LC-3简易四子棋（深大计系1实验4） 思路+代码+详细注释
明天做LC-3的四子棋实验，但是我想睡懒觉就今天把他做了，这个实验挺难的，要写好久还容易出bug，我把自己的思路和代码分享一下，让大家少走弯路
目录
- 前置知识
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- 标号
- 伪操作
- TRAP伪指令
- 代码块（函数）调用
- 题目描述
- 实现思路
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- 流程
- 判断胜利思路
- 矩阵存放与填写
- 测试结果
- 代码
前置知识
在做实验前要掌握LC-3的一些伪指令和操作
标号
标号 = 内存地址 （可以这么粗略的理解，编译器建立了名字到内存的映射）
伪操作
特性：相当于库函数了，调用这些伪操作，编译器自动帮你做一些工作，标号以.开头，下面给出标号的解释表格
| 标号名 | 标号后跟的操作数 | 解释 |
|---|---|---|
| .ORIG | 起始地址 | 这个汇编文件的起始地址 |
| .END | 无 | 程序在此结束 |
| .FILL | 数字n | 将这个地方用n填充 |
| .STRINGZ | 字符串 | 将这个地方作为字符串首地址，往后填充字符串，自动填充\0 |
用法：
.ORIG 0x3000 ; 程序在0x3000地址开始
.END ; 编译在此停止 但不是停止程序
.FILL #123 ; 这个地址将被赋值 123 （十进制）
.STRINGZ "abc" ; 这个地址起始,往后四个地址是 a b c \0
TRAP伪指令
除了伪操作，还可以使用TRAP x__的语句，实现系统的调用
值得注意的是，输入输出都要用到R0寄存器，所以保存寄存器R0的值，再用R0输出信息，是非常关键的，也是导致输出错误的一大原因
| 指令号 | 解释 |
|---|---|
| TRAP x25 | 程序exit |
| TRAP x23 | 打印输入提示信息并且接受用户的一个输入字符（ASCII码形式 ）到R0低8位 |
| TRAP x21 | 将R0中低8位的值以ASCII码形式打印到屏幕上 |
| TRAP x20 | 不带输入提示信息的输入读取 和 TRAP x23 类似 |
| TRAP x22 | 将R0中的值作为字符串首地址 连续输出字符串直到遇到0 |
代码块（函数）调用
LC-3提供非常简陋的方式调用代码块（尚不能称之为函数。。。
因为所有代码共享8个寄存器，所以调用代码块之前记得保存寄存器的值
不要试图在一个 带RET的 函数中调用另外的函数，可能会引发意想不到的bug，比如死机（是的我死机过
func ADD R0, R0, #1 ; 这个函数叫func 功能是R0++
RET
...... 其他代码 ......
JSR func ; JSR + 标号即可调用（跳转到标号然后再跳转回来）
题目描述
四子棋是一款普遍流行的简易型桌面游戏，据说，虎克船长曾因专注于此游戏而长期隐身在住所，当船员们发现船长的这一专长之后，他们称这个游戏为“船长的情妇”。
四子棋是个双人游戏，两人轮流下棋，棋盘由行和列组成的网格，每个选手每次下一个子直到两人中有一人的棋子连成一条水平线、垂直线或者是对角线。
本实验需要在LC-3中实现简易版四子棋的游戏，两位选手通过键盘和输出窗口轮流交互操作，棋盘由6 X 6的网格组成。
游戏规则如下：
两位选手依次轮流落子；
选手不能悔棋；
有子的地方不能继续落子；
直到有一方的四个棋子能够连成一条水平线、垂直线或者是对角线；
如果棋盘已满，无人获胜，则平局。
游戏最初时应该打印空的棋盘，可以用ASCII码"-" （即ASCII 码 x002D）来表示该处为空
“O”(ASCII 码 x004F)表示第一位选手的棋子，“X” (ASCII 码 x0058)来表示第二位选手的棋子
为了让棋盘更易于观察，在各列间加一个空格，第6列之后不要添加，初始棋盘应该如下：
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选手一始终先下第一步棋，然后两者轮流落子，在每次落子之后，应该打印该选手的信息，提示他落子，以选手一为例，应该打印信息如下：Player 1, choose a column:
为了明确选手的落子的位置，该选手应该输入数字1-6，然后回车，数字1-6指示在落子所在的列，从左到右，无需输入行号，程序应默认从行号6到行号1递减的顺序填入该棋子若前后输入的列号相同，则行号减一。
例如，如果选手第一次在左起第二列落子，应该输入2，然后回车，则该棋子落在行6列2处，当后面输入的列号再次为2时，则将棋子落子行5列2处，以此类推，详情见后续示例输出。
程序应该确保选手输入的数字对应正确的列的范围，如果输入不合理，应该输出一条错误信息，提示该选手继续输入，例如，如果对于选手一：
Player 1, choose a column: D
Invalid move. Try again.
Player 1, choose a column: 7
Invalid move. Try again.
Player 1, choose a column:
程序应该一直提示该选手，直到输入正确的数字，当用户输入完成，程序应通过显示回馈给选手，然后通过换行符(ASCII 码 x000A)换行。
当选手输入成功后，程序应打印更新后的棋盘，并检查是否有人获胜，如果没人获胜，则轮到下一位输入。
当其中一位获胜或平局时，游戏结束，程序显示最后的棋盘情况并终（Halt）。例如，如果选手二有四子相连，应该输出：
Player 2 Wins.
如果平局，程序应该输出：
Tie Game.
示例输出
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- - - - - -
Player 1, choose a column: 1
- - - - - -
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- - - - - -
- - - - - -
- - - - - -
O - - - - -
Player 2, choose a column: 2
- - - - - -
- - - - - -
- - - - - -
- - - - - -
- - - - - -
O X - - - -
Player 1, choose a column: 2
- - - - - -
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- - - - - -
- - - - - -
- O - - - -
O X - - - -
Player 2, choose a column: 3
- - - - - -
- - - - - -
- - - - - -
- - - - - -
- O - - - -
O X X - - -
Player 1, choose a column: 3
- - - - - -
- - - - - -
- - - - - -
- - - - - -
- O O - - -
O X X - - -
Player 2, choose a column: 1
- - - - - -
- - - - - -
- - - - - -
- - - - - -
X O O - - -
O X X - - -
Player 1, choose a column: 4
- - - - - -
- - - - - -
- - - - - -
- - - - - -
X O O - - -
O X X O - -
Player 2, choose a column: 4
- - - - - -
- - - - - -
- - - - - -
- - - - - -
X O O X - -
O X X O - -
Player 1, choose a column: 3
- - - - - -
- - - - - -
- - - - - -
- - O - - -
X O O X - -
O X X O - -
Player 2, choose a column: 4
- - - - - -
- - - - - -
- - - - - -
- - O X - -
X O O X - -
O X X O - -
Player 1, choose a column: 4
- - - - - -
- - - - - -
- - - O - -
- - O X - -
X O O X - -
O X X O - -
Player 1 Wins.
----- Halting the processor -----
提示：
- 参考程序在内存中分配36个空间来表示棋盘的每个位置
- 最简单的遍历棋盘的方法为：如果该位置为空，则存放0，如果该位置为选手一的棋子，则存放1，如果为选手二的棋子，则存放-1，这样可以最大程度的使用状态码。
在下面文章的代码中，我没有听取上述这个建议，我是用1和2来表示的，所以判断时遇到不少麻烦。。。
- 记得所有的输入和输出使用ASCII字符，必要时自己转换。
- 从键盘接收输入时使用TRAP x20 (GETC)，显示字符时使用TRAP x20 和TRAP x21
(OUT)，合适的地方使用子例程，每次子例程都应暂存和恢复要使用的寄存器，这样有利于调试程序。 - 程序首行指定第一条指令的地址，即.ORIG x3000。
- 最后提交的文件为connect4.asm，根据提交的说明上传程序以便打分。
实现思路
流程
代码首先读取玩家1的输入，判断并输出非法信息直到玩家输入合法为止，然后改变棋盘矩阵的值，接着输出更新后的棋盘，然后判断输赢，如果未分出胜负，则继续读取玩家2的输入，然后做同样的操作，仍然未分出胜负则查看是否棋盘已满，如果未满则继续，已满则平局
判断胜利思路
这里我用1来表示玩家1的棋子，用2来表示玩家2的棋子，我们需要判断4种情况：分别是横向四连“—”，纵向四连“|”，斜向四连“\”和”/”
如图：
- 枚举起点（两重循环），然后向下（或者是右方，斜下方）找4个格子
- 统计4个格子中，1出现的个数
- 如果1出现个数为4，则玩家1获胜
- 如果1出现次数为0则玩家2获胜
- 否则难分胜负，不做操作
枚举起点的时候注意下标不要越界即可。斜着找的话，LDR指令不是有offset嘛，直接设置就行了，偏移量分别为0，1，2，3 ，或者是 0，-1，-2，-3
— 判断的循环：外循环（行）6次 内循环（列）3次
\ 判断的循环：外循环（行）3次 内循环（列）3次
/ 判断的循环：外循环（行）3次 内循环（列）3次
| 判断的循环：外循环（行）3次 内循环（列）6次
如图：枚举起点的定义
矩阵存放与填写
在内存中连续的方式存放矩阵，即开36个空间，然后0-6是第一行，依次类推
题目的输入要求非常怪，是像俄罗斯方块一样，下落式的，指定列数，然后从下往上填对应的行数，所以我们填写的思路也很怪
矩阵填写思路：使用指针的思想
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用一个数组存储指向矩阵最后一行各个列的指针
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然后通过输入的数字作为数组偏移，找到列指针
-
将列指针指向的内存改写为玩家标志（1或者2）
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将该指针指向上一行（指针-6即可，指向下一次输入的位置）
重点就是输入的列数作为指针数组的偏移，找到对应列的指针，以及找到之后，指针要指向上一行（即指向下一次输入的位置）
测试结果
代码
; @program : 简易四子棋游戏LC-3
; @author : 李若龙 2018171028
; @last modify : 2020/5/26 18:44
; @explain : 用分割线----划分不同代码块
.ORIG x3000
BRnzp pre_main ; 从main函数开始
; ----------------------------------------------------
; print 函数 打印矩阵 矩阵首地址存在mat0x标号
; 标号解释：
; pr_l1 print loop 1 外循环
; pr_l2 print loop 2 内循环
; pr_c1 print case 1 情况1 这是玩家1的棋子
; pr_c2 print case 2 情况2这是玩家2的棋子
; pr_l2ed loop 2 end 循环2结束
print ST R0, save_R0 ; 保存寄存器
ST R1