一、需求分析
目标:实现一个简单的人机对战三子棋,支持以下功能:
- 初始化空棋盘,清晰展示落子状态。
- 玩家通过坐标落子(
X
代表玩家),电脑随机落子(O
代表电脑)。 - 实时判断胜负:某方三子连成一线(行 / 列 / 对角线)则获胜;棋盘填满则平局。
二、设计思路
1. 模块拆分(高内聚低耦合)
- 数据层 :用二维数组
char board[ROW][COL]
存储棋盘状态。 - 逻辑层:封装独立函数,如初始化棋盘、打印棋盘、落子、胜负判断。
- 交互层:通过菜单让用户选择 "开始游戏" 或 "退出",控制游戏流程。
三、代码结构解析
1. 多文件组织(工程化思路)
Noughts and crosses.h
:声明函数、定义常量(如ROW=3
),解耦接口与实现。Noughts and crosses.c
:实现具体逻辑(初始化、打印、落子等),隐藏细节。test.c
:负责游戏流程控制(菜单、主循环),专注交互。
2. 关键函数拆解
1.头文件:
cpp
#pragma once
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include<windows.h>
//棋盘尺寸
#define ROW 3
#define COL 3
//初始化
void InitBoard(char board[ROW][COL], int row, int col);
//打印棋盘
void DisplayBoard(char board[ROW][COL], int row, int col);
//玩家下棋
void PlayerMove(char board[ROW][COL], int row, int col);
//电脑下棋
void ComputerMove(char board[ROW][COL], int row, int col);
//判断输赢
char CheckWin(char board[ROW][COL], int row, int col);
//设置控制台文本颜色
void SetColor(int color);
2.关键函数分析(每个函数的定义写在Noughts and crosses.c):
cpp
void InitBoard(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
for (int i = 0;i < row;i++)
{
for (int j = 0;j < col;j++)
{
board[i][j] = ' ';
}
}
//随机种字(用于电脑下棋随机化)
srand((unsigned int)time(NULL));
}
初始化,通过二维数组来实现棋盘,将9个格子初始化为空。 srand((unsigned int)time(NULL));这段代码:是指time(NULL)以获取当前系统时间(从 1970 年 1 月 1 日到现在的秒数,也叫 "时间戳" )。将其类型转换为unsigned int 来适配srand 这样就会生成随机数的 "起点,生成真随机值。如果是一个常数,那么会生成固定的序列。
2.
cpp
void DisplayBoard(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
system("cls");//清空
printf("=== 三子棋游戏 ===\n");
for (int i = 0;i < row;i++)
{
for (int j = 0;j < col;j++)
{
if (board[i][j] == 'X')
{
SetColor(12);//红色
}
else if (board[i][j] == 'O')
{
SetColor(9);//蓝色
}
else
{
SetColor(7);//白色默认色
}
printf(" %c ", board[i][j]);
if (j < col - 1)
{
SetColor(7);
printf("|");
}
}
printf("\n");
if (i < row - 1)
{
SetColor(7);
for (int j = 0; j < col; j++)
{
printf("---");
if (j < col - 1)
{
printf("|");
}
}
printf("\n");
}
}
}
打印棋盘,棋盘里会有X ,O ," " ,---,|,等元素。通过循环遍历用判断语句来给这其中的元素附加颜色,然后再打印二维数组的元数 ,再通过判断语句的条件,让 | 这个放在其该在的位置(这里的是落子后面的 | )再"\n"换行 。这就第一行完事了接着我们要想第二行,在第一个循环里加上行的判断条件,先给它附上颜色 ,再加嵌套循环,来给--- 加上 ,再加上 | 。再换行。
3.
cpp
//玩家下棋
void PlayerMove(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
int x, y;
printf("玩家下棋(输入坐标,如:1 1)");
while (1)
{
scanf_s("%d %d", &x, &y);
if (x >= 0 && x < row && y >= 0 && y < col)
{
if (board[x][y] == ' ')
{
board[x][y] = 'X';
break;
}
else
{
printf("该位置已占有,请重新输入");
}
}
else
{
printf("坐标无效,请重新输入(l~%d, l~%d):",row,col);
}
}
}
玩家下棋,我这里是通过坐标落子,要定义两个变量下x,y。因为我要将每次下完棋更新再同一棋盘,而不是每下完其再在小黑屏里加一个棋盘,所以我加了个while循环。首先我们要判断x,y的定义域。接着还在注意落子的地方是不是空的。还有下棋时,你填的坐标是否正确。不正确如何处理。这些可以用判断语句来实现。
4.
cpp
// 策略AI:优先封堵玩家即将获胜的位置,否则随机落子
void ComputerMove(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
printf("电脑思考中...\n");
// 1. 先检查电脑自己能否获胜,有机会则直接落子
for (int i = 0; i < row; i++)
{
for (int j = 0; j < col; j++)
{
if (board[i][j] == ' ')
{
// 尝试在此处落子
board[i][j] = 'O';
// 检查是否能赢
if (CheckWin(board, row, col) == 'O')
{
return; // 能赢则直接落子
}
// 不能赢则撤销尝试
board[i][j] = ' ';
}
}
}
// 2. 再检查玩家是否即将获胜,若有则封堵
for (int i = 0; i < row; i++)
{
for (int j = 0; j < col; j++)
{
if (board[i][j] == ' ')
{
// 模拟玩家在此处落子
board[i][j] = 'X';
// 检查玩家是否能赢
if (CheckWin(board, row, col) == 'X')
{
// 封堵这个位置
board[i][j] = 'O';
return;
}
// 玩家不能赢则撤销尝试
board[i][j] = ' ';
}
}
}
// 3. 若没有需要封堵的位置,随机落子
while (1)
{
int x = rand() % row;
int y = rand() % col;
if (board[x][y] == ' ') {
board[x][y] = 'O';
break;
}
}
}
为了让游戏不是那么简单。我加了电脑3种下棋方式:1.判断电脑下棋是否能赢,就下。2.判断玩家下棋能赢就阻断。3.最后是没有前几种情况就随机下。这里要用到CheckWin函数。其实这里的逻辑就是:预测。你们可以分析代码就知道了。这样也能找到些许乐趣。
5.
cpp
// 判断胜负
// 返回值:
// 'X' -> 玩家胜
// 'O' -> 电脑胜
// 'Q' -> 平局
// 'C' -> 继续
char CheckWin(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
// 1. 检查行
for (int i = 0; i < row; i++)
{
if (board[i][0] == board[i][1] && board[i][1] == board[i][2] && board[i][0] != ' ')
{
return board[i][0];
}
}
// 2. 检查列
for (int j = 0; j < col; j++)
{
if (board[0][j] == board[1][j] && board[1][j] == board[2][j] && board[0][j] != ' ')
{
return board[0][j];
}
}
// 3. 检查对角线
if (board[0][0] == board[1][1] && board[1][1] == board[2][2] && board[0][0] != ' ')
{
return board[0][0];
}
if (board[0][2] == board[1][1] && board[1][1] == board[2][0] && board[0][2] != ' ')
{
return board[0][2];
}
// 4. 检查是否平局(无空格)
int full = 1;
for (int i = 0; i < row; i++)
{
for (int j = 0; j < col; j++)
{
if (board[i][j] == ' ')
{
full = 0;
break;
}
}
if (!full) break;
}
if (full)
{
return 'Q';
}
// 5. 继续游戏
return 'C';
}
检查输赢:我们首先要給输赢 ,平or 继续游戏用一些符号表示作为返回值。'X' -> 玩家胜 'O' -> 电脑胜 'Q' -> 平局 'C' -> 继续。X 与 O是玩家和电脑的子的形式,可以通过行,列,对角线的检查 方便返回二维数组里的元素。平局:我们要定义一个变量full来查看棋盘是否满了。最后只剩:C 继续游戏了。
6.
cpp
void SetColor(int color) {
HANDLE hConsole = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
SetConsoleTextAttribute(hConsole, color);
}
这是我们要改颜色用的函数。
3.菜单
-
代码:
cppchar board[ROW][COL]; char result = 'C'; int player_wins = 0; int computer_wins = 0; int ties = 0; char play_again = 'Y'; while (play_again == 'Y' || play_again == 'y') { // 初始化棋盘 InitBoard(board, ROW, COL); printf("=== 三子棋游戏 ===\n"); printf("总战绩:玩家 %d 胜 | 电脑 %d 胜 | 平局 %d 次\n", player_wins, computer_wins, ties); DisplayBoard(board, ROW, COL); // 游戏循环 while (1) { // 玩家回合 PlayerMove(board, ROW, COL); DisplayBoard(board, ROW, COL); // 判断结果 result = CheckWin(board, ROW, COL); if (result == 'X') { printf("=== 玩家获胜! ===\n"); player_wins++; break; } else if (result == 'Q') { printf("=== 平局! ===\n"); ties++; break; } // 电脑回合 ComputerMove(board, ROW, COL); DisplayBoard(board, ROW, COL); // 判断结果 result = CheckWin(board, ROW, COL); if (result == 'O') { printf("=== 电脑获胜! ===\n"); computer_wins++; break; } else if (result == 'Q') { printf("=== 平局! ===\n"); ties++; break; } } // 询问是否再来一局 printf("是否再来一局?(Y/N): "); scanf_s(" %c", &play_again); while (play_again != 'Y' && play_again != 'y' &&play_again != 'N' && play_again != 'n') { printf("输入无效,请输入 Y 或 N: "); scanf_s(" %c", &play_again); } } // 显示最终战绩 printf("\n=== 游戏结束 ===\n"); printf("最终战绩:玩家 %d 胜 | 电脑 %d 胜 | 平局 %d 次\n",player_wins, computer_wins, ties); if (player_wins > computer_wins) { printf("玩家胜率更高!\n"); } else if (player_wins < computer_wins) { printf("电脑胜率更高!\n"); } else { printf("双方势均力敌!\n"); } return 0;
2.分析:这里我们要有 游戏继续还是结束 记录比赛比分 胜率的分析等的功能 。因此我们要定义 6个变量 。第一个while决定着游戏的继续还是结束,如果继续就初始化以及打印棋盘。第二个while来按照先玩家再电脑的顺序落子,里面要有打印棋盘刷新棋盘。还有判断落子后的效果。第三个while则是与第一个while呼应判断玩家是否玩还是不玩,以及玩家输入错误信息的处理方式。最后结束游戏打印结果胜率的分析。