[期末]MVC模式写一个Java五子棋（含完整源码及简单AI）
GobangGame
概述及目标
五子棋是一种两人对弈的纯策略型棋类游戏，通常双方分别使用两色的棋子，下在棋盘上，先形成5子连线者获胜。
本程序有命令行界面与图形化界面，用户通过相应方式输入下子位置后与Robot进行对战。
MVC 模式
本小程序尝试使用MVC 模式编写。
MVC 模式代表 Model-View-Controller（模型-视图-控制器） 模式。这种模式用于应用程序的分层开发。
- Model（模型） - 模型代表一个存取数据的对象或 JAVA POJO。它也可以带有逻辑，在数据变化时更新控制器。
- View（视图） - 视图代表模型包含的数据的可视化。
- Controller（控制器） - 控制器作用于模型和视图上。它控制数据流向模型对象，并在数据变化时更新视图。它使视图与模型分离开。
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管理棋子
棋子由Cell类管理，Cell类的变量situation记录当前棋格上是否有棋子，落了什么棋子（默认无棋0，用户的棋1，电脑的棋2）。
Cell有两个方法：
status()返回当前棋格中的落子情况draw(Graphics g, int x, int y, int size)通过Graphics类画出当前棋格，x、y是矩形左上角的位置，size为方格的大小
管理棋盘
棋盘由Field类管理，有变量width、height管理整个棋盘的大小，field[ ][ ]的本质是由Cell类组成的“二维数组”。
重要的方法大致包括：
place(int row, int col, Cell s)更改row行、col列的棋格s的状态，也就是“把棋放到棋盘上”。get(int row, int col)获得row行、col列的落棋情况ifWin(int row, int col)判胜负：从横向、纵向、反斜杠和斜杠四方向去判断，任何一个方向的5同色棋连成一条线，则胜利。
public boolean ifWin(int row, int col) {
int a = row;
int b = col;
int northNum = 0; int southNum = 0;
int westNum = 0; int eastNum = 0;
int southWestNum = 0; int southEastNum = 0;
int northWestNum = 0; int northEastNum = 0;
int ox = 1; int xo = 1; int xx =1; int x_x =1; //横、竖、主对角线、副对角线
//向上数数
a = row - 1; b = col;
while (a >= 0 && field[a][b].status() == field[row][col].status()) {
northNum++;
a--;
}
//向下数数
a = row + 1; b = col;
while (a < height && field[a][b].status() == field[row][col].status()) {
southNum++;
a++;
}
//向左数数
a = row ; b = col - 1;
while (b >=0 && field[a][b].status() == field[row][col].status()) {
westNum++;
b--;
}
//向右数数
a = row ; b = col + 1;
while (b < width && field[a][b].status() == field[row][col].status()) {
eastNum++;
b++;
}
//左上
a = row - 1; b = col - 1;
while (a >= 0 && b >= 0 && field[a][b].status() == field[row][col].status()) {
southWestNum++;
a--; b--;
}
//左下
a = row + 1; b = col - 1;
while (a < height && b >= 0 && field[a][b].status() == field[row][col].status()) {
northWestNum++;
a++; b--;
}
//右上
a = row - 1; b = col + 1;
while (a >=0 && b < width && field[a][b].status() == field[row][col].status()) {
southEastNum++;
a--; b++;
}
//右下
a = row + 1; b = col + 1;
while (a < height && b < width && field[a][b].status() == field[row][col].status()) {
northEastNum++;
a++; b++;
}
ox += eastNum + westNum;
xo += southNum + northNum;
xx += northEastNum + southWestNum;
x_x += northWestNum + southEastNum;
if (ox >= 5 || xo >= 5 || xx >= 5 || x_x >=5) return true;
else return false;
}
进行游戏
Play.java运行游戏的命令行界面版。
棋盘是由长宽为15*15的“.”符号绘制形成。用户执X、电脑执O，其中X先下。
下子时是通过输入坐标来确定所下棋子的位置，用户下X时需要通过手动输入row和col坐标下子，在输入坐标时应注意不能超出棋盘的大小，即row和col值均不能超出15，否则提示输入非法，需重新输入下子的坐标。电脑下子时的坐标使用Robot类生成，具体下文会有介绍。以下是部分代码实现。
判断输入是否非法包括：
- 判断下棋位置是否超出棋盘
//判断落棋位置是否合理（越界）
public static boolean ifReasonable(int limit, int input) {
if (input >= 0 && input < limit) return true;
else return false;
}
- 判断下棋位置是否已经有落子
//判断落棋位置是否冲突（事先有棋）
public static boolean ifConflict(int row, int col, Field field) {
if (field.get(row, col).status() == 0) return false;
else return true;
}
打印格子和打印棋盘的函数不再赘述，下面是执行流程：
//输入下棋位置
do {
while (!reasonable) { //若用户输入数据越界，则重复要求用户输入数据
System.out.print("请输入下子的坐标：[row col]");
row = in.nextInt() - 1;
if(!(reasonable = ifReasonable(height,row)))
System.out.println("Overflow!");
if (reasonable) {
col = in.nextInt() - 1;
if(!(reasonable = ifReasonable(width, col)))
System.out.println("Overflow!");
}
}
conflict = ifConflict(row, col, table); //若用户输入数据不可下，则重复要求用户输入数据
reasonable = false; //重置
} while (conflict);
//放置用户下的子
table.place(row, col, usrCell);
printTable(table);
//判断输赢
if (ifWin = table.ifWin(row, col)) {
System.out.println("You win!");
break;
}
//电脑下子
Robot robot = new Robot(table.field,table.getHeight(),table.getWidth());
robot.ai();
row = robot.gety(); col = robot.getx();
//放置电脑下的棋
table.place(row, col, comCell);
System.out.println("电脑下子：["+(row+1)+' '+(col+1)+"]");
printTable(table);
//判断输赢
if (ifWin = table.ifWin(row, col)) {
System.out.println("You lose.");
break;
}
以下是命令行界面的运行结果：
请输入下子的坐标：[row col]7 6
...............
...............
...............
...............
...............
.....O.........
.....XX........
...............
...............
...............
...............
...............
...............
...............
...............
电脑下子：[7 5]
...............
...............
...............
...............
...............
.....O.........
....OXX........
...............
...............
...............
...............
...............
...............
...............
...............
GUI图形界面
界面可视化由View类管理。View类继承自面板组件JPanel类。单击格子即可完成下棋操作。
![[期末]MVC模式写一个Java五子棋（含完整源码及简单AI）_第2张图片](http://img.e-com-net.com/image/info8/67608375a0d3454f90602a0e1780bac6.png)
最重要的方法是：paint(Graphics g)一个个画出Cell类的方格，最终绘制出整个棋盘。
要运行GUI图形界面，则运行GUI.java,大致过程与命令行界面差不多，不同之处是创建窗体并添加鼠标事件监视器。鼠标事件监视器获取鼠标位置并转换为单击方格的位置坐标，每次下棋后repaint棋盘。
//创建窗体
View view = new View(table);
JFrame frame = new JFrame();
frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
frame.setResizable(false);
frame.setTitle("GobangGame");
frame.add(view);
frame.addMouseListener(new MouseListener() { //为窗口添加鼠标事件监听器
@Override
public void mousePressed(MouseEvent e) {
// TODO Auto-generated method stub
if(e.getButton()==MouseEvent.BUTTON1){ // 判断获取的按钮是否为鼠标的左击
view.mouseX = (int) (e.getX() - 7) / View.GRID_SIZE ; //窗体左边界坐标为7
view.mouseY = (int) (e.getY() - 30) / View.GRID_SIZE ; //包含标题栏上边界坐标为30
// view.mouseX = (int) e.getX();
// view.mouseY = (int) e.getY();
System.out.println("You clicked: x=" + view.mouseX + " y=" + view.mouseY);
}
}
@Override
public void mouseClicked(MouseEvent e) {
// TODO Auto-generated method stub
}
@Override
public void mouseReleased(MouseEvent e) {
// TODO Auto-generated method stub
}
@Override
public void mouseEntered(MouseEvent e) {
// TODO Auto-generated method stub
}
@Override
public void mouseExited(MouseEvent e) {
// TODO Auto-generated method stub
}
});
frame.pack();
frame.setVisible(true);
得出输赢结果后弹窗提醒：
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JOptionPane.showMessageDialog(null, "你赢了。");
简单的AI对战
最后是AI的思路，这里参考别人资料使用权值算法：
对棋盘上所有空着没棋子的地方，每一处空位都进行八个方向的权值判断，八个方向的权值加起来就为该处的权值。ai就会下在权值最大的那一处空位。
用哈希表创建一个权值表，将各种棋子的排列情况作为键，对应设定数字大小表示这种排列的威胁程度以及重要性。供判断后权值取用。
步骤如下：
- 创建权值表：
HashMap
hm.put("1", 20);
hm.put("11", 400);
hm.put("111", 600);
hm.put("1111", 9000);
hm.put("12", 4);
hm.put("112", 40);
hm.put("1112", 400);
hm.put("11112", 8000);
hm.put("2", 8);
hm.put("22", 80);
hm.put("222", 1000);
hm.put("2222", 10000);
hm.put("22221",10000);
hm.put("21", 6);
hm.put("221", 60);
hm.put("2221", 600);
hm.put("121", 5);
hm.put("1221", 5);
hm.put("2112", 5);
hm.put("212", 5);
- 人先下，判断输赢！
- 读取棋盘数据，转换为二维数组存储
public void setChess() { //把Field类存储的数据转换为int型二维数组
for(int i=0;i<Chess.length;i++){
for(int j = 0;j<Chess[i].length;j++){
chess[i][j]=0;
if(Chess[i][j].status() != 0){
if(Chess[i][j].status() == 1){
chess[i][j]=1;
}
else if(Chess[i][j].status() == 2){
chess[i][j]=2;
}
}
}
}
}
- 根据棋局情况，设置权值，定义chessValue[][]数组，保存棋盘上的权值
// 向右
String code = "";
int color = 0;
for (int k = j + 1; k < chess.length; k++) {
if (chess[i][k] == 0) {
break;
}else {
// 有棋子
if (color == plaColor) {
color = chess[i][k]; // 保存第一颗棋子的颜色
code += chess[i][k]; // 保存棋子相连的情况
} else if (chess[i][k] == color)
code += chess[i][k]; // 保存棋子相连的情况
else { // 不同棋子跳出循环
code += chess[i][k]; // 保存棋子相连的情况
break;
}
}
}
Integer value = hm.get(code);
if (value != null)
chessValue[i][j] += value; // 权值累加
- 找出chessValue最大值的交点位置，该位置电脑下棋，判断输赢！
int maxv = 0;
for (int i = 0; i <height; i++) {
for(int j = 0;j <width; j++) {
if (maxv < chessValue[i][j]) {
maxv = chessValue[i][j];
maxi = i;
maxj = j;
}
}
}
for (int j = 0; j < height; j++)
for (int i = 0; i < height; i++)
chessValue[i][j] = 0;
- 清空chessValue数组
Robot类中ai方法，将ai要下的棋的棋盘位置存于变量maxj、maxi中，后续通过getx()和gety()传递。
后续维护
bug修复：
- 修复AI只能下在正方形区域内的bug
- 修复特定情况下AI反复下在同一点的bug
完整程序存放于https://github.com/OrionZJ/GobangGame
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