前言
本文主要是对前面所学内容进行复习和练习，学习内容包括但不限于：
- 分支与循环语句
- 函数
- 数组
本文要通过编写三子棋的游戏来进行知识点的再学习。
1、三子棋是什么？
1.1 百度百科
三子棋是黑白棋的一种。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。
1.2 游戏编程准备工作
通过观察上图，三子棋是下在一个井字形或者九宫格的棋盘内的。因此，我们可以先从打印一个棋盘入手开始编写程序。为了方便起见，我们规定输出下面这样的九宫格棋盘。
参照三子棋的下棋规则，制定初步的编程思路：
1、在玩游戏开始前输出一些符号和文字，让界面更加有仪式感，例如：
printf("*********************\n");
printf("*****1. 开始游戏*****\n");
printf("*****0. 退出游戏*****\n");
printf("*********************\n");
2、提示玩家选择：
- 输入1代表玩游戏
- 输入0代表退出游戏
- 输入其他，提示输入错误，需要玩家重新输入
3、下棋开始前先初始化棋盘，在打印出棋盘
4、玩家下棋后，再次打印出棋盘
5、电脑下棋后，再次打印出棋盘
6，如此循环往复几步后，判断赢家是谁，下棋结束
7、玩家可选择继续玩还是退出程序
2. 程序实现
2.1 搭建程序框架
我们首先搭建程序框架，让程序能够跑起来，再接着修改程序，实现基本功能。
因为游戏是多次进行的，选择do-while循环结构，编写程序主题结构。
void menu()
{//输出提示字符
printf("*********************\n");
printf("*****1. 开始游戏*****\n");
printf("*****0. 退出游戏*****\n");
printf("*********************\n");
}
void play()
{//玩游戏的代码
printf("玩家选择玩游戏！\n");
}
int main()
{//利用do-while循环，写成主体结构
int input = 0;
do
{
menu();//输出提示信息
printf("请选择1或者0==> ");//1代表玩，0代表退出游戏
scanf("%d", &input);//玩家输入
switch (input)
{//通过分支结构，决定输入是什么
case 1://玩游戏
play();//调用玩游戏的函数
break;
case 0://退出游戏
printf("退出游戏！\n");
break;
default://重新输入
printf("输入错误，请重新输入1或0 \n");
break;
}//先进入循环输出提示信息，当输入1时，满足循环条件，接着执行循环里面的程序，也就是玩游戏
//当输入0时，不满足循环条件，也就是退出游戏
//使用do-while循环符合逻辑
} while (input);
return 0;
}
运行程序，分别输入1 2 0，输出结果如下所示，达到了预期的界面效果：
- 输入1代表玩游戏
- 输入其他，提示输入错误，需要玩家重新输入
- 输入0代表退出游戏
2.2 模块化编程
上面一小节的代码搭建了程序的框架，能实现程序的基础功能，我们接着进一步play函数中添加代码，完善玩游戏的功能
由于代码较多，将采用模块化编程，这一使代码可读性更高一点。将不同功能的函数实现放在不同的源文件中。
2.2.1 源文件test.c
将函数main 、test、menu、play放入源文件test.c中，这里只是初步规划，代码会随着实现功能慢慢增加。
//后续将会逐步添加，不表明只有这些
#include "play.h"//头文件必须添加，printf等函数正常工作
void menu()
{//输出提示字符
printf("*********************\n");
printf("*****1. 开始游戏*****\n");
printf("*****0. 退出游戏*****\n");
printf("*********************\n");
}
void play()
{//玩游戏的具体实现代码
printf("玩家选择玩游戏！\n");
//存放下棋的数据
char board[ROW][COL] = { 0 };
//初始化棋盘为全空格
InitBoard(board, ROW, COL);
}
void test()
{//游戏界面代码
int input = 0;
do
{
menu();
printf("请选择1或者0==> ");
scanf("%d", &input);
switch (input)
{
case 1:
play();
break;
case 0:
printf("退出游戏！\n");
break;
default:
printf("输入错误，请重新输入1或0 \n");
break;
}
} while (input);
}
int main()
{
test();
return 0;
}
2.2.2 源文件play.c
将函数初始化棋盘、打印棋盘、玩家下棋，等等放入源文件play.c，这里只是初步规划，代码会随着实现功能慢慢增加。
//后续将会逐步添加，不表明只有这些
#include "play.h"//头文件必须添加，包含stdio.h，使printf等函数正常工作
//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 PlayMover(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
}
//电脑下棋
void ComputerMove(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
}
2.2.3 头文件play.h
将宏定义，函数声明放在这个头文件件play.h，这里只是初步规划，代码会随着实现功能慢慢增加。
//后续将会逐步添加，不表明只有这些 #include//添加头文件 #define ROW 3//棋盘行数 #define COL 3//棋盘列数 void play(); //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 PlayMover(char board[ROW][COL], int row, int col); //电脑下棋 void ComputerMove(char board[ROW][COL], int row, int col);
2.3 程序实现—拓展play函数
2.3.1 棋盘初始化与打印函数
在玩家下棋前，需要完成两件事情
- 使用函数 InitBoard： 初始化棋盘，用空格初始化
- 使用函数 DisplayBoard： 将棋盘打印出来。
//test.c
void play()
{
printf("玩家选择玩游戏！\n");
//存放下棋的数据 ROW代表棋盘行数，COL代表棋盘列数
char board[ROW][COL] = { 0 };
//初始化棋盘为全空格
InitBoard(board, ROW, COL);
//展示棋盘,打印
DisplayBoard(board, ROW, COL);
}
//play.c
void InitBoard(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
int i = 0;
for (i = 0; i < row; i++)
{
int j = 0;
for (j = 0; j < col; j++)
{
board[i][j] = ' ';//赋值空格，进行格式化
}
}
}
//第一稿
void DisplayBoard(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
int i = 0;
for (i = 0; i < row; i++)
{
int j = 0;
for (j = 0; j < col; j++)
{//此时数组里都是空格
printf("%c", board[i][j]);//都是空格看不见
}
printf("\n");
}
}
运行结果显示，函数InitBoard使用空格完成初始化，但是空格直接打印都是空白，看不见，因此需要修改打印函数DisplayBoard
- 2.3.1.1 打印函数DisplayBoard——修改1
//第二稿
void DisplayBoard(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
int i = 0;
for (i = 0; i < row; i++)
{
printf(" %c | %c | %c \n", board[i][0], board[i][1], board[i][2]);
//打印分隔符
printf("---|---|---\n");
}ruxiat
}
打印结果如上图，基本上是一个九宫格棋盘了。但是第三行的字符是多余的，需要再次修改。
- 2.3.1.2 打印函数DisplayBoard——修改2
//第三稿
void DisplayBoard(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
int i = 0;
for (i = 0; i < row; i++)
{//但是这里有问题，每行的输出是固定的3个，当行列改变时，这里就不能用了
printf(" %c | %c | %c \n", board[i][0], board[i][1], board[i][2]);
//打印分隔符
if(i
运行结果如上所示。但是上面的代码也存在问题，每行字符输出是固定的3个，当行列改变时，这里就会出问题。
printf(" %c | %c | %c \n", board[i][0], board[i][1], board[i][2]);
将棋盘的行数、列数改为10 ，运行结果如下：
因此，这行代码需要修改。
- 2.3.1.3 打印函数DisplayBoard——修改3
//第四稿
void DisplayBoard(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
int i = 0;
for (i = 0; i < row; i++)
{
for (int j = 0; j < col; j++)
{//将这里改为自动化输出
printf(" %c ", board[i][j]);
printf("|");
}
printf("\n");
//打印分隔符
if (i < row - 1)//第三行不打印
printf("---|---|---\n");
}
}
上图为显示结果，第三列有问题，对代码进行修改。
- 2.3.1.4 打印函数DisplayBoard——修改4
//第五稿
void DisplayBoard(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
int i = 0;
for (i = 0; i < row; i++)
{
for (int j = 0; j < col; j++)
{
printf(" %c ", board[i][j]);
if(j
上面是运行结果，**程序代码也存在问题，同前面一样，输出的字符是固定的，**因此再次修改代码。
printf("---|---|---\n");//这里也有问题，写成固定的
- 2.3.1.5 打印函数DisplayBoard——修改5
//第六稿，至此改完
void DisplayBoard(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
int i = 0;
for (i = 0; i < row; i++)
{
for (int j = 0; j < col; j++)
{
printf(" %c ", board[i][j]);
if (j < col - 1)第三列不打印
printf("|");
}
printf("\n");//每一行打完就换行
//打印分隔符
if (i < row - 1)//第三行不打印
{
for (int j = 0; j < col; j++)
{//此时可以测试10行10列了
printf("---");//纯粹的符号打印，没有输入的字符
if (j < col - 1)//第三列不打印
printf("|");
}
printf("\n");//每一行打完就换行
}
}
}
运行结果如上图。将棋盘行数、列数改为10，再次运行，结果见下图，由此，打印函数DisplayBoard修改结束，符合使用要求了。
2.3.2 玩家下棋函数 PlayMover
在初始化并打印棋盘后，接着就要邀请玩家下棋了，下完后也要打印出棋盘。在函数 paly 里添加 PlayMover 和 DisplayBoard。
void play()
{
printf("玩家选择玩游戏！\n");
//存放下棋的数据
char board[ROW][COL] = { 0 };
//初始化棋盘为全空格
InitBoard(board, ROW, COL);
//展示棋盘,打印
DisplayBoard(board, ROW, COL);
//玩家下棋
PlayMover(board, ROW, COL);
//展示棋盘,打印
DisplayBoard(board, ROW, COL);
}
玩家下棋函数 PlayMover，根据玩家输入的坐标信息，在对应的位置输入*，代表落下棋子。
void PlayMover(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
int x = 0;
int y = 0;
printf("游戏已开始，请玩家下棋\n");
while (1)
{
printf("请输入落棋子位置 ==> ");
scanf("%d %d", &x, &y);
if (x >= 1 && x <= row && y >= 1 && y <= col)
{//玩家的角度，行列都是1开始的
//下棋
if (board[x - 1][y - 1] == ' ')//数组角度，代码要减1
{//落棋位置，就是前面打印棋盘 %c 的位置
board[x - 1][y - 1] = '*';//输入字符，代表落下棋子
break;
}
else
{
printf("该位置已有棋子，请重新选择落子位置\n");
}
}
else
{
printf("坐标非法，请重新输入\n");
}
}
}
输入坐标1 1，结果显示：在对应位置输出*，代表落下棋子。由此表明，玩家下棋函数 PlayMover符合预期效果。
2.3.3 电脑下棋函数 ComputerMove
玩家下棋后，打印出棋盘，紧接着就轮到电脑下棋了,同样打印出棋盘。在函数 paly 里添加 ComputerMove 和 DisplayBoard。
void play()
{
printf("玩家选择玩游戏！\n");
//存放下棋的数据
char board[ROW][COL] = { 0 };
//初始化棋盘为全空格
InitBoard(board, ROW, COL);
//展示棋盘,打印
DisplayBoard(board, ROW, COL);
//玩家下棋
PlayMover(board, ROW, COL);
//展示棋盘,打印
DisplayBoard(board, ROW, COL);
//电脑下棋
ComputerMove(board, ROW, COL);
//展示棋盘,打印
DisplayBoard(board, ROW, COL);
}
电脑是自己随机下棋的，电脑的行数、列数先随机产生一个0-2的坐标位置，再判断这个位置是否为空：
- 为空，输入字符#，代表电脑在此落下棋子
- 否则，会循环再次产生随机数，直到为空
下面将在源文件 play.c 中添加函数 ComputerMove 的实现代码，并在头文件 play.h 中添加函数声明。
//头文件 play.h中
void ComputerMove(char board[ROW][COL], int row, int col);
//源文件 play.c中
void ComputerMove(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
int x = 0;
int y = 0;
printf("电脑下棋 ==> \n");
while (1)
{//电脑下棋是随机的
x = rand() % row;//输出0-2之间的随机数 0 1 2
y = rand() % col;//输出0-2之间的随机数 0 1 2
if (board[x][y]==' ')//先判断对应坐标是否为空格
{//空格代表没有棋子，则电脑将落下棋子
board[x][y] = '#';//#代表电脑下棋
break;//下完就跳出循环
}
}
}
由于坐标位置随机产生的，要在 头文件 play.h 中添加两个头文件
#include//库函数 #include //与系统时间有关的
在源文件 test.c 中的函数test中，添加函数srand，放在do-while循环之前，这样电脑下棋的位置将是真正的随机产生。
srand((unsigned int)time(NULL));
运行结果见上图，由于下棋是双方轮流下棋的，所以玩家下棋和电脑下棋是一个循环的动作。在此在函数play 添加while循环:
void play()
{
printf("玩家选择玩游戏！\n");
//存放下棋的数据
char board[ROW][COL] = { 0 };
//初始化棋盘为全空格
InitBoard(board, ROW, COL);
//展示棋盘,打印
DisplayBoard(board, ROW, COL);
while (1)
{
//玩家下棋
PlayMover(board, ROW, COL);
//展示棋盘,打印
DisplayBoard(board, ROW, COL);
//电脑下棋
ComputerMove(board, ROW, COL);
//展示棋盘,打印
DisplayBoard(board, ROW, COL);
}
}
运行结果见上图。到此，代码已经实现了正常的下棋功能并显示出来。
2.2.4 判断赢家函数 WhoIsWin
三子棋棋盘一共只能下9个棋子，因此经过双方几轮下棋后，势必会分出胜负，结果分为三种：
- 玩家赢，约定返回 *
- 电脑赢，约定返回 #
- 平局，约定返回 q，此时棋盘已满是棋子，不分胜负
- 其他情况，约定返回 c，继续下棋
当然，以上结果是不包括掀了棋盘的。
基于前面的代码基础上，在函数 paly 里添加判断赢家的函数WhoIsWin ，修改后的函数 play逻辑是：
- 在while循环中，玩家先下棋
- 函数 WhoIsWin 会判断棋盘的结果，并以字符的方式返回，赋值给result
- if判断result的值
（1）若返回的字符是c，则程序往下运行，轮到电脑下棋
（2）若返回的字符不是c，说明下棋出结果了，break直接跳出while循环，进行剩下的3个if判断
（3）返回 *，代表玩家赢； 返回 #，代表电脑赢；返回 c，代表平局；
void play()
{
printf("玩家选择玩游戏！\n");
char result = 0;//棋盘最终结果根据result判断
//存放下棋的数据
char board[ROW][COL] = { 0 };
//初始化棋盘为全空格
InitBoard(board, ROW, COL);
//展示棋盘,打印
DisplayBoard(board, ROW, COL);
while (1)
{
//玩家下棋
PlayMover(board, ROW, COL);
//展示棋盘,打印
DisplayBoard(board, ROW, COL);
result = WhoIsWin(board, ROW, COL);//函数判断下棋结果后，返回对应的字符
if (result !='c')//玩家下棋后进行一次判断
{//不继续下棋，说明已经分出胜负了
break;
}
//电脑下棋
ComputerMove(board, ROW, COL);
//展示棋盘,打印
DisplayBoard(board, ROW, COL);
result = WhoIsWin(board, ROW, COL);//函数判断下棋结果后，返回对应的字符
if (result != 'c')//电脑下棋后进行一次判断
{//不继续下棋，说明已经分出胜负了
break;
}
}
//根据函数WhoIsWin返回的字符，输出下棋结果
if (result == '*')
{
printf("玩家赢了\n");
}
else if (result == '#')
{
printf("电脑赢了\n");
}
else
{
printf("平局\n");
}
}
在源文件 play.c 添加 WhoIsWin 的代码，并在**头文件 play.h **添加函数声明：
//头文件 play.h中 char WhoIsWin(char board[ROW][COL], int row, int col); int IfFull(char board[ROW][COL], int row, int col);
函数 WhoIsWin 的逻辑：
- 判断每一行、每一列、对角线上，三个棋子相同吗？相同且不是空格，直接返回代表棋子的字符， *为玩家，#为电脑
- 棋盘棋子都是满的，则代表平局，返回字符 q
- 其他情况，代表继续下棋，还没分出胜负，返回字符 c
//源文件 play.c中
//判断棋盘是否满了？ 此函数包含在 WhoIsWin 中
int IfFull(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
for (int i = 0; i < row; i++)
{
for (int j = 0; j < col; j++)
{
if (board[i][j] == ' ')
{
return 0;//存在空格棋盘没有满
}
}
}
}
//判断赢家
char WhoIsWin(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
//判断行,每一行连续三个棋子相同
for (int i = 0; i < row; i++)
{
if (board[i][0] == board[i][1] && board[i][1] == board[i][2] && board[i][1] != ' ')
{//只要连续三个棋子相同，就直接返回这个棋子，这里不用区分* 还是#
return board[i][1];
}
}
//判断列,每一列连续三个棋子相同
for (int j = 0; j < row; j++)
{
if (board[0][j] == board[1][j] && board[1][j] == board[2][j] && board[1][j] != ' ')
{
return board[1][j];
}
}
//对角线,连续三个棋子相同
if (board[0][0] == board[1][1] && board[1][1] == board[2][2] && board[1][1] != ' ')
{//主对角线
return board[1][1];
}
if (board[0][2] == board[1][1] && board[1][1] == board[2][0] && board[1][1] != ' ')
{//副对角线
return board[1][1];
}
//判断平局,棋盘满了，不分胜负
if (IfFull(board, row, col) == 1)
{
return 'q';//quit表示平局
}
//没有赢家，棋盘也没满，继续下棋
return 'c';//continue,表示继续
}
运行结果见下图，基本上一个完整的三子棋游戏代码已经实现了。
但是上述代码还有一个小问题，在判断每一行、每一列、对角线上，三个棋子是否相同时，代码直接写固定的3个，如果将棋盘改成5行5列的五子棋时，这里就会出现问题了。这里留到以后在修改成能适应五子棋的游戏。三子棋的代码实现就告一段落了。
完整代码放入gitee中：
三子棋完整代码
总结
本文主要是游戏三子棋的实现，从零开始，介绍了代码实现的思路，应该从简单的代码实现，然后再逐步添加代码功能，及时打印结果进行调试，查看代码是否达到预期要求，最终完善代码。
代码是从简单代码慢慢增加，删减、优化变成复杂的代码，不可能是从上往下的模式去设计代码，这不科学。要熟悉三子棋编写代码的流程，培养好的写代码的习惯。
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