基于Linux系统的五子棋游戏开发Word文档格式.docx
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通过Linux系统编程，GTK编程技术，五子棋游戏算法来实现趣味性地人机对战。
关键词：
Linux操作系统；
GTK；
五子棋游戏；
人机对战
GobanggamedevelopmentbasedonLinuxsystem
Abstract
Gobangisagameofpurestrategytypetwogame,Thetwosideswereusuallyuseblackandwhitepieces,Crosspointonthechessboardlineandhorizontallineonthefirst5sublinewins.ItoriginatedinancientChina,themedium-termdevelopmentinJapan,popularinEurope.Thegobangisonekindthegamewhichiswidelylikedthepopulace,itsruleissimple,changeable,extremelyrichinterestingandrecreational.Gobangisapuzzlegame,itcanenhanceplayer'
sthinkingability,improveintelligence,andhighinphilosophy,helpstoone’sself-cultivation.
Withthegameindustryisgraduallymatureanddiversified,thefutureisbright,Linuxoperatingsystemgraphicalinterface,itisusedmoreandmorewidely,however,undertheenvironmentofLinuxgameinalackofstate,whenyouinLinuxworkduringrestplaythenextgameisarelaxedway.
ThedesignrequirementsofthesystemisaLinuxoperatingsystemtorunandtheinterfaceisbeautifulandstableoperationandthefuturemaybeusedforembeddedtransplantgames.Linuxoperatingsystemasaplatform,usingGTKtechnologytoachieveGobanggame;
throughtheLinuxsystemprogramming,GTKprogrammingtechnology,Gobanggamealgorithmtoachieveinterestingman-machinewar.
KeyWords：
Linuxoperatingsystem;
GTK;
Gobanggame;
Man-machinewar
1绪论
1.1本课题选题依据
五子棋是起源于中国古代的传统黑白棋游戏之一。
随着Internet的迅速发展，及市场强势地带动游戏产业的发展，国家政府部门也越来越重视游戏产业，它渐渐成为建设新文化事业的任务之一。
根据Linux环境下游戏的开发以及五子棋游戏的广泛受众和经典程度。
本课题基于Linux系统下进行开发，实现游戏五子棋的功能。
随着计算机的飞速发展及游戏产业的逐渐成熟，各种各样的游戏被安装进计算机中。
然而，Linux环境下的游戏处于一种缺乏状态，在Linux用户在经历长时间工作时，休息期间没有很好的游戏使其得以放松，做到劳逸结合，事半功倍。
在Linux环境下开发游戏（以经典的五子棋为例）有其重要的经济价值和战略意义，与此同时，也可以借此课题对自己所学的知识进行一次综合的运用与拓展，加强自己的专业知识水平和综合运用能力以及实践动手能力[1]。
1.2课题国内外发展情况
计算机发明后，人们就尝试运用其强大的计算与存储记忆能力来与棋坛高手对弈。
1956年美国洛斯阿拉莫斯得研究人员首次编写了象棋对弈战胜一个刚入道6个月的棋手，但已经具有划时代的意义。
在国内市场，2000年之前，游戏产业处于一种缺乏创新的状态。
许许多多游戏厂商都是拿出一种模仿的姿态在做游戏。
导致国外一些先进的发达的游戏公司迅速进入了中国的游戏市场并占有了很大的份额。
此时国内游戏厂商不能进行很有效的合作，在外国游戏巨头的压力下，内部形成强烈的竞争，使得国产游戏的发展十分缓慢。
近年来，随着政府出台了各种与游戏产业相关的条例、法规，作为一种新文化事业来鼓励国产游戏的发展。
国内游戏开发商也致力于开发自主的拥有中国文化的游戏，中国游戏玩家数量与日俱增，这其中越来越多的玩家开始支持国产游戏，这些都表明着，国产游戏的寒冬已然过去，国内娱乐游戏业的不断成熟与壮大。
在国际上，由独立自由的软件和开放免费的源代码组成的例子就是Linux操作系统。
现在Linux操作系统可以被安装到多种硬件设备中，从个人PC机到企业、政府的办公设备甚至与嵌入式相关的硬件设备。
Linux操作系统所具有的优势及潜能不断被人们开发利用，在人们的生活中渐渐占据了一定地位。
随着Linux系统的完善与稳定，普通电脑用户尝试接触Linux系统的数量日益增高，部分电脑厂商发现商机开始在其销售的电脑上可以为用户免费安装Linux，在桌面电脑操作系统的市场中Linux也慢慢地占据一席之地。
低成本、开放、免费这些都成了Linux操作系统的代名词，符合嵌入式开发的理念，在嵌入式市场拥有绝对优势，广泛地受到了用户的好评。
KED和GNOME等桌面系统使Linux完全不同于依赖CLI（CommandLineInterface，命令行界面）控制的Unix操作系统，它更像一个Mac或Windows之类的操作系统，能提供完善的提醒用户界面，给用户更好的桌面体验[2]。
1.3本课题设计的必要性与可行性
选择必要性：
随着经济的快速发展，人们生活的步调日益加快，计算机的地位在人们的生活中已越来越重要，基于各种操作系统的娱乐游戏也越来越多、越来越大众化，成为人们日常生活中密不可分的一部分。
而随着人们生活品质的提高，电脑游戏也越来越多元化，五子棋就是其中一种。
这一游戏简单易行，操作方便，娱乐性较强，吸引了不少人。
该游戏给人们带来了追逐的快感，以及成功后的满足感，对于一直处于高压下的现代人是很好的放松工具。
选题可行性：
综合考虑选择C语言与GTK技术来实现本系统。
C语言是一门成熟的高级语言，可用于开发各种系统，也可用于开发游戏系统。
GTK是Linux下的一个图形化编程工具，其开发出来的程序能在装有GTK环境的Linux系统下顺利运行[3]。
1.4本课题设计概述
在本课题中，通过对五子棋游戏发展背景的调查以及Linux系统下小游戏开发的了解；
以Linux操作系统为平台，使用GTK技术实现五子棋游戏；
2平台简介
2.1系统介绍
2.1.1Linux系统发展历程
Linux是一种类似Unix的操作系统，但它具有可以自由传播和无偿使用的特点。
它开放全部的源代码以供用户进行完善修改并且可以被移植到各种各样的硬件平台。
Unix作为一种经典的操作系统，在1969年最开始由贝尔实验室的计算机科学学者KenThompson和DennisRitchie提出并研发成功，但出于它对源代码知识产权的保护，它价格十分昂贵，对一般计算机用户而言，是难以接受的。
早期，Linux是由赫尔辛基大学的一位叫LinusTorvalds的芬兰大学生独立设计的。
当时他有一台Intel386计算机，而他手上的Minix却不能很好地在他的计算机上运行。
于是他开始修改Minix。
经过几个月的努力，基本完成了目标。
此时他发现，他几乎实现了一个新操作系统的原型。
1991年10月，Linus把Linux（意为Linus的Unix）放到FTP服务器上供其他人自由下载。
Linus允许他人免费使用Linux的源代码，并且鼓励大家对其进行修改和完善。
这一举动，使得盈千累万来自不同地区不同国家程序员的不懈努力下，Linux得到了转折性的发展。
目前，Linux产品存在的版本可谓不胜枚举，其中比较著名的有RedHat、Fedora、Debian、Ubuntu、SUSE、Slackware、Mandriva、TurboLinux及Gentoo等。
尽管这些系统在安装操作和界面外部表现等方面有所不同，但其内部采用的Linux内核、标准实用程序等基本一致，具有很多共性[4]。
2.1.2UbuntuLinux操作系统
UbuntuLinux系统是众多Linux发型品牌之一。
在Linux领域中，Ubuntu只是一个后起之秀，是一个新兴且潜力巨大的Linux发行品牌，用了短短几年的时间Ubuntu就发展成为一个流行的、成熟的、以及桌面环境丰富的Linux的系统，受到了从Linux初学者到资深专家的大批Linux用户的追捧。
Ubuntu是一个古老的非洲词汇，表示人类之间的关怀、共享、和谐。
它作为一种理念，倡导个人，文化以及民族之间的融合、博爱与相互合作。
2.1.3UbuntuLinux的特性
1.多用户
Linux系统具有许多系统都不具有的特性，它可以使许多用户操作同一台电脑，并且他们在使用自己的操作时不会影响到其他用户的进程。
并且用户与用户之间都能够顺畅地沟通与交流。
但是为了防止在使用过程中，用户不经意或故意地篡改别的使用者的系统资源，所以使用不同功能的用户具有不同的使用权限。
2.多任务
支持多个任务或多个进程的执行是时下操作系统所必须具备的特点。
在用户操作计算机时，能够顺利执行多种操作，运行更多软件程序，提高工作效率。
而且保证任务操作及软件程序很好并行，互不影响。
3.多平台
作为一种源代码开放免费的操作系统，可以很好地移植到各种平台。
作为一种应用广泛的操作系统它不仅可以在个人计算机上流畅地运行，还可以兼容在不同规模各类设备上。
同时，它的运作不受CPU数量的限制，不论在32位还是64位上都有较为突出的运行状态。
4.用户界面
为了适用不同的使用范围，Linux提供了两种不同的操作界面。
当我们需要进行脚本功能编写时，可以进入字符界面通过键盘录入命令来使计算机运行。
当我们需要便捷的操作时，也可以进入图形界面，通过鼠标的操作来传达指令，完成所需要的用户操作。
5.网络功能
因为Linux系统强大的内置网络功能，所以它在信息传输和互联网功能的使用有着非同寻常的表现。
导致越来越多的用户选择使用Linux系统。
6.安全性
在时下对于计算机的使用过程中，安全性一直是被人们所重视的问题。
在系统的运行过程中，使用了各种各样的措施来保证用户的隐私和重要资料，提高系统的稳定性。
在融合了Unix操作系统的优势后，Linux具有了更稳定更高效地运行状态。
所以以这种系统搭建的服务器平台数量与日俱增。
7.可移植性
因为Linux系统强大的适应能力，使得它可以在各种平台上运行。
为了方便的用户的使用，它具有了良好的可移植性。
这样就可以轻松地进行移植，比如，从一台个人计算机上移植到另一台硬件设备上。
8.开放和免费
为了面向更多的用户和更广阔的使用范围，Linux系统开放了操作代码，我们可以轻松的在网上查找到Linux的操作核心内容，这样可以根据自己的需求，去进行不同程序的编写和调试。
相比于其它系统的收费使用，无偿的Linux毫无疑问可以让我们通过更低的代价来获取更多的内容[5-10]。
2.2开发工具
2.2.1VMwareworkstation简介
VMwareWorkstation（中文名“威睿工作站”）是一款功能强大的桌面虚拟计算机软件，提供用户可在单一的桌面上同时运行不同的操作系统，和进行开发、测试、部署新的应用程序的最佳解决方案。
VMwareWorkstation可在一部实体机器上模拟完整的网络环境，以及可便于携带的虚拟机器，其更好的灵活性与先进的技术胜过了市面上其他的虚拟计算机软件。
对于企业的IT开发人员和系统管理员而言，VMware在虚拟网路，实时快照，拖曳共享文件夹，支持PXE等方面的特点使它成为必不可少的工具。
VMwareWorkstation作为时下一款综合表现优异的桌面虚拟计算机软件，以供用户选择安装的操作系统种类繁多，甚至包括每一种操作系统所发行的各个版本。
在合理分配内存的情况下，它还可以在一台计算机下安装多个虚拟化的操作系统。
每个所安装的虚拟的操作系统可以做到独立的运行互不干扰。
同时，在虚拟机运行的状态下，可以简单快捷地回到物理机的操作系统，两个操作系统直接可以做到很好的隔离。
操作界面简单明了，支持中文，适用各种计算机领域的用户[11]。
2.2.2C语言简介
C语言是最早由贝尔实验室的DennisRitchie设计并实现。
同时DennisRitchie也是Unix操作系统的主要设计者之一。
C语言是目前国际上为万千程序员广泛使用并具有完整体系的计算机语言。
在熟练掌握C语言的情况下，我们不仅可以利用它来编写一些应用软件，还是进行系统的程序开发，完善系统更好地服务我们的生活与工作。
Linux、Unix操作系统本身都是用C语言开发。
我们每天都可以用到的Windows操作系统
其大部分代码也是有C语言进行开发的。
C语言的绘图能力强，具备可移植性，编译方式简易，数据处理能力强，因此适于编写系统软件，三维，二维图形和动画。
它是一种数据类型丰富、应用灵活方便的高级语言。
C语言具有以下特点：
1.两重性
C语言具有汇编语言的部分特性。
它可以对计算机最基本的工作单元（位、字节、地址）进行操作；
也可以对物理地址直接访问，对硬件进行操作。
具有高级语言的基本结构和语句。
2.结构化
结构化语言落实到软件的编写，系统的开发上就是实现程序的模块化，这也是结构化语言的一个显著特点。
即程序的各个部分除了必要信息交流外相对独立，因此各个部分开发单独开发和测试，这样的编程易于他人的阅读，自身的整改与维护，大大提高工作效率。
3.与Linux紧密结合
Linux操作系统本身是由C语言开发的，在Linux上用C语言开发的程序运行效率很高，可以实现无缝结合。
相比之下，在某些对性能要求很高的领域，C语言是首选。
4.可移植性
C语言编写的程序基本可以不用做任何修改，就可以在不同硬件平台或操作系统上运行[12-16]。
2.2.3GTK简介
GTK（GIMPToolkit）是一套跨多种平台的图形工具包,按LGPL许可协议发布的。
虽然最初是为GIMP写的，但目前已发展为一个功能强大、设计灵活的一个通用图形库。
特别是被GNOME选中使得GTK+广为流传，成为Linux下开发图形界面的应用程序的主流开发工具之一。
当然，GTK+并不要求必须在Linux上，事实上，目前GTK+已经有了成功的windows版本。
GTK虽然是用C语言写的，但是同样可以使用你所熟悉的语言来使用GTK，因为GTK+已经被绑定到几乎所有流行的语言上，如：
C++，PHP，Guile，Perl，Python，TOM，Ada95，ObjectiveC，FreePascal，andEiffel。
2.2.4Linux编译工具GCC简介
GCC是一个用于Linux系统下编程的编译器。
GCC=GNUCompilerCollection，是由Stallman所开发的Linux下的编译器，可以编译的语言包括：
C，C++，Objective-C,Fortran，Java，Ada等。
不过，现在GCC也有了许多Win32下的移植版本。
如今的GCC借助于它的特性，具有了交叉编译器的功能，即在一个平台下编译另一个平台的代码。
本课题选用UbuntuLinux操作系统，Ubuntu的桌面环境是gnome，gnome是使用GTK+编写，所以选用GTK来进行环境的搭建。
运行环境不需要另外配置，即可直接安装开发所需要的环境。
同时，UbuntuLinux操作系统是已经默然安装GCC[17]。
3开发环境的建立
3.1UbuntuLinux的安装
UbuntuLinux系统既可以独立安装，也可以与MicrosoftWindows系统安装在同一台计算机中——把UbuntuLinux安装到Windows系统未占用的磁盘分区中。
需要注意，在选择安装Linux与Windows双系统时，我们首先要在计算机上安装Windows操作系统并测试运行，再进行Linux系统的安装，否则会导致所安装的UbuntuLinux操作系统无法正常启动使用。
考虑到实用性而言，本课题设计以虚拟机的形式安装UbuntuLinux操作系统。
安装前的准备如下：
1.硬件要求
不同的系统与版本对硬件要求不尽相同。
表3-1以桌面版UbuntuLinux为例，给出相对合理的基本硬件要求，其中主要包括CPU、内存、磁盘空间等。
表3.1硬件系统要求
硬件系统要求
简单说明
CPU
至少选用1.0GHz的Intelx86系列CPU或更快的CPU
内存
至少配备256MB内存或更多内存
磁盘及磁盘分区
6~8GB的磁盘空间或更多
VGA显卡/显示分辨率
分辨率1024*768像素
引导设备
CD/DVD驱动，USB移动盘或其他安装方式
2.磁盘分区
安装UbuntuLinux系统时，至少需要两个磁盘分区，分别用于创建“/”文件系统与交换分区。
如果是一个多用户系统，且系统配有足够的磁盘存储空间，最好划分多个磁盘分区，每一个磁盘分区创建单独的文件系统，如/usr、/var和/home等文件系统。
表3.2磁盘分区的要求
文件系统
最小容量要求
建议容量分配
/
250MB
2GB
/usr
1.5GB
2GB以上
/tmp
50MB
1GB且小于单独的文件系统分区
/var
500MB
/home
取决于用户数量与数据空间的要求
/boot
100MB
3.安装方式
UbuntuLinux系统的安装方式尤其灵活，可以采用不同方法的进行引导安装。
本课题以虚拟机的形式进行安装，首先安装VMwareWorkstation（中文名“威睿工作站”），在网易开源镜像站下载ubuntu-12.04.5-desktop-amd64的ISO映像文件。
在VMware的基础上，通过ISO映像文件，安装Linux系统。
运行成功截图如下：
图3.1UbuntuLinux系统运行界面
3.2GTK环境的搭建
在Linux系统下的文本编辑器操作方便，对于习惯使用Windows系统的用户来说，是一个不错的选择。
与在Windows系统的操作大致相同，右键选项新建一个文本即可。
对于编译器GCC（GNUCompilerCollection）的选择，除了其功能强大、简单灵活的特点之外，还因为它能支持各种不同的硬件平台。
具有了交叉编译的功能，即在一个平台下编译另一个平台的代码，这样为后期代码的编译与调试提供的便利。
可以编译多种语言，包括：
C，C++，Objective-C，Fortran，Java，Ada等。
由于桌面环境gnome，运行环境不需要另外配置，要做的是安装即可[18]。
在终端下输入这些命令进行完善（有网络可用状态）：
1.安装gcc/g++/gdb/make等基本编程工具。
$sudoapt-getinstallbuild-essential
2.安装libgtk2.0-devlibglib2.0-dev等开发相关的库文件。
$sudoapt-getinstallgnome-core-devel
3.用于在编译GTK程序时自动找出头文件及库文件位置。
$sudoapt-getinstallpkg-config
4.安装devhelpGTK文档查看程序。
$sudoapt-getinstalldevhelp
5.安装gtk/glib的API参考手册及其它帮助文档。
$sudoapt-getinstalllibglib2.0-doclibgtk2.0-doc
6.安装基于GTK的界面GTK是开发Gnome窗口的c/c++语言图形库。
$sudoapt-getinstallgladelibglade2-dev或者
$sudoapt-getinstallglade-gnomeglade-commonglade-doc
7.安装gtk2.0或者将gtk+2.0所需的所有文件统通下载安装完毕。
$sudoapt-getinstalllibgtk2.0-dev或者
$sudoapt-getinstalllibgtk2.0*
最后，用测试程序进行编译运行。
图3.2GTK环境安装与完善
测试程序：
//Helloworld.c
#include<
gtk/gtk.h>
intmain（intargc,char*argv[]）
{
GtkWidget*window;
GtkWidget*label;
gtk_init（&
argc,&
argv）;
/*createthemain,toplevel,window*/
window=gtk_window_new（GTK_WINDOW_TOPLEVEL）;
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