【C语言实现五子棋、三子棋人机对战,包含电脑人工智能对战(可攻可守)】(非标题党)

C语言——五子棋、井字棋人机对“战”

针对C语言学习过程中的五子棋、三子棋实现记录


五子棋人机对战

  • C语言——五子棋、井字棋人机对“战”
  • 实际效果
  • 一、头文件(game.h)
  • 二、测试文件(test.c)
  • 三、游戏程序文件(game.c)
  • 四、电脑智能下棋程序文件(computer.c)
  • 总结

实际效果

五子棋


做的动图太大了,传不上,那就传视频吧。


一、头文件(game.h)

包含了一些会使用到的函数声明、头文件、宏定义等。需要注意的是宏定义的ROW,COL为棋盘的大小规格,可自行调整,ROW为行,COL为列。RULE为棋盘规则,如:RULE = 5,为五子连成为胜;RULE = 3,为三子连成为胜。 可自行调整,但不要超过5,因为我没有为超过5的棋盘规则计算权值。

#pragma once

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

//符号的定义 - 棋盘的大小
#define ROW 10
#define COL 10

//符号的定义 - 棋盘规则
#define RULE 5


//游戏菜单
void menu();
/*
选项1为开始游戏
选项2为退出游戏
*/

//游戏具体实现
void game();

//棋盘初始化
void board_init(char board[ROW][COL], int row, int col);

//棋盘打印
void board_display(char board[ROW][COL], int row, int col);

//判断游戏输赢
char board_wolf(char board[ROW][COL], int row, int col);

//玩家下棋
void PlayerMove(char board[ROW][COL], int row, int col);

//电脑下棋
void ComputerMove(char board[ROW][COL], int row, int col);

//判断棋盘是否已满
int isfull(char board[ROW][COL], int row, int col);

//电脑智能下棋系统(包含计分)
void computer_calc(char board[ROW][COL], int row, int col);

//电脑智能判断
void computer_think(int calc_score[ROW][COL], char board[ROW][COL], int row, int col);

二、测试文件(test.c)

包含游戏主函数的实现,flag控制如果输入错误选项,可以再次回到菜单。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include "game.h"

//游戏主函数实现
int main()
{
	int flag = 0;
	do
	{
		int input = 0;
		menu();//菜单
		printf("请选择:>");
		scanf("%d", &input);
		switch (input)
		{
		case 1:
			printf("开始游戏\n");
			game();//游戏运行
			break;
		case 0:
			printf("退出游戏");
			break;
		default:
			printf("输入错误\n");
			flag = 1;
			break;
		}
	} while (flag);
	return 0;
}

三、游戏程序文件(game.c)

包含了一些游戏程序上的函数实现。思路上并不是根据大多数人所做的:按照落子位置上下左右斜方向扫描,来判断输赢。这里我选用了扫描全棋盘,每个棋子都扫描到。当然他们的想法会更好,这里为了简单就这样写了。需要注意的是,这部分代码未写死,比较通用,更改头文件的ROW,COL,RULE都有效。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include "game.h"

//游戏菜单
void menu()
{
	printf("***************************\n");
	printf("*******    1.play     *****\n");
	printf("*******    0.exit     *****\n");
	printf("***************************\n");
}

//游戏实现
void game()
{
	//设置随机数的生成器
	srand((unsigned int)time(NULL));
	//存储数据 - 二维数组
	char board[ROW][COL];
	//初始化棋盘 - 初始化空格
	board_init(board, ROW, COL);
	//打印一下棋盘
	board_display(board, ROW, COL);
	char ret = 0;

	while (1) 
	{
		//玩家下棋
		PlayerMove(board, ROW, COL);
		//清屏
		system("cls");
		board_display(board, ROW, COL);
		//判断游戏输赢
		ret = board_wolf(board, ROW, COL);
		if (ret != 'C')
			break;

		//电脑下棋
		printf("对方正在下棋......\n");
		Sleep(1000);//让电脑假装思考
		ComputerMove(board, ROW, COL);
		//清屏
		system("cls");
		board_display(board, ROW, COL);
		//判断游戏输赢
		ret = board_wolf(board, ROW, COL);
		if (ret != 'C')
			break;
	}
	switch (ret)
	{
	case 'O':
		printf("玩家赢了\n");
		break;
	case 'X':
		printf("电脑赢了\n");
		break;
	case 'Q':
		printf("平局\n");
		break;
	}
	
}
//棋盘初始化
void board_init(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	int i = 0;
	int j = 0;
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		for (j = 0; j < col; j++)
		{
			board[i][j] = ' ';
		}
	}
}
//打印棋盘
void board_display(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	int i = 0;
	int k = 1;
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		int j = 0;
		for (j = 0; j < col; j++)
		{
			printf(" %c ", board[i][j]);
			if (j < col - 1)
			{
				printf("|");
			}
		}
	    //给最右侧一列加上行数,方面玩家输入坐标
		printf(" %d", k);
		k++;
		printf("\n");
		if (i < row - 1)
		{
			int j = 0;
			for (j = 0; j < col; j++)
			{
				printf("———");
				if (j < col - 1)
				{
					printf("|");
				}
			}
			printf("\n");
		}
	}

	//给最后一行加上列数,方便玩家输入坐标
	int z = 0;
	for (z = 1; z < COL + 1; z++)
	{
		printf(" %d  ", z);
	}
	printf("\n");
}

//玩家下棋
void PlayerMove(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	int i = 0;
	int j = 0;
	printf("*注意:输入格式为 行,列 (例如:1,2) 祝您游戏愉快! \n");
	printf("请下棋:>");
	while (1)
	{
		//解决scanf非法输入字符造成的死循环
		while (getchar() != '\n');
		scanf("%d,%d", &i, &j);
		//防止数组越界访问
		if (i >= 1 && i <= row && j >= 1 && j <= col)
		{
			//判断位置是否被占用
			if (board[i - 1][j - 1] == ' ')
			{
				board[i - 1][j - 1] = 'O';
				break;
			}
			else
			{
				printf("位置已被占用,请重新输入:>");
			}
		}
		else
		{
			printf("坐标非法,请重新输入:>");
		}
	}
	
}

//电脑下棋
void ComputerMove(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	//电脑智能下棋系统(包含计分)
	computer_calc(board, ROW, COL);
}

//判断游戏输赢
char board_wolf(char board[ROW][COL],int row, int col)
{
	int i = 0;//行
	int j = 0;//列
	int flag = 0;

	//行RULE个棋子连成
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		for (j = 0; j < col; j++)
		{
			if (board[i][j] != ' ' && board[i][j] == board[i][j + 1])
			{
				flag++;
				if (flag == RULE - 1)
					return board[i][j];
				continue;
			}
			else
				flag = 0;
		}
	}

	//列RULE个棋子连成
	for (i = 0; i < col; i++)
	{
		for (j = 0; j < row; j++)
		{
			if (board[j][i] != ' ' && board[j][i] == board[j + 1][i])
			{
				flag++;
				if (flag == RULE - 1)
					return board[j][i];
				continue;
			}
			else
				flag = 0;
			break;
		}
	}

	//左上角为起点,向右下斜着RULE个棋子连成
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		for (j = 0; j < col; j++)
		{
			if (board[i][j] != ' ' && board[i][j] == board[i + 1][j + 1])
			{
				flag++;
				if (flag == RULE - 1)
					return board[i][j];
			    else
					i++;
			}
			else
				flag = 0;
		}
	}

	//右上角为起点,向左下斜着RULE个棋子连成
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		for (j = col - 1; j > 0; j--)
		{
			if (board[i][j] != ' ' && board[i][j] == board[i + 1][j - 1])
			{
				flag++;
				if (flag == RULE - 1)
					return board[i][j];
				else
					i++;
			}
			else
				flag = 0;
		}
	}

	//平局
	//如果棋盘满了返回1,不满返回0.
	int ret = isfull(board, ROW, COL);
	if (ret == 1)
	{
		return 'Q';
	}
	//继续
	return 'C';
}

//判断棋盘是否已满
int isfull(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	int i = 0;
	int j = 0;
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		for (j = 0; j < col; j++)
		{
			if (board[i][j] == ' ')
			{
				return 0;
			}
		}
	}
	return 1;
}

四、电脑智能下棋程序文件(computer.c)

此部分包含电脑智能下棋函数,里面包含智能计分,以及智能下棋。给五子棋的活二、眠二、活三、眠三、活四、冲四、连五设置分数 ,再通过8个方向的扫描,对所在落子点可形成棋型判断并加上对应棋型分数。最后得出最高分得落子点坐标,如果最高分落子点有多个相同的,对这种情况也进行了随机处理,也就是在这多个最高分落子点里随机选择一个作为最后的结果。
注意:权值是可以自己改动,我这里设置的分数基本可以用,但是你们可以进一步优化,我这里只是做学习记录,大家可以做参考使用。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include "game.h"


//电脑智能下棋系统(包含计分)
void computer_calc(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	int playernum = 0; //人 - 连续棋子的个数
	int computernum = 0; //机 - 连续棋子的个数
	int emptynum = 0; //两端空子的个数

	//创建一个计分数组
	int calc_score[ROW][COL];
	//对计分数组清零
	memset(calc_score, 0, sizeof(calc_score));
	int r = 0;
	int c = 0;
	for (r = 0; r < row; r++)
	{
		for (c = 0; c < col; c++)
		{
			//不考虑非空点
			if (board[r][c] != ' ')
				continue;
			//八个方向进行扫描
			for (int y = -1; y <= 0; y++)
			{
				for (int x = -1; x <= 1; x++)
				{
					//排除棋子原坐标
					if (y == 0 && x == 0)
						continue;
					if (y == 0 && x != 1)
						continue;

					//每个方向重置一次
					playernum = 0; 
					computernum = 0; 
					emptynum = 0;

					//玩家棋子周围计数
					int i = 0;
					for (i = 1; i < RULE; i++)
					{
						int curRow = r + i * x;
						int curCol = c + i * y;
						//为避免数组非法访问
						if (curRow >= 0 && curRow < row && curCol >= 0 && curCol < col)
						{
							if (board[curRow][curCol] == 'O')
								playernum++;
							else if (board[curRow][curCol] == ' ')
							{
								emptynum++;
								break;
							}
							else
								break;
						}
					}
					//反向周围计数
					for (i = 1; i < RULE; i++)
					{
						int curRow = r - i * x;
						int curCol = c - i * y;
						if (curRow >= 0 && curRow < row && curCol >= 0 && curCol < col)
						{
							if (board[curRow][curCol] == 'O')
								playernum++;
							else if (board[curRow][curCol] == ' ')
							{
								emptynum++;
								break;
							}
							else
								break;
						}
					}

					//玩家棋子计分(权值)
					switch (playernum)
					{
					case 1://活二(落子后可形成,后面同理)
						calc_score[r][c] += 10;
						break;
					case 2:
						if (emptynum == 1)//眠三
						{
							calc_score[r][c] += 30;
							break;
						}
						else if (emptynum == 2)//活三
						{
							calc_score[r][c] += 40;
							break;
						}
					case 3:
						if (emptynum == 1)//冲四
						{
							calc_score[r][c] += 60;
							break;
						}
						else if (emptynum == 2)//活四
						{
							calc_score[r][c] += 2000;
							break;
						}
					case 4://连五
						calc_score[r][c] += 10100;
						break;
					}


					//电脑棋子周围计数
					emptynum = 0;
					for (i = 1; i < RULE; i++)
					{
						int curRow = r + i * x;
						int curCol = c + i * y;
						if (curRow >= 0 && curRow < row && curCol >= 0 && curCol < col)
						{
							if (board[curRow][curCol] == 'X')
								computernum++;
							else if (board[curRow][curCol] == ' ')
							{
								emptynum++;
								break;
							}
							else
								break;
						}
					}
					//反向周围计数
					for (i = 1; i < RULE; i++)
					{
						int curRow = r - i * x;
						int curCol = c - i * y;
						if (curRow >= 0 && curRow < row && curCol >= 0 && curCol < col)
						{
							if (board[curRow][curCol] == 'X')
								computernum++;
							else if (board[curRow][curCol] == ' ')
							{
								emptynum++;
								break;
							}
							else
								break;
						}
					}

					//电脑棋子计分
					switch (computernum)
					{
					case 0:
						calc_score[r][c] += 5;
						break;
					case 1://活二
						calc_score[r][c] += 10;
						break;
					case 2:
						if (emptynum == 1)//眠三
						{
							calc_score[r][c] += 25;
							break;
						}
						else if (emptynum == 2)//活三
						{
							calc_score[r][c] += 50;
							break;
						}
					case 3:
						if (emptynum == 1)//冲四
						{
							calc_score[r][c] += 55;
							break;
						}
						else if (emptynum == 2)//活四
						{
							calc_score[r][c] += 100;
							break;
						}
					case 4://连五
						calc_score[r][c] += 20000;
						break;
					}
				}
			}
		}
	}
	computer_think(calc_score,board, ROW, COL);
}

//电脑智能下棋
void computer_think(int calc_score[ROW][COL],char board[ROW][COL],int row,int col)
{
	int maxscore = 0;//最高分数
	//分别保存相等max的行,列,分数
	//此处也可以直接创建一个二维数组
	int index_row[100] = { 0 };
	int index_col[100] = { 0 };
	int i = 0;
	int j = 0;
	int k = 0;
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		for (j = 0; j < col; j++)
		{
			if (board[i][j] == ' ')
			{
				//不断更新最大分数
				if (calc_score[i][j] > maxscore)
				{
					//清空保存的行列坐标
					memset(index_row, 0, sizeof(index_row));
					memset(index_col, 0, sizeof(index_col));
					k = 0;
					maxscore = calc_score[i][j];
					//实时更新保存最大分数坐标
					index_row[k] = i;
					index_col[k] = j;
				}
				//如果最大分数已存在
				else if (calc_score[i][j] == maxscore)
				{
					//向后面继续保存行列坐标
					k++;
					index_row[k] = i;
					index_col[k] = j;
				}
			}
		}
	}
	//如果最大分数有多个坐标
	if (k > 0)
	{
		int z = rand() % k;
		board[index_row[z]][index_col[z]] = 'X';
	}
	//如果最大份数只有一个坐标
	else
	{
		board[index_row[k]][index_col[k]] = 'X';
	}

}

此处仅简单介绍了程序和大致思路(其实注释也写的算比较详细了),至于具体代码分解后的详细介绍,会根据大家的需求以及本文阅读流量来决定要不要写。
至于大家可以能会遇到的栈溢出(Stack overflow) 警告或问题:之前我的其他文章中也写到了,大家可以自行查阅:
【C语言的栈溢出问题以及部分解决】


总结

本文实现的五子棋、三子棋人机对战(通用),包含人工智能,电脑智能应对可攻可守,棋盘大小,游戏规则自由。(求生欲:小白专属)

你可能感兴趣的:(c++,开发语言,c语言,算法)