基于c#的五子棋游戏的设计与实现.docx

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基于c#的五子棋游戏的设计与实现

郑州科技学院

课程设计论文

基于C#的五子棋游戏的设计与实现

1　引言

1.1　五子棋介绍

五子棋是起源于中国古代的传统黑白棋种之一。

现代五子棋日文称之为“連珠”，英译为“Renju”，英文称之为“Gobang”或“FIR”（FiveinaRow的缩写），亦有“连五子”、“五子连”、“串珠”、“五目”、“五目碰”、“五格”等多种称谓。

五子棋不仅能增强思维能力，提高智力，而且富含哲理，有助于修身养性。

五子棋既有现代休闲的明显特征“短、平、快”，又有古典哲学的高深学问“阴阳易理”；它既有简单易学的特性，为人民群众所喜闻乐见，又有深奥的技巧和高水平的国际性比赛；它的棋文化源渊流长，具有东方的神秘和西方的直观；既有“场”的概念，亦有“点”的连接。

它是中西文化的交流点，是古今哲理的结晶。

2　软件架构

软件的总体架构如图2.1：

图2.1软件架构

3　五子棋设计说明

3.1　主要成员变量说明

1）选择游戏模式标志——m_renren

用来表示当前玩家选择游戏的情况，当m_renren为false时，表示人机对战；为true时，表示人人对弈。

2）游戏开始标志——begin

用来判断当前游戏是否开始

3）音效标志——sound

在下棋过程中，判断是否需要声音，当sound为true时，表示玩家需要声音，否则的话，玩家不需要声音。

4）谁先下的标志——first

这个标志只对人机对弈时有效。

当first为true时，表示人先下，否则，电脑先下。

5）棋盘数据——points

points为棋盘情况数组，是用一个15*15的二维数组来表示的。

points[i,j]=2表示此处无子，points[i,j]=1表示此处为黑子points[i,j]=0表示此处为白子。

6）棋子颜色标志——qzcolor

用来表示当前棋子的颜色，qzcolor=1时表示黑棋，qzcolor=0时表示百棋。

7）棋子数据——qz

表示棋子所放的位子，是用一个15*15的PictureBox类型的二维数组来表示。

它还可以用来显示当前棋子的图片。

8）oldMovePoint

用来记录鼠标经过后点的位置。

9）backStack

用于悔棋的栈。

10）backTrackStack

用于回溯的栈

11）结局——result

用枚举类型来表示结局。

如：

publicenumresult:

int//结局

{

lose=-1,

equal,

win

}

3.2　回溯栈元素类——StackElement

成员变量：

1）qzColor棋子的颜色

2）bestFivePoints最好点的位置

3）pointsCount计算最好点的数目

4）pointNumber点的数目

5）Theresult结局

6）stepNumber预测的步数

3.3　棋子点属性类——qzdianshuxing

成员变量：

1）blackConnect黑棋子i个（包括活棋）的连接条数

2）blackActive黑活棋i个的连接条数

3）whiteConnect白棋子i个（包括活棋）的连接条数

4）whiteActive白活棋i个的连接条数

5）tempActive3活棋数为3的连接条数

3.4　主要成员函数说明

1）初始化棋盘——Initializeqp

初始化操作包括以下几个步骤：

●设置棋子所在的位置

●设置棋子的大小

●初始化棋子的背景颜色

●将棋子的sizemode设置为CenterImage

●将棋子的可见性设置为false

●将棋子添加到form上。

2）绘制棋盘——Form1_Paint

其主要是画出以40*40的大小为每一小格，代码如下：

for（i=0;i<15;i++）

{

g.DrawLine（myPen,30+i*40,50,30+i*40,610）;

g.DrawLine（myPen,30,50+i*40,590,50+i*40）;

}

3）绘制光标——Form1_MouseMove

当鼠标在棋盘上移动时，当前的显示画红方框，过去的显示和背景一样颜色的方框。

当前的红方框代码如下：

if（10

{

x=（（e.X-10）/40）*40+30;

y=（（e.Y-10）/40）*40+50;

g.DrawLine（newpen,x-15,y-15,x-15,y-5）;

g.DrawLine（newpen,x-15,y-15,x-5,y-15）;

g.DrawLine（newpen,x+15,y-15,x+5,y-15）;

g.DrawLine（newpen,x+15,y-15,x+15,y-5）;

g.DrawLine（newpen,x-15,y+15,x-15,y+5）;

g.DrawLine（newpen,x-15,y+15,x-5,y+15）;

g.DrawLine（newpen,x+15,y+15,x+15,y+5）;

g.DrawLine（newpen,x+15,y+15,x+5,y+15）;

oldMovePoint.X=x;

oldMovePoint.Y=y;

}

过去的方框代码如下：

if（oldMovePoint.X!

=-1）

{

g.DrawLine（oldpen,oldMovePoint.X-15,oldMovePoint.Y-15,oldMovePoint.X-15,oldMovePoint.Y-5）;

g.DrawLine（oldpen,oldMovePoint.X-15,oldMovePoint.Y-15,oldMovePoint.X-5,oldMovePoint.Y-15）;

g.DrawLine（oldpen,oldMovePoint.X+15,oldMovePoint.Y-15,oldMovePoint.X+5,oldMovePoint.Y-15）;

g.DrawLine（oldpen,oldMovePoint.X+15,oldMovePoint.Y-15,oldMovePoint.X+15,oldMovePoint.Y-5）;

g.DrawLine（oldpen,oldMovePoint.X-15,oldMovePoint.Y+15,oldMovePoint.X-15,oldMovePoint.Y+5）;

g.DrawLine（oldpen,oldMovePoint.X-15,oldMovePoint.Y+15,oldMovePoint.X-5,oldMovePoint.Y+15）;

g.DrawLine（oldpen,oldMovePoint.X+15,oldMovePoint.Y+15,oldMovePoint.X+15,oldMovePoint.Y+5）;

g.DrawLine（oldpen,oldMovePoint.X+15,oldMovePoint.Y+15,oldMovePoint.X+5,oldMovePoint.Y+15）;

}

4）下棋子——putqz

下棋子有两种可能性，一是知道一个点的横纵坐标；二是知道一个点。

下面我就说一说知道x，y坐标的情况，第二种情况只要调用第一种情况就行了。

假如下的是一个黑棋子，将qz的背景图设置为blackstone，并将此处标记为已下黑棋，并将此棋子标记为最后落子指示。

如果悔棋的栈不为空，将其弹出栈，并将qz的图像设置为什么都没有，再将其压入栈。

同理，白旗也跟这一样做。

代码如下：

if（qzcolor==1）

{

qz[x,y].BackgroundImage=global:

:

五子棋.Properties.Resources.blackstone;

points[x,y]=1;

qz[x,y].Image=global:

:

五子棋.Properties.Resources.lastblackstone;

if（backStack.Count>0）

{

temp=（Point）backStack.Pop（）;

qz[temp.X,temp.Y].Image=global:

:

五子棋.Properties.Resources.nullll;

backStack.Push（temp）;

}

}

else

{

qz[x,y].BackgroundImage=global:

:

五子棋.Properties.Resources.whitestone;

points[x,y]=0;

qz[x,y].Image=global:

:

五子棋.Properties.Resources.lastwhitestone;

if（backStack.Count>0）

{

temp=（Point）backStack.Pop（）;

qz[temp.X,temp.Y].Image=global:

:

五子棋.Properties.Resources.nullll;

backStack.Push（temp）;

}

}

最后将其可见性设置为true。

5）开始函数——start

当棋局开始时，就应将棋盘初始化，使棋盘上没有棋子。

如果有悔棋，就要将悔棋栈清空。

代码如下:

if（!

begin）

{

begin=true;

for（x=0;x<15;x++）

for（y=0;y<15;y++）

{

qz[x,y].Visible=false;

points[x,y]=2;

}

while（backStack.Count>0）

backStack.Pop（）;

}

3.5　实现人机对弈的主要函数

6）察看两点之间的棋子数函数——ConnectqpCount

这个函数主要求两点之间可能形成五连子的qzcolor色棋的连子数（包括活期）。

首先，求出两点之间总共的棋子数，并判断棋子所在哪个方向。

沿着这个方向每个点的坐标，并察看这几个点中有没有反色的棋子。

如果有，棋子数设为0，否则的话，棋子数自加1。

代码如下：

intx,y,i,j,length,xPlus=0,yPlus=0,sum,maxSum=0;

length=Math.Max（Math.Abs（point1.X-point2.X）,Math.Abs（point1.Y-point2.Y））+1;

if（point1.X!

=point2.X）xPlus=1;

if（point1.Y!

=point2.Y）yPlus=（point2.Y-point1.Y）/Math.Abs（point2.Y-point1.Y）;

for（i=0;i

{

x=point1.X+i*xPlus;

y=point1.Y+i*yPlus;

sum=0;

for（j=0;j<5;j++）

{//察看两点之间当中有没有反色

if（points[x+j*xPlus,y+j*yPlus]==qzcolor）

sum++;

elseif（points[x+j*xPlus,y+j*yPlus]==-qzcolor+1）

{

sum=0;

break;

}

}

if（maxSum

maxSum=sum;

}

returnmaxSum;

7）察看两点之间是否存在活棋的函数——ActiveConnectqp

这个函数主要求两点之间qzcolor色棋是否存在活棋。

temp1变量表示在一直线上，比如，一条向下的直线，则表示点point1上方可下的个数；而temp2表示点point2下方可下的个数。

代码表示为：

temp1=Math.Min（Math.Min（Math.Min（5-count,point1.X）,point1.Y）,14-point1.Y）;

temp2=Math.Min（Math.Min（Math.Min（5-count,14-point2.X）,14-point2.Y）,point2.Y）;

则长度表示为：

length=Math.Max（Math.Abs（point1.X-point2.X）,Math.Abs（point1.Y-point2.Y））+1+temp1+temp2;

先求两点之间qzcolor色棋的棋子个数，做法和函数ConnectqpCount一样。

再判断它是否是活棋。

当参数count和所得两点之间qzcolor色棋的棋子个数相等，并且两头都没下棋子时，它为活棋。

否则，反之。

代码如下：

if（point1.X!

=point2.X）xPlus=1;

if（point1.Y!

=point2.Y）yPlus=（point2.Y-point1.Y）/Math.Abs（point2.Y-point1.Y）;

for（i=0;i

{

x=point1.X-temp1*xPlus+i*xPlus;

y=point1.Y-temp1*yPlus+i*yPlus;

if（x+4*xPlus>14||y+4*yPlus>14）

break;

sum=0;

for（j=0;j<4;j++）

{

if（points[x+j*xPlus,y+j*yPlus]==qzcolor）

sum++;

elseif（points[x+j*xPlus,y+j*yPlus]==-qzcolor+1）

{

sum=0;

break;

}

}

if（0

{

if（sum==count&&points[x-xPlus,y-yPlus]==2&&points[x+4*xPlus,y+4*yPlus]==2）

returntrue;

}

}

8）查看是否被破坏活期——BreakActiveConnectqp

在（x,y）处放qzcolor色棋后形成活count,且放一反色棋后破坏棋形成活count。

代码如下：

if（!

ActiveConnectqp（qzcolor,count,point1,point2））returnfalse;

if（count==5）returnfalse;

elseif（count==4）returntrue;

else

{

boolblnFlag;

points[x,y]=-qzcolor+1;

blnFlag=!

ActiveConnectqp（qzcolor,count-1,point1,point2）;

points[x,y]=qzcolor;

returnblnFlag;

}

9）查看是否是最好的点——FindBestPoint

首先，查看有没有最佳点，并形成栈元素。

如果没有，返回false；否则，将这栈元素压入回溯栈中。

当栈非空时，将栈元素弹出，如果栈中的pointNumber小于pointCount时，在棋盘上下一棋。

如果赢棋，不再继续探测，并在棋盘上退一棋。

如果和棋的话，也不再继续探测，并在棋盘上退一棋。

否则，继续下棋并探测。

如果栈顶元素无点，弹出后栈必非空，并在棋盘上退一棋。

如果栈顶元素中点均已试过，则寻找栈顶元素中点的最好结局，并寻找最佳步数。

实现的代码如下：

resulttotalresult=result.lose;

inti,bestStepNumber=0;

StackElementtempStackElement=newStackElement（）;

if（first）

{

qzcolor=0;

if（!

FindBestFivePointsAndFormAStackElement（qzcolor,reftempStackElement））

returnfalse;

}

else

{

qzcolor=1;

if（!

FindBestFivePointsAndFormAStackElement（qzcolor,reftempStackElement））

returnfalse;

}

backTrackStack.Push（tempStackElement）;

while（backTrackStack.Count>0）//栈非空

{

tempStackElement=（StackElement）backTrackStack.Pop（）;

if（tempStackElement.pointNumber

{

//在棋盘上下一棋

points[tempStackElement.bestFivePoints[tempStackElement.pointNumber].X,tempStackElement.bestFivePoints[tempStackElement.pointNumber].Y]=tempStackElement.qzColor;

if（Win（tempStackElement.qzColor,tempStackElement.bestFivePoints[tempStackElement.pointNumber]））

{//赢棋，不在继续探测

tempStackElement.theresult[tempStackElement.pointNumber]=result.win;

tempStackElement.stepNumber[tempStackElement.pointNumber]=backTrackStack.Count+1;

//在棋盘上退一棋

points[tempStackElement.bestFivePoints[tempStackElement.pointNumber].X,tempStackElement.bestFivePoints[tempStackElement.pointNumber].Y]=2;

tempStackElement.pointNumber++;

backTrackStack.Push（tempStackElement）;

}

elseif（backTrackStack.Count==M-1）

{//将此元素压入栈后栈满，不在继续探测

tempStackElement.theresult[tempStackElement.pointNumber]=result.equal;

tempStackElement.stepNumber[tempStackElement.pointNumber]=M;

//在棋盘上退一棋

points[tempStackElement.bestFivePoints[tempStackElement.pointNumber].X,tempStackElement.bestFivePoints[tempStackElement.pointNumber].Y]=2;

tempStackElement.pointNumber++;

backTrackStack.Push（tempStackElement）;

}

else

{//另一方继续下棋向下探测

tempStackElement.pointNumber++;

backTrackStack.Push（tempStackElement）;

FindBestFivePointsAndFormAStackElement（-tempStackElement.qzColor+1,reftempStackElement）;

backTrackStack.Push（tempStackElement）;

}

}//endif

else//栈顶元素无点或点均已试过

{

if（tempStackElement.pointsCount==0）//栈顶元素无点，且弹出后栈必非空

{

tempStackElement=（StackElement）backTrackStack.Pop（）;

tempStackElement.theresult[tempStackElement.pointNumber-1]=result.win;

tempStackElement.stepNumber[tempStackElement.pointNumber-1]=backTrackStack.Count+1;

//在棋盘上退一棋

points[tempStackElement.bestFivePoints[tempStackElement.pointNumber-1].X,tempStackElement.bestFivePoints[tempStackElement.pointNumber-1].Y]=2;

backTrackStack.Push（tempStackElement）;

}

else//栈顶元素中点均已试过

{

//寻找栈顶元素中点的最好结局

totalresult=tempStackElement.theresult[0];

for（i=0;i

if（totalresult

totalresult=tem