[C++知识库] Tic_Tac_Toe（三子棋）小游戏—

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[C++知识库]Tic_Tac_Toe（三子棋）小游戏——C语言实现

1 需求分析

????????三子棋是一种民间传统游戏，又叫九宫棋、圈圈叉叉、一条龙、井字棋等。游戏规则：双方轮流落子，率先将三个棋子在横、竖、对角落成一条直线的一方胜。

? ? ? ? 该项目旨在使用C语言实现简单的人机对战，主要实现以下功能：

功能1	菜单选择
功能2	初始化棋盘
功能3	打印棋盘
功能4	人机落子
功能5	判断输赢、棋盘是否已满

2 业务流程

? ? ? ??

3 代码展示

3.1 头文件（存放函数声明，包含库函数）

#pragma once
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <windows.h>
#define ROW 3
#define COL 3
//初始化棋盘
void Initialize_checkerboard(char board[ROW][COL],int, int);
//打印棋盘
void Display_checkerboard(char board[ROW][COL], int, int);
//玩家下棋
void Player_move(char board[ROW][COL], int, int);
//机器下棋
void Computer_move(char board[ROW][COL], int, int);
//判断输赢
char CheckWin(char board[ROW][COL], int row, int col);

3.2 函数文件（实现游戏主要功能）

3.2.1 初始化棋盘

????????循环遍历二维数组，将数组元素赋值为空格。

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

3.2.2 打印棋盘?

? ? ? ? ?打印棋盘分两步骤进行：1.打印“num|num|num” 2.打印“---|---|---”。实现代码如下：

void Display_checkerboard(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	int i = 0;
	int j = 0;
	for (size_t i = 0; i < row; i++)
	{
		for (size_t j = 0; j < col; j++)
		{
			printf(" %c ", board[i][j]);
			if (j < col - 1)
				printf("|");
		}
		printf("\n");

		if (i < row - 1)
		{
			for (size_t j = 0; j < col; j++)
			{
				printf("---");
				if (j < col - 1)
				{
					printf("|");
				}
			}
		}
		printf("\n");
	}

}

3.2.3?玩家落子

?????????玩家落子以输入坐标进行操作，初始化坐标x与坐标y，待玩家输入坐标后进行对坐标合法性进行判断，若坐标在棋盘范围内，且输入的坐标未被占用，则将初始化后的空格替换为“*”号，表示玩家落子，若坐标已被占用则提示玩家重新输入。输入坐标不合法则提示坐标错误，待玩家重新输入。

void Player_move(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	int x_coordinate = 0;
	int y_coordinate = 0;
	printf("Player turn:>\n");//提示玩家输入
	while (1)
	{
		int x_coordinate = 0;
		int y_coordinate = 0;
		printf("Input coordinates:>");
		scanf("%d %d", &x_coordinate, &y_coordinate);
		if (x_coordinate >= 1 && x_coordinate <= row && y_coordinate >= 1 && y_coordinate <= col)//判断坐标合法性
		{
			if (board[x_coordinate - 1][y_coordinate - 1] == ' ')
			{
				board[x_coordinate - 1][y_coordinate - 1] = '*';
				break;
			}
			else
			{
				printf("The coordinates are already occupied...Enter again\n");
			}
		}
		else
		{
			printf("Coordinate error!\n");
		}
	}
}

3.2.4?机器落子

? ? ? ? ?机器落子实现方式与玩家落子大致一致，只是机器落子为随机坐标。随机坐标实现先使用srand函数：srand((unsigned int)time(NULL))。该函数以时间变化为rand()函数提供变化的值，以此来达到不同随机值的效果。接着分别对随机值按行数、列数取余，将任意数值都压缩在行数和列数范围内，以达到在棋盘坐标内获得随机横纵坐标的效果。

void Computer_move(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	printf("Playing....\n");//游戏状态显示
	int x_coordinate = 0;
	int y_coordinate = 0;
	printf("Computer turn:>\n");
	while (1)
	{
		x_coordinate = rand() % row;//随机横坐标
		y_coordinate = rand() % col;//随机纵坐标
		if (board[x_coordinate][y_coordinate] == ' ')
		{
			board[x_coordinate][y_coordinate] = '#';
			break;
		}
	}
}

?3.2.4 判断输赢及棋盘是否已满

? ? ? ? ?判断输赢逻辑为：行、列、对角线三子率先一致的一方为胜方。那么判断输赢需要讨论三种情形，当行、列、对角线三子相等时，返回线上的一个棋子的内容（"*"?or "#"），此时别漏了还有平局这种情形。在判断是否平局时需要考虑棋盘是否已满，若棋盘满了返回1给输赢判断函数，反之则返回0，输赢判断函数在接收返回值以后则进行判断，若未满则返回C，满了则返回Q，便于在操作文件中调用判断输赢函数后进行游戏是否继续的判断。

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;//棋盘没满
			}
		}
	}
	return 1;//棋盘满了
}

char CheckWin(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	int i = 0;
	//判断三行
	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];//
		}
	}

	//判断三列
	for (i = 0; i < col; i++)
	{
		if (board[0][i] == board[1][i] && board[1][i] == board[2][i] && board[1][i] != ' ')
		{
			return board[1][i];
		}
	}

	//判断对角线
	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];
	}

	//判断平局
	//如果棋盘满了返回1， 不满返回0
	int ret = IsFull(board, row, col);
	if (ret == 1)
	{
		return 'Q';
	}

	//继续
	return 'C';

}

3.3 操作文件（执行游戏）

? ? ? ? 打印菜单，选择是否游戏，并对输入值的合法性进行判断。开始游戏后，玩家先落子，玩家落子后判断输赢，棋盘是否已满，若输赢判断函数返回值为C，且棋盘未满程序继续执行，反之打印平局后退出循环，重新进行菜单选择。若棋盘未满，清空屏幕，机器落子，机器落子后判断输赢，判断棋盘是否已满，最后打印屏幕，实现在一个棋盘上下棋的效果。

#include "game.h"
void menu()
{
	printf("***************************\n");
	printf("***************************\n");
	printf("****  1.PLAY   0.EXIT  ****\n");
	printf("***************************\n");
	printf("***************************\n\n");
}

void game()
{
	char board[ROW][COL];
	Initialize_checkerboard(board, ROW, COL);
	Display_checkerboard(board, ROW, COL);
	char ret = 0;
	while (1)
	{
		Player_move(board, ROW, COL);
		ret = CheckWin(board, ROW, COL);
		if (ret != 'C')
		{
            printf("DRAW!!\n");
			break;
		}
		system("cls"); //实现在一个棋盘上的人机游戏
		Computer_move(board, ROW, COL);
		ret = CheckWin(board, ROW, COL);
		if (ret != 'C')
		{
			printf("DRAW!!\n");
			break;
		}
		Display_checkerboard(board, ROW, COL);
	}
	if (ret == '*')
	{
		printf("PLAYER WIN!!\n");
	}
	else if (ret == '#')
	{
		printf("COMPUTER WIN!!\n");
	}
	else
	{
		printf("CONTINUE!!\n");
	}
	Display_checkerboard(board, ROW, COL);
}

int main()
{
	int input = 0;
	srand((unsigned int)time(NULL));
	do
	{
		menu();
		printf("Make your choice:>");
		scanf("%d", &input);
		switch (input)
		{
		case 1:
			game();
			break;
		case 0:
			printf("Game Over...\n");
			break;
		default:
			printf("You make wrong choice!");
			break;
		}
	} while (input);
	return 0;
}