手随机交换等
4.网络版本
5. 将走过的步骤保存在文件里，实现自动下棋，以及扩展至数据库

6.nucurses实现鼠标点击

等等

2.扩展实现：

引入进度条：Linux项目实战——五子棋（单机人人对战版）_第18张图片

（1）更改代码：

Makefile： 

game:game.c main.c ProcBar.c
   gcc $^ -o $@

.PHONY : clean
clean :
    rm - f game

main.c：

#include "game.h"
#include "ProcBar.h"
//游戏菜单
void Menu()
{
    printf("############################\n");
    printf("## 1. 开始        0. 退出 ##\n");
    printf("############################\n");
    printf("请选择：");
}

（2）扩展效果演示：Linux项目实战——五子棋（单机人人对战版）_第19张图片

七、项目总结：

1.核心逻辑：

1.基于二维数组保存数据信息

2.将二维数组可视化

3.每次落子存入数据都需要进行更新可视化

4.落子和判断是强相关的，换句话说，玩家1落子的时候说明上一步玩家二没有赢，每个玩家落子，立即判断输赢

2.项目体现思想：

从五子棋项目中体现出对大型项目先进行顶层逻辑设计，再将任务模块化，最后联动组合封装优化。

八、项目改编：

将Linux环境下的C语言项目改编在Windows环境下，实现运行！借助C语言的跨平台性，进行跨平台改动。Linux项目实战——五子棋（单机人人对战版）_第20张图片

后记：
●由于作者水平有限，文章难免存在谬误之处，敬请读者斧正，俚语成篇，恳望指教！
                                                                                    ——By 作者：新晓·故知

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