C++开发斗地主(QT)第一篇之数据结构
斗地主，是一种在中国流行的纸牌游戏。游戏最少由3个玩家进行，用一副54张牌（连鬼牌），其中一方为地主，其余两家为另一方，双方对战，先出完牌的一方获胜。如今已风靡整个中国，并流行于互联网上！
从今天开始，我将会一步步详细讲解单机斗地主游戏开发过程。该游戏以C++为主，QT做为界面（包括显示 动画 声音等）的Window平台，没有用到第三方面库如CoCo2d 等，至于为什么要用QT，主要是自己得心应手（QT动画 透明 图像处理太简单了），比VS简单，而且还能跨平台，本游戏在最后开源。网上的斗地主算法 源码很多，如果写的不好，欢迎批评 探讨。为了提起大家的兴趣，我给我做好的游戏功能和界面简单给大家看一下：
该游戏的大部分资源都是人网上下载的，如有侵权，请及时通知，我将会删除。本软件主要算法用的是 宽立斗地主AI设计与实现
我在此基础上用QT在Windows上进行了详细开发，主要是为了研究算法，我在此基础上对算法做了适当修改。
游戏主要功能：音效开关 机器人模式 记牌器窗口 退出 功能按键，还有出牌控制 音效 报警等，以后会更加完善，加一些设置，如声音大小 游戏难度 人物选取 等功能。
现在开始来讲游戏的开发过程：
一、数据结构，任何软件开发都离不开数据结构和数据处理。
1.牌型枚举(CardTypes)：
//牌型枚举
enum CardTypes
{
Error_Card,//错误出牌
Single_Card,//单牌
Double_Card,//对子
Three_Card,//三张
ThreeOne_Card,//三带一
ThreeTwo_Card,//三代二
Line_Card,//单顺
Double_Line_Card,//连对
Plane_Card,//飞机（两个三张连）
Plane_TwoSingle_Card,//飞机带俩单
Plane_TwoDouble_Card,//飞机带两对
Four_TwoSingle_Card,//四带俩单
Four_TwoDouble_Card,//四带两对
Bomb_Card,//炸弹
Rocket_Card//王炸(火箭)
};我给他们定义了15种牌型：
⒈错误牌型：不能出的牌型
⒉单牌：例一张A
⒊对子：例AA
⒋三张：AAA
⒌三带一：AAAB
⒍三带二：AAABB
⒎单顺：也叫连子3,4,5，6，7，8，9...A一直到A为止
⒏连对：33，44，55，66
⒐飞机：333，444或444，555，666
⒑飞机带单：33344458
⒒飞机带双：3334447799
⒓四带单：88889J 四张可以带2单
⒔四带双：88883377 四张可以带2个对子
⒕炸弹：7777
⒖王炸：又称火箭 大小王一起出，是最大牌型
牌型的大小：
火箭是最大的牌。
炸弹，除火箭和比自己大的炸弹外，比其它牌型都大。
对一般牌型而言，只有当牌型相同和总张数相同的牌，才可比较大小。
其中像三带一、三带二、飞机带翅膀等组合牌型，只要比较其牌数最多牌值就行。只有比当前出的牌（场牌）大的牌才能出。
2.牌值枚举（CardValue）：
//牌值枚举
enum CardValue{
// 以下为牌的面值，从3开始
kCard_ValueLeast = 2,
kCard_Value3 = 3,
kCard_Value4 = 4,
kCard_Value5 = 5,
kCard_Value6 = 6,
kCard_Value7 = 7,
kCard_Value8 = 8,
kCard_Value9 = 9,
kCard_ValueT = 10,
kCard_ValueJ = 11,//J
kCard_ValueQ = 12,//Q
kCard_ValueK = 13,//K
kCard_ValueA = 14,//A
kCard_Value2 = 15,//2
kCard_ValueJoker1 = 16,//小王
kCard_ValueJoker2 = 17,//大王
kCard_ValueMax = 18,
kCard_TableMax = 20,
kCard_KindMax = 5,
// 特殊牌值
kCard_Joker1 = 53,
kCard_Joker2 = 54,
kCard_Flower = 55,
kCardMask_CardValue = 0x00ff, // 牌的面值
kCardMask_AnyMatch = 0x0100, // 任意配
kMaxCardNum = 56,
kMaxPlayers = 3,
// 牌型定义
kCardType_Single = 1, // 单纯类型, seriaNum == 1
kCardType_Serial = 2, // 单顺, 双顺, 三顺(飞机), 4顺
kCardType_Rocket = 3, // 火箭(大小王)
CarcAngle = 130 //牌的角度，另外两家的牌是倾斜的
};
我把牌分成了54种类，即牌面大小（3，4，5，6，7，8，9，10，J(11)，Q(12)，K(13)，A(14)，2(15)）13种，和四种花色（梅花，方块，黑桃，红桃），再加上小王(16)，大王(17)。13*4+2=54;
3.牌型结构体（ CardNode）:
//cardType是牌型，只有三种，王炸，单纯，连续;
//value 是牌型的值，单纯类型为牌的面值，连续类型为起始牌的面值，相同牌型以此比较大小;
//mainNum是主牌张数，比如三带二和飞机里mainNum=3, 连对时, mainNum=2;
//seralNum是连续张数，seralNum=1是单纯牌型，顺子时seralNum>=5;
//subNum是副牌数目，三带一和四带二时subNum=1，三带二和四带两对时,subNum=2;
//cards是牌型里包括的牌的牌值，比如三带一时，可能就是[3, 16, 42, 4], 连对时，可能就是 [3, 16, 4, 17, 5, 18, 6, 19]等等
//aggregate是权重，根据不同的情况求出权重，再按照权重排序所有牌型。可以是本牌型的权重，也可以是手牌里除了本牌型外剩下所有牌加在一起的权重。
struct CardNode {
int32_t cardType : 4;
int32_t mainNum : 4;
int32_t value : 10;
int32_t seralNum : 10;
int32_t subNum : 4;
float aggregate;
std::vector cards;
public:
CardNode();
CardNode(int type, int val, int mainN, int len, int sub);
CardNode(const CardNode &other);
CardNode & operator = (const CardNode &other);
bool isValidNode() const;
void resetNode();
int getTopValue() const;
int getMaxCapacity() const;
void fillJokers() ;
void merge(const CardNode & other);
bool isRocket() const;
bool isBomb() const;
bool isExactLessThan(const CardNode & other) const;
bool isStrictLessThan(const CardNode &other) const;
float getPower() const;
bool operator < (const CardNode & other) const;
bool isEqualTo(const CardNode & other) const;
std::string description() const ;
}; 这里先对几个定义的数据变量时行解释一下，构造函数不用讲，其它函数后其用到的时候再讲
cardType是牌型，只有三种，王炸，单纯，连续;
value 是牌型的值（3-17），单纯类型为牌的面值，连续类型为起始牌的面值，相同牌型以此比较大小;
mainNum是主牌张数，比如三带二和飞机里mainNum=3, 连对时, mainNum=2;
seralNum是连续张数，seralNum=1是单纯牌型，顺子时seralNum>=5;
subNum是副牌数目，三带一和四带二时subNum=1，三带二和四带两对时,subNum=2;
cards是牌型里包括的牌的牌值（1-54），比如三带一时，可能就是[3, 16, 42, 4], 连对时，可能就是 [3, 16, 4, 17, 5, 18, 6, 19]等等
aggregate是权重，根据不同的情况求出权重，再按照权重排序所有牌型。可以是本牌型的权重，也可以是手牌里除了本牌型外剩下所有牌加在一起的权重。
这里要注意的是 value 的是牌的面值：3-17,cards里的值是（1-54);在调用的时候要用一个转换函数，获取牌的面值：
//获取牌的面值
int getCardValue(int card) {
//55为花牌，本软件中没有用到
if (v == kCard_Flower) {
return kCard_ValueMax;
}
//为53即为小王
if (v == kCard_Joker1) {
return kCard_ValueJoker1;
}
//为54即为大王
if (v == kCard_Joker2) {
return kCard_ValueJoker2;
}
int t = v % 13;
//小于3为 A 2
if (t < 3) {
t += 13;
}
return t;
}
4.手牌的结构体（OneHand）：
//手牌结构体
struct OneHand {
float totalPower;//权重
int handNum;//值
CardNode bestNode;//牌型（里面是哪些牌组成）
public:
OneHand():bestNode() {
totalPower = kMinPowerValue;
handNum = 0;
}
};
5.游戏主控制类（ CardGame）：
//游戏主控件类
class CardGame
{
public:
//当前位置0-自己 1-右边(下家) 2-左边（上家）
int curSeatId;
///一副牌
vector allCards;
//过牌次数
int passtimes;
//叫地主的次数
int m_times;
//自己是否机器出牌
bool isRobotMode=false;
//是否开启音效
bool isSound=true;
//谁是地主
int landlordId;
//翻倍数 取决于叫的倍数和炸弹
int multiple;
//当前状态 0-发牌 1-叫分 2-出牌
int state;
//胜利id
int winId;
//底分
int scroe=1000;
//当前上家最大的牌，也就是自己要打他的牌
CardNode currCardNode;
//选手金币输赢统计，初始化100000
int handsScore[kMaxPlayers]={100000,100000,100000};
//选手名字，完全是瞎写 哈哈
string handName[3]={"Keepmoving","Lily","AngelaBaby"};
int minScore=50;//最低底分
int maxScore=5000;//最高底分
//记录打的牌
int playedCards[kCard_TableMax];
//选手牌数组
LordCards * seatHands[kMaxPlayers];
unordered_map * powerOfCards;
public:
//初始化
void init();
//获取一副打乱的扑克
vector getCards();
};
主游戏类中主要存储一些游戏的常规变量，对游戏进制操控，分析比如记录谁是地主 底分是多少 翻几倍 打牌人出了什么牌等....
6.本游戏中最重点的类（ LordCards），也是最复杂 难理解的一个类 暂时不用想太多，后面慢慢分析。
//主牌类
class LordCards
{
public:
static int getMinSerialLength(int mainNum);
static int getMaxSubNum(int mainNum);
static int getDupSubNum(int mainNum);
static int getCardSuit(int card);
static int getCardValue(int v);
static bool updateHandForNode(OneHand & best, OneHand &left, CardNode & node, bool isTrim);
public:
LordCards(class CardGame * game,int id, const std::vector&vec);
LordCards(class CardGame * game, int id,int cards[], int num);
~LordCards();
LordCards & operator = (const LordCards & other);
void assign(class CardGame * game, const std::vector&vec);
void assign(class CardGame * game, int cards[], int num);
public:
float winRateIfLord();
bool bigEnough();
std::vector removeSubset(const std::vector & subset);
int scanToTable();
public:
std::string getKey(bool checkFlower, int &leastValue, int &maxCount);
bool containsFlower(int value, int num);
bool collectNode(CardNode & one, int value, int num);
OneHand calcPowerByRemoveNode(const CardNode & node);
void checkRocket (const std::string & key, OneHand & hand);
void checkBomb4 (const std::string & key, OneHand & hand, int top);
void checkSerial (const std::string & key, OneHand & hand, int top, int mainNum, int len, int subNum);
void checkSub (const std::string & key, OneHand & hand, int mainNum, int subNum, int poss);
OneHand calcPowerValue_noFlower();
OneHand calcPowerValue_expandAny(int countAny, int cardIndex);
OneHand calcPowerValue(bool checkFlower=false);
//打出牌
void playcards(CardNode cards);
CardNode typeAndValueFind();
public:
void collectAllNodes(std::set &possNodes, CardNode & node, int dup);
void sortByFactorInNodes(std::vector &allNodes, const CardNode & other, bool isDirect);
void getGreaterNodes_expandAny(int countAny, int cardIndex, std::set &possNodes, const CardNode &other);
void getGreaterNodes_possNode(std::set &possNodes, const CardNode &other);
std::vector getNodesGreaterThan(const CardNode & node);
//选择最好的出牌
CardNode getBestCardNode(CardNode simple=CardNode());
void getGreaterNodes_simple(std::set &possNodes, const CardNode &other);
int get_GroupData();
public:
class CardGame * theGame;
//位置ID
int id;
CardNode curretCardNode;
std::vector theCards;
//叫地主的倍（1 2 3）
int multiple=-1;
//一共打了几手牌，用于算“春天”
int playTimes=0;
//权重
int cardWeight;
//排序
void sort();
std::vector m_fillCards[kCard_TableMax];
//kCard_KindMax表示牌的面值大小
//kCard_KindMax
//0数组表示每张牌的数量
//1表示单张序列，顺子 值>4表示顺子
//2表示对子 值>1表示边对
//3三条 值为>1表示飞机
//4炸弹
int cardsTable[kCard_KindMax][kCard_TableMax]; // 保存每牌面值的数目，比如A的牌有几张
};
这个类里面的函数相当多，是一个比较复杂的类，他是一个 AI 计算，它能列出所有牌型，一把牌能分几次出，怎么出最合理，怎么打容易胜利 等等...
本节内容就简单讲到这，没有实际结合 ，都是抽象的东西，下节将讲解与QT相结合，和UI一起分析 讲解更容易理解。