c语言-实现三子棋

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前言

本篇文章利用软件工程的方法开发一个叫做三子棋的游戏，旨在加深对二维数组的认识和使用。

一、项目背景

三子棋是一种民间传统游戏，又叫九宫棋、圈圈叉叉棋、一条龙、井字棋等。游戏分为双方对战，双方依次在9宫格棋盘上摆放棋子，率先将自己的三个棋子走成一条线就视为胜利，如果棋盘已经下满棋还未出现胜者，则判本局胜负为平局。
本项目提出的目的是通过使用c语言的二维数组实现三子棋，使学者可以加深对c语言的二维数组的使用。

二、需求分析

2.1 可行性分析

本项目通过从技术、经济、操作、‘社会这四个方面进行可行性分析，从而确定本项目是否可以进行开发。

2.1.1 技术可行性分析

本项目用到了c语言的基础知识，开发者具备了相关知识，可以进行。

2.1.2 经济可行性分析

本项目作为学习过程的一个综合案例，旨在检验学习的效果，不涉及商业，不涉及任何经济支出。

2.1.3 操作可行性分析

本项目运行在电脑端，作为一个单间机游戏，参与者只需根据提示输入即可，不涉及任何复杂操作，只需了解键盘的使用即可。

2.1.4 社会可行性分析

本项目只是一个学习的一个案例，不涉及社会危害性。

2.2 功能需求分析

本项目开发一个叫三子棋的单价游戏，参与者有两个，分别是人和电脑。用例图如图2.2所示：

图2.2 三子棋角色用例图

三、总体设计

通过层次结构图，展示了本项目的主要模块。如图3.1所示

图3.1 层次结构图

四、详细设计

4.1 界面设计

界面使用控制台输出各种符合和文字信息，用户输入相应的数字选择相应的功能。

4.1.1 主菜单界面设计

主菜单第一行输出游戏名称

********	三子棋	        ***********

第二行输出分割线

*******************************************

第三和第四行输出功能选择

********	1 play		***********
********	0 exit		***********

最后两行输出

*******************************************
*******************************************

4.1.2 棋盘界面设计

棋盘界面是一个3x3的9宫格
组成元素：空格、下划线、短竖线
每个格子由三个空格组成，中间空格可以被其他符号替代。
相邻一行棋格使用四个下划线分割
相邻一列棋格使用一根短竖线分割

   |   |
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   |   |
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   |   |

棋盘的格子为空表示棋盘位置空闲

   |
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棋盘的格子被*占据，则表示玩家的走法

 * |
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棋盘的格子被#占据，则表示电脑的走法

 # |
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4.2 核心功能设计

4.2.1 数据存储结构

本项目使用二维数组表示一个3x3的棋盘，数组下标表示棋盘的位置。

4.2.2 胜负判断功能设计

首先,确定游戏的输出规则

 * -> 玩家赢
 # -> 电脑赢
 'Q' -> 平局
 'C' -> 继续下

1. 利用一个循环检查每一行
2. 利用一个循环检查每一列
3. 检查对角线
4. 判断棋盘是否空闲，空闲则继续，否则平局
5. 继续下棋
   下面利用N-S图描述胜负判断的逻辑过程，如图4.2.2所示
   
   

图4.2 胜负判断N-S图

五、编码

程序设计语言：c语言

5.1 棋盘界面实现

//定义初始化棋盘的界面的函数
void boardView(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	int i = 0;
	int j = 0;
	int k = 0;
	for(i = 0; i < row; i++)
	{
		for (j = 0; j < row; j++)
		{
			printf(" %c ",board[i][j]);
			if (j < row-1)
				printf("|");
		}
		printf("\n");
		//绘制下划线
		if (i < row - 1) 
		{
			for (k = 0; k < row; k++)
			{
					printf("----");
			}
		}
		printf("\n");
	}
}

5.2 玩家下棋

//定义玩家下棋的函数，玩家输入横坐标和纵坐标
//横坐标范围x：1~3
//纵坐标范围y：1~3
void playerMove(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	int x = 0; //横坐标
	int y = 0; //纵坐标
	while (1) 
	{
		printf("玩家回合\n");
		printf("请输入棋盘坐标>");
		scanf("%d %d", &x, &y);
		//判断坐标是否合法
		if ((x >= 1 && x <= ROW) && (y >= 1 && y <= COL))
		{
			if (board[x - 1][y - 1] == ' ') //判断棋盘的格子是否为空格
			{
				board[x - 1][y - 1] = '*';
				break;
			}
			else
			{	
				printf("输入的坐标在棋盘中已被占\n");
			}
		}
		else
		{
			printf("输入的坐标超出范围!\n");
		}
	}
}

5.3 电脑下棋

//定义电脑下棋的函数，电脑的坐标由随机数生成
void computerMove(char board[ROW][COL], int row, int col)
{

	printf("电脑回合\n");
	while (1)
	{
		int x = rand() % ROW; //横坐标0~(ROW-1)
		int y = rand() % COL; //纵坐标0~(COL-1)

		//判断随机数的坐标对应的棋盘坐标是否空闲
		if (' ' == board[x][y])
		{
			board[x][y] = '#';
			break;
		}
	}
}

5.4 胜负判断

//定义判断游戏结果的函数
// 
// *->player win
// #->computer win
// 'Q' -> 平局
// 'C' -> 继续下
char gameResult(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	int i = 0;  //行下标
	int j = 0;  //列下标

	//检查行
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		if (board[i][0] != ' ' && board[i][0] == board[i][1] && board[i][1] == board[i][2])
		return board[i][0];
	}

	//检查列
	for (j = 1; j < row; j++)
	{
		if (board[0][j] != ' ' && board[0][j] == board[1][j] && board[1][j] == board[2][j])
		return board[0][j];
	}

	//检查对角线
	if (board[0][0] != ' ' && board[0][0] == board[1][1] && board[1][1] == board[2][2])
		return board[0][0];
	if (board[0][2] != ' ' && board[0][2] == board[1][1] && board[1][1] == board[2][0])
		return board[1][1];

	//平局检查
	if (!isBoardAvailable(board, row, col))
		return 'Q';
	return 'C';
}

六、测试

6.1 棋盘界面测试

6.2 玩家下棋

6.3 电脑下棋

6.4 胜负判断

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总结