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如何用C语言实现三子棋的人机博弈

骑在牛背上看书 2022-04-17 阅读 47
c语言

目录

1.呈现初始菜单与玩家的选择面板

2.呈现初始棋盘

3.玩家落子

4.电脑落子

5.判断胜负

6.呈现最终结果

7.最终代码展示

8.心得体会

正文 

1.呈现初始菜单

  游戏初始菜单是面向玩家的第一个面板，必须让玩家清晰的知道下一步要怎么做，有什么选择，因此我搭建了如下菜单。

#include<stdio.h>
void menu()
{
	printf("*************菜单*************\n");
	printf("******1.Play******0.Exit******\n");
	printf("******************************\n");
}
void test()
{
	menu();

}
int main()
{
	test();
	return 0;
}

注:在主函数中进入游戏调试的test函数，再从test函数进入菜单menu函数，之后的游戏函数也是在test函数中实现的。

这里想要实现的是玩家输入1为开始游戏，输入0为退出游戏。

  那么，菜单呈现之后就要实现让玩家选择的功能了。玩家可以选择开始游戏或者退出游戏，如果玩家输入了1和0以外的数字，系统则会报错并让玩家重新选择。有多种情况，可以用一个循环和判断的嵌套来实现。如下：

#include<stdio.h>
void menu()
{
	printf("*************菜单*************\n");
	printf("******1.Play******0.Exit******\n");
	printf("******************************\n");
}
void test()
{
	menu();
	int input = 0;
	do
	{
		scanf("%d", &input);
		switch (input)
		{
		case 1:
			game();//实现游戏内容
			break;
		case 0:
			printf("退出游戏");
			break;
		default:
			printf("输入非法，请重新输入");
		}
	} while (input);

}
int main()
{
	test();
	return 0;
}

2.呈现初始棋盘

  在玩家输入1之后，游戏开始。那么，为了更直观的游戏体验，开始我想让玩家能看到一个空棋盘，并且之后能在这个空棋盘上落子。那么，这该如何实现呢？

下面是初始化棋盘函数IntialBoard 和 呈现棋盘函数DisplayBoard的定义。

#include<stdio.h>
#include "game.h"
void InitialBoard(char arr[ROW][COL], int row, int col)
{
	int i = 0;
	int j = 0;
	for (i = 0;i < row;i++)
	{
		for (j = 0;j < col;j++)
		{
			arr[i][j] = ' ';
		}
	}//初始化棋盘, 让数组中每一个元素都为空格' '
}
#include<stdio.h>
#include "game.h"
void DisplayBoard(char arr[ROW][COL], int row, int col)
{
	int i = 0;
	int j = 0;
	for (i = 0;i < row;i++)
	{
		for (j = 0;j < col;j++)
		{
			printf(" %c ", arr[i][j]);//与数组元素相联系
			if (j < col - 1)
			{
				printf("|");
			}
		}
		printf("\n");
		if (i < row - 1)
		{
			for (j = 0;j < col;j++)
			{
				printf("---");
				if (j < col - 1)
				{
					printf("|");
				}
			}
		}
		printf("\n");
	}
}//打印棋盘，玩家下子后棋盘发生变化

 ✔最终打印结果：

 该棋盘中n行m列对于了二维数组中的元素board[n-1][m-1]

过渡~

3.玩家落子

 构建玩家落子playermove()函数：

错误版本❌：

void playermove(char arr[ROW][COL], int row, int col)
{
	int x, y;
	scanf("%d%d", &x, &y);
	while (1)
	{
		if ((x >= 1 && x <= row) && (y >= 1 && y <= col))
		{
			if (arr[x - 1][y - 1] == ' ')
			{
				arr[x - 1][y - 1] = 'X';
				break;
			}
			else
			{
				printf("坐标已被占用，请重新输入");
				continue;
			}
		}
		else
		{
			printf("坐标非法，请重新输入");
			continue;
		}
	}
}

⭕改正版本如下： 

void playermove(char arr[ROW][COL], int row, int col)
{
	int x, y;
	printf("请输入落子坐标(行 列):");
	while (1)
	{
		scanf("%d%d", &x, &y);
		if ((x >= 1 && x <= row) && (y >= 1 && y <= col))
		{
			if (arr[x - 1][y - 1] == ' ')
			{
				arr[x - 1][y - 1] = 'X';
				break;//直到玩家下入一个棋子便跳出循环，为止
			}
			else
			{
				printf("坐标已被占用，请重新输入:");
				continue;
			}
		}
		else
		{
			printf("坐标非法，请重新输入:");
			continue;
		}
	}
}

测试成功：

 4.电脑落子

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>
int main()
{
  srand((unsigned int)time(NULL));
  int rom=rand();

}

   这是生成随机数的代码，具体原理在此不展开。如果想要获得区间(a,b)内的随机数，则可通过

rom=rand()%(b-a+1)+a 来实现。

⭕下面是我对电脑落子computermove函数的定义:

void computermove(char arr[ROW][COL], int row, int col)
{
	printf("电脑走\n");
	int x = 0;
	int y = 0;
	while (1)
	{
		x = rand() % row;
		y = rand() % col;
		if (arr[x][y] == ' ')
		{
			arr[x][y] = 'O';
			break;
		}
		else
			continue;
	}
}//若坐标占用，则重新生成一组随机坐标，直到电脑成功下子，跳出循环，回合结束。

 测试结果：

5.判断输赢

   因为每次判断有四种可能的结果，分别是玩家赢、电脑赢、平局、继续, 我们用四个字符 X、O、Q、C分别来表示四种结果。我们可以定义判断函数的返回值是一个字符并且该返回值的结果有X、O、Q、C四种，根据判断函数返回值来判断本回的结果。如下：

char Judge(char arr[ROW][COL], int row, int col)
{
	int i = 0;
	for (i = 0;i < row;i++)
	{
		if (arr[i][0] == arr[i][1] && arr[i][1] == arr[i][2] && arr[i][0] != ' ')
			return arr[i][0];//返回值可以是'X'和'O'，返回谁就是谁赢了
	}

	int j = 0;
	for (j = 0;j < col;j++)
	{
		if (arr[0][j] == arr[1][j] && arr[1][j] == arr[2][j] && arr[0][j] != ' ')
			return arr[0][j];
	}

	if (arr[0][0] == arr[1][1] && arr[1][1] == arr[2][2] && arr[1][1] != ' ')
		return arr[1][1];
	if (arr[0][2] == arr[1][1] && arr[1][1] == arr[2][0] && arr[1][1] != ' ')
		return arr[1][1];

	if (Is_full(arr, ROW, COL) == 1)
	{
		return 'Q';
	}

	return 'C';


​

由于棋盘下满后才有可能平局，因此我们再构建一个函数Is_full判断棋盘是否已满，用整数返回值1/0表示。

int Is_full(char arr[ROW][COL], int row, int col)
{
	int i = 0;
	for (i = 0;i < row;i++)
	{
		int j = 0;
		for (j = 0;j < col;j++)
		{
			if (arr[i][j] == ' ')
				return 0;
		}
	}
	return 1;
}

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 

💚优化版💚

void game()
{
	int count1 = 0;
	int count2 = 0;
	srand((unsigned int)time(NULL));
	char board[ROW][COL] = { ' ' };
	InitialBoard(board, ROW, COL);
	DisplayBoard(board, ROW, COL,NULL);
	while (1)
	{
		playermove(board, ROW, COL, &count1);//计数器在此函数外，因此需传址
		DisplayBoard(board, ROW, COL);
		if (count1 >= 3)
		{
			if (Judge(board, ROW, COL) != 'C')
				break;
		}
		
		computermove(board, ROW, COL,&count2);
		DisplayBoard(board, ROW, COL);
		if (count2 >= 3)
		{
			if (Judge(board, ROW, COL) != 'C')
				break;
		}
	}
	Result(Judge(board, ROW, COL));
	printf("选择继续游戏或退出:\n");
}
void computermove(char arr[ROW][COL], int row, int col,int* n)
{
	printf("电脑走\n");
	int x = 0;
	int y = 0;
	while (1)
	{
		x = rand() % row;
		y = rand() % col;
		if (arr[x][y] == ' ')
		{
			arr[x][y] = 'O';
			(*n)++;//落子后自增加1
			break;
		}
		else
			continue;
	}
}

玩家下子同理，不再贴出代码段。

6.呈现最终结果

void game()
{
	srand((unsigned int)time(NULL));
	char board[ROW][COL] = { ' ' };
	InitialBoard(board, ROW, COL);
	DisplayBoard(board, ROW, COL);
	while (1)
	{
		playermove(board, ROW, COL);
		DisplayBoard(board, ROW, COL);
		if (Judge(board, ROW, COL) != 'C')
			break;

		computermove(board, ROW, COL);
		DisplayBoard(board, ROW, COL);
		if (Judge(board, ROW, COL) != 'C')
			break;
	}
	Result(Judge(board, ROW, COL));
	printf("选择继续游戏或退出:\n");
}

最后，game()函数的总体实现如上代码块所示。每一回合中某一方落子判断一次，直到有一次判断的字符结果不为'C'(既不再继续)，才跳出循环，再判断(在Result函数中实现,如下代码块)该字符为‘X’ ‘O’ 'Q'中的哪一个，从而得出最终结果。

void Result(char ch)
{
	switch (ch)
	{
	case 'X':
		printf("玩家获胜\n");
		break;
	case 'O':
		printf("电脑获胜\n");
		break;
	case 'Q':
		printf("平局\n");
		break;
	}
}

测试结果：

7.最终代码展示 (有点长，可以跳过)

  test.c文件 

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include"game.h"

void game()
{
	int count1 = 0;
	int count2 = 0;
	srand((unsigned int)time(NULL));
	char board[ROW][COL] = { ' ' };
	InitialBoard(board, ROW, COL);
	DisplayBoard(board, ROW, COL,NULL);
	while (1)
	{
		playermove(board, ROW, COL, &count1);
		DisplayBoard(board, ROW, COL);
		if (count1 >= 3)
		{
			if (Judge(board, ROW, COL) != 'C')
				break;
		}
		//
		computermove(board, ROW, COL,&count2);
		DisplayBoard(board, ROW, COL);
		if (count2 >= 3)
		{
			if (Judge(board, ROW, COL) != 'C')
				break;
		}
	}
	Result(Judge(board, ROW, COL));
	printf("选择继续游戏或退出:\n");
}
void menu()
{
	printf("*************菜单*************\n");
	printf("******1.Play******0.Exit******\n");
	printf("******************************\n");
}
void test()
{
	int input = 0;
	do
	{
		menu();
		scanf("%d", &input);
		switch (input)
		{
		case 1:
			game();
			break;
		case 0:
			printf("退出游戏\n");
			break;
		default:
			printf("输入非法，请重新输入:\n");
		}
	} while (input);

}
int main()
{
	test();
	return 0;
}

game.h文件(函数声明)

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#define ROW 3
#define COL 3
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>

void InitialBoard(char arr[ROW][COL], int row, int col);
void DisplayBoard(char arr[ROW][COL], int row, int col);
void playermove(char arr[ROW][COL], int row, int col,int* n);
void computermove(char arr[ROW][COL], int row, int col,int* n);
char Judge(char arr[ROW][COL], int row, int col);
int Is_full(char arr[ROW][COL], int row, int col);
void Result(char ch);

game.c文件(函数定义)

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "game.h"
void Result(char ch)
{
	switch (ch)
	{
	case 'X':
		printf("玩家获胜\n");
		break;
	case 'O':
		printf("电脑获胜\n");
		break;
	case 'Q':
		printf("平局\n");
		break;
	}
}
int Is_full(char arr[ROW][COL], int row, int col)
{
	int i = 0;
	for (i = 0;i < row;i++)
	{
		int j = 0;
		for (j = 0;j < col;j++)
		{
			if (arr[i][j] == ' ')
				return 0;
		}
	}
	return 1;
}
char Judge(char arr[ROW][COL], int row, int col)
{
	int i = 0;
	for (i = 0;i < row;i++)
	{
		if (arr[i][0] == arr[i][1] && arr[i][1] == arr[i][2] && arr[i][0] != ' ')
			return arr[i][0];
	}

	int j = 0;
	for (j = 0;j < col;j++)
	{
		if (arr[0][j] == arr[1][j] && arr[1][j] == arr[2][j] && arr[0][j] != ' ')
			return arr[0][j];
	}

	if (arr[0][0] == arr[1][1] && arr[1][1] == arr[2][2] && arr[1][1] != ' ')
		return arr[1][1];
	if (arr[0][2] == arr[1][1] && arr[1][1] == arr[2][0] && arr[1][1] != ' ')
		return arr[1][1];

	if (Is_full(arr, ROW, COL) == 1)
	{
		return 'Q';
	}

	return 'C';
}

void computermove(char arr[ROW][COL], int row, int col,int* n)
{
	printf("电脑走\n");
	int x = 0;
	int y = 0;
	while (1)
	{
		x = rand() % row;
		y = rand() % col;
		if (arr[x][y] == ' ')
		{
			arr[x][y] = 'O';
			(*n)++;
			break;
		}
		else
			continue;
	}
}

void playermove(char arr[ROW][COL], int row, int col,int* n)
{
	printf("玩家走\n");
	int x = 0;
	int y = 0;
	printf("请输入落子坐标(行 列):");
	while (1)
	{
		scanf("%d%d", &x, &y);
		if ((x >= 1 && x <= row) && (y >= 1 && y <= col))
		{
			if (arr[x - 1][y - 1] == ' ')
			{
				arr[x - 1][y - 1] = 'X';
				(*n)++;
				break;
			}
			else
			{
				printf("坐标已被占用，请重新输入:");
				continue;
			}
		}
		else
		{
			printf("坐标非法，请重新输入:");
			continue;
		}
	}
}

void DisplayBoard(char arr[ROW][COL], int row, int col)
{
	int i = 0;
	int j = 0;
	for (i = 0;i < row;i++)
	{
		for (j = 0;j < col;j++)
		{
			printf(" %c ", arr[i][j]);
			if (j < col - 1)
			{
				printf("|");
			}
		}
		printf("\n");
		if (i < row - 1)
		{
			for (j = 0;j < col;j++)
			{
				printf("---");
				if (j < col - 1)
				{
					printf("|");
				}
			}
		}
		printf("\n");
	}
}

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

下面让我们跟电脑来一场酣畅淋漓的较量吧！！ 

很显然，这个游戏难就难在怎么让电脑赢/doge

8.心得体会 🧐

  经过大概两天的学习和coding最终写出这篇博客，收获颇多，在学习完函数模块后以此巩固了对知识的掌握、加深了对知识的理解。错误和bug是在所难免的，虽然寻找它和修改它的过程很艰辛，但是每修一个bug都会十分的心情愉悦。

今天的分享到此为止啦，记得点个赞噢！

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