五子棋小游戏（sut实验报告）

  • 实验目的

实现人与人或人与电脑进行五子棋对弈

  • 实验内容

启动游戏，显示游戏参数设置界面，用户输入参数后进入游戏界面，显示棋盘及双方博弈过程，游戏过程中可选择退出游戏。判定一方获胜后结束本局游戏，可选择继续下一局或者退出游戏。

  • 分析与设计

设计棋盘：使用for循环的嵌套并定义一个二维数组存储棋子

void create_board(char board[N][N] , int n)
{for(int i = 0;i < n;i++){for(int j = 0;j < n;j++){cout << ' ' << board[i][j] << ' ';//" %c "if(j < n - 1)cout << '|';}cout << endl;if(i < n - 1){for(int j = 0;j < n;j++){cout << "---";if(j < n - 1)cout << '|';}}cout << endl;}
}

下棋：下棋是有先后顺序，为了保持顺序以及判断是否胜利，定义一个game函数来设置下棋流程。下棋者可以是人也可以是电脑，先对人下棋设置一个函数play_game和play_game_2，来定义双方下棋的位置与不同棋子，

//玩家下棋
bool play_game(char board[N][N] , int n)
{int x,y;cout << "请玩家1下棋->" << endl;while(1){cin >> x >> y;if(x >= 0 && x < n && y >= 0 && y < n){if(board[x][y] == ' '){board[x][y] = '*';return check_game(board,n);break;}elsecout << "该点已经下过，请您重新下谢谢" << endl;}else{cout << "坐标越界，请重新输入" << endl;}	}
}
bool play_game_2(char board[N][N] , int n)
{int x,y;cout << "请玩家2下棋->" << endl;while(1){cin >> x >> y;if(x >= 0 && x < n && y >= 0 && y < n){if(board[x][y] == ' '){board[x][y] = '#';return check_game(board,n);break;}elsecout << "该点已经下过，请您重新下谢谢" << endl;}else{cout << "坐标越界，请重新输入" << endl;}	}
}

         而电脑下棋就定义一个种子srand使电脑随机性下棋。

//电脑下棋
bool computer_game(char board[N][N],int n)
{srand((unsigned int)time(NULL)); //设置随机生成的数字cout << "电脑1下棋->";int x,y;while(1){x = rand() % n;y = rand() % n;if(board[x][y] == ' '){board[x][y] = '#';cout << x << ',' << y << endl;return check_game(board,n);break;}	}
}

判断胜利：五子棋胜利条件是五个子横着竖着斜着相连，这个时候就要判断其连通性，判断连通性最好办法就是使用DFS，首先利用两个for循环嵌套遍历当前board数组，随后对四个可能的联通方向通过DFS递归探索，如果五子确实相连，这个时候返回true，不相连则返回false。

//判断是否胜利
int dx[N] = { 1, 1, 0, 1 };
int dy[N] = { 0, 1, 1,-1 };
//判断直线是否能走
bool dfs(int x,int y,char a,int i,int res)
{if(board[x][y] != a)//五个子不全连return false;else if(res == 5)  return true; //五个子全连return dfs(x + dx[i], y + dy[i],a,i,res+1);
}
//遍历四种途径
bool check(char board[N][N],int x,int y)
{	for(int i = 0;i <= 3;i++)//四种胜利的路径判断一遍{if(dfs(x,y,board[x][y],i,1) == true){return true;}}return false;
}
bool check_game(char board[N][N],int n)
{for(int i = 0;i < n;i++){for(int j = 0;j < n;j++){if(board[i][j] != ' ')if(check(board,i,j) == true)return true;}}return false;
}

最后主函数利用while循环的嵌套判断玩家选择方式，如果其输入错误的数字，那么就会循环，直到输入正确。

另外这里也需要判断是否棋盘全满：

//判断棋盘是否填满
bool is_full(char board[N][N],int n)
{for(int i = 0;i < n;i++){for(int j = 0;j < n;j++){if(board[i][j] == ' '){return false;}}}return true;
}

完整代码如下：

#include <iostream>
#include <time.h>
using namespace std;
const int N = 100;
char board[N][N];
void menu()
{cout << "*******************************" << endl;cout << "************menu***************" << endl;cout << "**(请输入对应的数字进行选择)***" << endl;cout << "*********1.玩家对弈************" << endl;cout << "*********2.电脑下棋************" << endl;cout << "*********3.结束游戏************" << endl;cout << "*******************************" << endl;cout << "*******************************" << endl;}
void choose()
{cout << "*******************************" << endl;cout << "*******************************" << endl;cout << "*******************************" << endl;cout << "******请玩家输入棋盘大小*******" << endl;cout << "*********(注:6-100)************" << endl;cout << "*******************************" << endl;cout << "*******************************" << endl;cout << "*******************************" << endl;
}
void win_1()
{cout << "*******************************" << endl;cout << "*******************************" << endl;cout << "*******************************" << endl;cout << "********恭喜玩家1胜利**********" << endl;cout << "*******************************" << endl;cout << "*******************************" << endl;cout << "*******************************" << endl;cout << "*******************************" << endl;
}
void win_2()
{cout << "*******************************" << endl;cout << "*******************************" << endl;cout << "*******************************" << endl;cout << "********恭喜玩家2胜利**********" << endl;cout << "*******************************" << endl;cout << "*******************************" << endl;cout << "*******************************" << endl;cout << "*******************************" << endl;
}
void win_computer()
{cout << "*******************************" << endl;cout << "*******************************" << endl;cout << "*******************************" << endl;cout << "***********电脑胜利************" << endl;cout << "*******************************" << endl;cout << "*******************************" << endl;cout << "*******************************" << endl;cout << "*******************************" << endl;
}
void choose_3()
{cout << "*******************************" << endl;cout << "*******************************" << endl;cout << "*******************************" << endl;cout << "*************BYE***************" << endl;cout << "*******************************" << endl;cout << "*******************************" << endl;cout << "*******************************" << endl;cout << "*******************************" << endl;
}
void end()
{cout << "*******************************" << endl;cout << "*******************************" << endl;cout << "*******是否重新开始游戏********" << endl;cout << "*********1.continue************" << endl;cout << "***********2.end***************" << endl;cout << "*******************************" << endl;cout << "*******************************" << endl;cout << "*******************************" << endl;
}
//初始化棋盘
void error_board(char board[N][N] , int n)
{for(int i = 0;i < n;i++){for(int j = 0;j < n;j++){board[i][j] = ' ';}}
}
//创建棋盘
void create_board(char board[N][N] , int n)
{for(int i = 0;i < n;i++){for(int j = 0;j < n;j++){cout << ' ' << board[i][j] << ' ';//" %c "if(j < n - 1)cout << '|';}cout << endl;if(i < n - 1){for(int j = 0;j < n;j++){cout << "---";if(j < n - 1)cout << '|';}}cout << endl;}
}//判断是否胜利
int dx[N] = { 1, 1, 0, 1 };
int dy[N] = { 0, 1, 1,-1 };
//判断直线是否能走
bool dfs(int x,int y,char a,int i,int res)
{if(board[x][y] != a)//五个子不全连return false;else if(res == 5)  return true; //五个子全连return dfs(x + dx[i], y + dy[i],a,i,res+1);
}
//遍历四种途径
bool check(char board[N][N],int x,int y)
{	for(int i = 0;i <= 3;i++)//四种胜利的路径判断一遍{if(dfs(x,y,board[x][y],i,1) == true){return true;}}return false;
}
bool check_game(char board[N][N],int n)
{for(int i = 0;i < n;i++){for(int j = 0;j < n;j++){if(board[i][j] != ' ')if(check(board,i,j) == true)return true;}}return false;
}
//玩家下棋
bool play_game(char board[N][N] , int n)
{int x,y;cout << "请玩家1下棋->" << endl;while(1){cin >> x >> y;if(x >= 0 && x < n && y >= 0 && y < n){if(board[x][y] == ' '){board[x][y] = '*';return check_game(board,n);break;}elsecout << "该点已经下过，请您重新下谢谢" << endl;}else{cout << "坐标越界，请重新输入" << endl;}	}
}
bool play_game_2(char board[N][N] , int n)
{int x,y;cout << "请玩家2下棋->" << endl;while(1){cin >> x >> y;if(x >= 0 && x < n && y >= 0 && y < n){if(board[x][y] == ' '){board[x][y] = '#';return check_game(board,n);break;}elsecout << "该点已经下过，请您重新下谢谢" << endl;}else{cout << "坐标越界，请重新输入" << endl;}	}
}
//电脑下棋
bool computer_game(char board[N][N],int n)
{srand((unsigned int)time(NULL)); //设置随机生成的数字cout << "电脑1下棋->";int x,y;while(1){x = rand() % n;y = rand() % n;if(board[x][y] == ' '){board[x][y] = '#';cout << x << ',' << y << endl;return check_game(board,n);break;}	}
}
//判断棋盘是否填满
bool is_full(char board[N][N],int n)
{for(int i = 0;i < n;i++){for(int j = 0;j < n;j++){if(board[i][j] == ' '){return false;}}}return true;
}
void game_1(char board[N][N] , int n)
{bool res = false;//初始化棋盘error_board(board,n);//初始化create_board(board,n);//打印棋盘//下棋while(1){res = play_game(board,n);//玩家下棋create_board(board,n);//打印棋盘if(res == true){create_board(board,n);win_1();break;	}    res = play_game_2(board,n);//电脑下棋create_board(board,n);//打印棋盘if(res == true){create_board(board,n);win_2();break;}else if(is_full(board,n)){cout << "棋盘已经被填满，本局平局" << endl;break;}}
}
//游戏流程循环
void game_2(char board[N][N] , int n)
{bool res = false;//初始化棋盘error_board(board,n);//初始化create_board(board,n);//打印棋盘//下棋while(1){cout << "请在0-n之间输入数据" << endl;res = play_game(board,n);//玩家下棋create_board(board,n);//打印棋盘if(res == true){create_board(board,n);win_1();break;	}    res = computer_game(board,n);//电脑下棋create_board(board,n);//打印棋盘if(res == true){create_board(board,n);win_computer();break;}else if(is_full(board,n)){cout << "棋盘已经被填满，本局平局" << endl;break;}}
}
int main()
{menu();while(1){int a;int res;cin >> a;//输入模式if(a == 1)//玩家对弈{while(1){choose();int n;cin >> n;if(n < 6 || n > 100){cout << "请重新输入棋盘大小" << endl;}else{game_1(board,n);end();int res;cin >> res;if(res == 2)break;}	}	if(res == 2){choose_3();break;}}else if(a == 2)//电脑对弈{while(1){choose();int n;cin >> n;if(n < 6 || n > 100){cout << "请重新输入棋盘大小" << endl;}else{game_2(board,n);end();cin >> res;if(res == 2)break;					}	}	if(res == 2){choose_3();break;}}else if(a == 3)//退出{choose_3();break;}else {cout << "不满足，请重新输入" << endl;}}return 0;	
}

 

  • 运行结果

 

  • 结果分析与结论

这套程序有很多不足的地方

  1. 棋盘的画法不够美观，可以利用Turbo c的图形库画图
  2. 电脑下棋不够难度，随机性强，可以通过DFS判断当连通性为3的情况进行补位
  3. 判断胜利不够高效，时间复杂度很高，n^2的递归暴搜非常慢

可以适当的利用graphics.h以及conio.h头文件画图并加入一些更为高效的算法优化判断

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