[C++知识库] 三子棋游戏（C语言版）

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[C++知识库]三子棋游戏（C语言版）

一、三子棋游戏规则

三子棋也叫做OOXX棋，井字棋等，用“井”字分出3×3的格子，双方轮流下棋子（可以用O或者X来区别），只要将自己的三个棋子走成一条线，就算获胜。
在这里插入图片描述

二、基本流程

在实现三子棋代码之前，我们来看看实现这个游戏的逻辑：

建立一个游戏菜单。
创建和初始化棋盘。
打印棋盘。
玩家落子并打印棋盘（通过坐标）用 'o’表示玩家落子。
判断胜负（判断玩家是否获胜？获胜则直接游戏结束否则继续进行）。
电脑落子并打印棋盘（随机落子）用 ‘x’表示电脑落子。
判断胜负（电脑是否获胜？获胜则直接游戏结束否则继续进行）。
若和棋则回到步骤2 继续执行。

三、步骤

1、菜单界面

1.开始游戏 0.退出游戏

void menu()
{
	printf("**************************************************\n");
	printf("*****       Welcome to the Gobang game       *****\n");
	printf("**********          1. 开始游戏         **********\n");
	printf("**********          0. 退出游戏         **********\n");
	printf("**************************************************\n");
}
	
int main()
{
	int input = 0;
	do
	{
		menu();//打印菜单
		printf("请开始你的选择:>");
		scanf("%d", &input);
		switch (input)
		{
		case 1:
			game();//游戏主体,后面实现
			break;
		case 0:
			printf("退出游戏\n");
			break;
		default:
			printf("选择错误，重新选择");
			break;
		}
	} while (input);
	return 0;
}

在打印菜单中，我们用do…while循环可以使得菜单至少打印一次
下方就是打印出的菜单界面
在这里插入图片描述

2、创建棋盘

我们打印出菜单界面后，就可以开始进行游戏了，要进行游戏，我们首先要创建一个棋盘。
棋盘：使用3行3列的二维数组来表示，元素类型是char。

使用宏定义的原因：
1.推高代码可读性，后续代码中遇到3，方便理解含义。
2.提高扩展性，如果将来要修改棋盘尺寸，代码修改会很方便。

#define ROW 3  //行
#define COL 3  //列
char board[ROW][COL];//棋盘数组

3、棋盘初始化

在我们下棋的时候，我们首先要保证棋盘上面是空的，所以我们用空格来初始化棋盘。

void InitBoard(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		int j = 0;
		for (j = 0; j < col; j++)
		{
			board[i][j] = ' ';
		}
	}
}

4、打印棋盘

当我们初始化棋盘后，我们打印出来看看棋盘是怎样的，看下列代码和输出：

void DisplayBoard(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		int j = 0;
		for (j = 0; j < col; j++)
		{
			printf("%c", board[i][j]);
		}
		printf("\n");
	}

运行的结果如图：
在这里插入图片描述
屏幕上我们并没有看到棋盘，所以注意：
这里不是棋盘没打印出来，而是我们使用’ '表示空白区域，所以我们看到的棋盘是一片黑色。所以我们选用更加美观的方法打印

void DisplayBoard(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	printf("+---+---+---+\n");
	int i = 0;
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		//打印数据
		int j = 0;
		for (j = 0; j < col; j++)
		{
			printf("| %c ", board[i][j]);
		}
		if (j==col)
			printf("|");
		printf("\n");
		//打印分割线
		printf("+---+---+---+\n");
	}
}

运行结果如图：
在这里插入图片描述

5、玩家落子

玩家输入行列坐标表示落子，使用’O’表示玩家落子。

玩家落子时注意事项：
1.玩家落子需要在棋盘范围内。
2.玩家要在棋盘上空的地方落子。
3.如果输入的坐标不满足要重新输入。

void PlayerMove(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	int x = 0;
	int y = 0;
	printf("玩家走:>\n");
	while (1)
	{
		printf("请输入坐标:>");
		scanf("%d%d", &x, &y);//2 1 -->1  0
		if (x >= 1 && x <= row && y >= 1 && y <= col)
		{
			if (board[x - 1][y - 1] == ' ')
			{
				board[x - 1][y - 1] = 'O';
				break;
			}
			else
			{
				printf("您的坐标位置已经有棋子了!\n");
			}
		}
		else
		{
			printf("您的坐标不在合法范围内,请重新输入：\n");
		}
	}
}

6、电脑落子

电脑随机落子，'X’表示电脑落子。
因为电脑是随机落子，所以我们需要产生一个随机坐标，所以我们需要一个随机值。

电脑落子注意事项：
1.要在主函数中使用srand((unsigned int)time(NULL))
将时间戳作为随机数的起点（头文件：#include <time.h>)，确保得到的行列坐标是真随机。
2.在函数中使用rand()函数产生随机坐标(头文件：#include <stdlib.h>)，还要确保坐标在棋盘范围内
3.要在棋盘上空的地方下棋。

void ComputerMove(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	int x = 0;
	int y = 0;
	printf("电脑走:>\n");
	while (1)
	{
		x = rand() % row;
		y = rand() % col;
		if (board[x][y] == ' ')
		{
			board[x][y] = 'X';
			break;
		}
	}
}
int main()
{
	int input = 0;
	srand((unsigned int)time(NULL));
	do
	{
		menu();//打印菜单
		printf("请开始你的选择:>");
		scanf("%d", &input);
		switch (input)
		{
		case 1:
			game();//进入游戏
			break;
		case 0:
			printf("退出游戏\n");
			break;
		default:
			printf("选择错误，重新选择");
			break;
		}
	} while (input);
	return 0;
}

7、判断胜负

利用返回结果判断胜负：

要返回4种不同的状态：
玩家获胜—> ‘O’
电脑获胜 —> ‘X’
平局 —> ‘Q’
继续 —> ‘C’

1.获胜
（1）判定所有的行（一行字符全部相同，即获胜）
（2）判定所有的列（一列字符全部相同，即获胜）
（3）判定两条对角线（一条对角线字符全部相同，即获胜）
注意：需排除空棋盘的情况（即全为空格，没有下子）
2.平局
（1）调用IsFull函数。
（2）返回1，表示棋盘满了，返回0，表示棋盘没满。
（3）如果棋盘满了未分出胜负，平局。
（4）如果棋盘没满，游戏继续

//返回1表示棋盘满了
//返回0表示棋盘没满
int IsFull(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	int i = 0;
	int j = 0;
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		for (j = 0; j < col; j++)
		{
			if (board[i][j] == ' ')
			{
				return 0;
			}
		
		}
	}
	return 1;
}

char IsWin(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	//1. 判断输赢
	
	//三行
	int i = 0;
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		if (board[i][0] == board[i][1] && board[i][1] == board[i][2] && board[i][1] != ' ')
		{
			return board[i][1];
		}
	}
	//三列
	int j = 0;
	for (j = 0; j < col; j++)
	{
		if (board[0][j] == board[1][j] && board[1][j] == board[2][j] && board[1][j] != ' ')
		{
			return board[1][j];
		}
	}
	//对角线
	if (board[0][0] == board[1][1] && board[1][1] == board[2][2] && board[1][1] != ' ')
	{
		return board[1][1];
	}
	if (board[0][2] == board[1][1] && board[1][1] == board[2][0] && board[1][1] != ' ')
	{
		return board[1][1];
	}
	//2. 判断平局
	if (1 == IsFull(board, ROW, COL))
	{
		return 'Q';
	}
	//3. 游戏继续
	return 'C';
}

四、整体代码实现

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

#define ROW 3  //行
#define COL 3  //列


void menu()
{
	printf("**************************************************\n");
	printf("*****       Welcome to the Gobang game       *****\n");
	printf("**********          1. 开始游戏         **********\n");
	printf("**********          0. 退出游戏         **********\n");
	printf("**************************************************\n");

}
void InitBoard(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		int j = 0;
		for (j = 0; j < col; j++)
		{
			board[i][j] = ' ';
		}
	}
}
void DisplayBoard(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	printf("+---+---+---+\n");
	int i = 0;
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		//打印数据
		int j = 0;
		for (j = 0; j < col; j++)
		{
			printf("| %c ", board[i][j]);
		}
		if (j==col)
			printf("|");
		printf("\n");
		//打印分割线
		printf("+---+---+---+\n");
	}
}
void PlayerMove(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	int x = 0;
	int y = 0;
	printf("玩家走:>\n");
	while (1)
	{
	
		printf("请输入坐标:>");
		scanf("%d%d", &x, &y);//2 1 -->1  0
		if (x >= 1 && x <= row && y >= 1 && y <= col)
		{
			if (board[x - 1][y - 1] == ' ')
			{
				board[x - 1][y - 1] = 'O';
				break;
			}
			else
			{
				printf("您的坐标位置已经有棋子了!\n");
			}
		}
		else
		{
			printf("您的坐标不在合法范围内,请重新输入：\n");
		}
	}
}
void ComputerMove(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	int x = 0;
	int y = 0;
	printf("电脑走:>\n");
	while (1)
	{
		x = rand() % row;
		y = rand() % row;
		if (board[x][y] == ' ')
		{
			board[x][y] = 'X';
			break;
		}
	}
}
//返回1表示棋盘满了
//返回0表示棋盘没满
int IsFull(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	int i = 0;
	int j = 0;
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		for (j = 0; j < col; j++)
		{
			if (board[i][j] == ' ')
			{
				return 0;
			}

		}
	}
	return 1;
}

char IsWin(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	//1. 判断输赢

	//三行
	int i = 0;
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		if (board[i][0] == board[i][1] && board[i][1] == board[i][2] && board[i][1] != ' ')
		{
			return board[i][1];
		}
	}
	//三列
	int j = 0;
	for (j = 0; j < col; j++)
	{
		if (board[0][j] == board[1][j] && board[1][j] == board[2][j] && board[1][j] != ' ')
		{
			return board[1][j];
		}
	}
	//对角线
	if (board[0][0] == board[1][1] && board[1][1] == board[2][2] && board[1][1] != ' ')
	{
		return board[1][1];
	}
	if (board[0][2] == board[1][1] && board[1][1] == board[2][0] && board[1][1] != ' ')
	{
		return board[1][1];
	}
	//2. 判断平局
	if (1 == IsFull(board, ROW, COL))
	{
		return 'Q';
	}
	//3. 游戏继续
	return 'C';
}
void game()
{
	//三子棋过程
	char board[ROW][COL];//棋盘数组
	//初始化棋盘---board的元素都给成空格
	InitBoard(board, ROW, COL);
	//打印棋盘
	DisplayBoard(board, ROW, COL);
	//下棋
	char ret = 0;
	while (1)
	{

		//玩家下棋
		PlayerMove(board, ROW, COL);
		DisplayBoard(board, ROW, COL);
		ret = IsWin(board, ROW, COL);
		if (ret != 'C')
		{
			break;
		}
		//电脑下棋
		ComputerMove(board, ROW, COL);
		DisplayBoard(board, ROW, COL);
		ret = IsWin(board, ROW, COL);
		if (ret != 'C')
		{
			break;
		}
	}
		if (ret == 'O')
		{
			printf("恭喜您，您赢了！\n");
		}
		else if (ret == 'X')
		{
			printf("哈哈，身为人工智能的我果然厉害！\n");
		}
		else
		{
			printf("平局\n");
		}
}
int main()
{
	int input = 0;
	srand((unsigned int)time(NULL));
	do
	{
		//打印菜单
		menu();
		printf("请开始你的选择:>");
		scanf("%d", &input);
		switch (input)
		{
		case 1:
			game();
			break;
		case 0:
			printf("退出游戏\n");
			break;
		default:
			printf("选择错误，重新选择");
			break;
		}
	} while (input);
	return 0;
}

五、多文件形式

我们平常写代码的时候，如果程序比较大，那么直接包含在一个文件中就会显得比较乱，就如同上方一样，全放一个文件中，非常容易混乱，并且不容易维护，这个时候就需要用到多文件。使用多文件的时候可以将整个程序拆分开来，比方说分为头文件、函数文件、主函数文件。当然如果有需要的话，还可以继续细分。
接下来我们将上方三子棋代码进行分块来写：
首先我们可以创建3个文件：一个头文件game.h，两个源文件game.c,test.c

game.h是用来各个函数的声明，game.c是各个函数的代码的实现，test.c是主函数文件，负责调用各个三子棋所用到的函数
在这里插入图片描述

game.h

在game.h里可以先声明一些变量如(ROW和COL)和头文件，和要定义的函数的声明

#pragma once

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

#define ROW 3
#define COL 3

//初始化棋盘
void InitBoard(char board[ROW][COL], int row, int col);

//打印棋盘
void DisplayBoard(char board[ROW][COL], int row, int col);

 //玩家落子
void PlayerMove(char board[ROW][COL], int row, int col);

//电脑落子
void ComputerMove(char board[ROW][COL], int row, int col);

//判断游戏输赢
//要返回4种不同的状态
//玩家赢 - 'O'
//电脑赢 - 'X'
//平局 -  ‘Q’
//继续 -   'C'
char IsWin(char board[ROW][COL], int row, int col);

game.c

在game.c里引用 #include “game.h”,引用这个后可以使用game.h里面的定义的变量和函数。

#include "game.h"

void InitBoard(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		int j = 0;
		for (j = 0; j < col; j++)
		{
			board[i][j] = ' ';
		}
	}
}
void DisplayBoard(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	printf("+---+---+---+\n");
	int i = 0;
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		//打印数据
		int j = 0;
		for (j = 0; j < col; j++)
		{
			printf("| %c ", board[i][j]);
		}
		if (j==col)
			printf("|");
		printf("\n");
		//打印分割线
		printf("+---+---+---+\n");
	}
}
void PlayerMove(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	int x = 0;
	int y = 0;
	printf("玩家走:>\n");
	while (1)
	{
	
		printf("请输入坐标:>");
		scanf("%d%d", &x, &y);//2 1 -->1  0
		if (x >= 1 && x <= row && y >= 1 && y <= col)
		{
			if (board[x - 1][y - 1] == ' ')
			{
				board[x - 1][y - 1] = 'O';
				break;
			}
			else
			{
				printf("您的坐标位置已经有棋子了!\n");
			}
		}
		else
		{
			printf("您的坐标不在合法范围内,请重新输入：\n");
		}
	}
}
void ComputerMove(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	int x = 0;
	int y = 0;
	printf("电脑走:>\n");
	while (1)
	{
		x = rand() % row;
		y = rand() % col;
		if (board[x][y] == ' ')
		{
			board[x][y] = 'X';
			break;
		}
	}
}
//返回1表示棋盘满了
//返回0表示棋盘没满
int IsFull(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	int i = 0;
	int j = 0;
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		for (j = 0; j < col; j++)
		{
			if (board[i][j] == ' ')
			{
				return 0;
			}

		}
	}
	return 1;
}

char IsWin(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	//1. 判断输赢

	//三行
	int i = 0;
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		if (board[i][0] == board[i][1] && board[i][1] == board[i][2] && board[i][1] != ' ')
		{
			return board[i][1];
		}
	}
	//三列
	int j = 0;
	for (j = 0; j < col; j++)
	{
		if (board[0][j] == board[1][j] && board[1][j] == board[2][j] && board[1][j] != ' ')
		{
			return board[1][j];
		}
	}
	//对角线
	if (board[0][0] == board[1][1] && board[1][1] == board[2][2] && board[1][1] != ' ')
	{
		return board[1][1];
	}
	if (board[0][2] == board[1][1] && board[1][1] == board[2][0] && board[1][1] != ' ')
	{
		return board[1][1];
	}
	//2. 判断平局
	if (1 == IsFull(board, ROW, COL))
	{
		return 'Q';
	}
	//3. 游戏继续
	return 'C';
}

test.c

然后在test.c主函数文件里引用 #include “game.h”,引用这个后可以使用game.h里面的定义的变量和函数。

void game()
{
	//三子棋过程
	char board[ROW][COL];//棋盘数组
	//初始化棋盘---board的元素都给成空格
	InitBoard(board, ROW, COL);
	//打印棋盘
	DisplayBoard(board, ROW, COL);
	//下棋
	char ret = 0;
	while (1)
	{

		//玩家下棋
		PlayerMove(board, ROW, COL);
		DisplayBoard(board, ROW, COL);
		ret = IsWin(board, ROW, COL);
		if (ret != 'C')
		{
			break;
		}
		//电脑下棋
		ComputerMove(board, ROW, COL);
		DisplayBoard(board, ROW, COL);
		ret = IsWin(board, ROW, COL);
		if (ret != 'C')
		{
			break;
		}
	}
		if (ret == 'O')
		{
			printf("恭喜您，您赢了！\n");
		}
		else if (ret == 'X')
		{
			printf("哈哈，身为人工智能的我果然厉害！\n");
		}
		else
		{
			printf("平局\n");
		}
}
int main()
{
	int input = 0;
	srand((unsigned int)time(NULL));
	do
	{
		//打印菜单
		menu();
		printf("请开始你的选择:>");
		scanf("%d", &input);
		switch (input)
		{
		case 1:
			game();
			break;
		case 0:
			printf("退出游戏\n");
			break;
		default:
			printf("选择错误，重新选择");
			break;
		}
	} while (input);
	return 0;
}