Part 1 项目分析
一、游戏介绍
游戏在九宫格的棋盘中进行，由两位玩家落子，任意横排，竖排，对角线连成三个即为获胜
对于三子棋游戏需要呈现的内容：
①需要呈现给玩家一个3*3的棋盘
②区分两名玩家的棋子，本项目中为玩家和电脑对局。
③根据落子情况判断是否由任意横排三个格子，竖排三个格子，对角线三个格子的落子都为同一玩家的落子。
二、项目结构
项目采用两个.c文件和一个.h文件的结构来编写项目。
test.c文件中为整个游戏的框架
game.c文件中将游戏中具体的不同的功能编写函数的具体内容
game.h文件中进行函数声明，以及所需的库函数的调用
Part 2 功能的代码实现
一、主函数框架
首先我们先做出一个游戏大致的框架，从主菜单→用户选择→开始游戏或者退出游戏。
[test.c]
void menu() //菜单函数，1选项为开始游戏，0选项为退出游戏
{
printf("***********************\n");
printf("********1.play*********\n");
printf("********0.exit*********\n");
printf("***********************\n");
}
void game()
{
//game函数中实现整个游戏的逻辑
//而游戏的细化成不同部分的功能，再分别用函数实现
}
int main
{
int n = 0; // 记录用户的选项
scanf("%d",&n);
do
{
menu(); //打印菜单
switch(n)
{
case 1: //用户选择1，则进入游戏
game(); //进入游戏后，调用game函数，game函数的内容为三子棋游戏的逻辑实现
break;
case 0: //用户选择0，则进入游戏
printf("thanks");
default:
printf("输入有误，请重新输入！");
}
}while (n);
}
二、功能① —— 棋盘的呈现以及程序框架：
利用**下划线 ’ _ '和竖线 ’ | '**的组合，呈现一个3*3的棋盘。如下图
从用户角度来看，用户在某个格子落子后，该格子就会从空白的状态变为有棋子的状态。
若我们将棋盘和二维数组关联，数组的行和列对应棋盘的行和列。则整个游戏本质上就变成了对二维数组元素的操作，一个格子即对应一个数组元素，不落子时，所有的数组元素值都设置为空格符。玩家或电脑在某一格落子时，则将该格对应的数组元素的值替换成代表棋子的字符（设玩家棋子为"#“，电脑棋子为”*"）
于是我们先创建一个和棋盘同规模的数组，并将其初始化
[game.h] 头文件中包含了项目需要的库函数，定义的全局变量以及函数声明。
#include<stdio.h>
#define ROW 3
#define COL 3
//定义全局的变量，分别代表行和列。假设在以后需要修改棋盘的规模，直接修改全局变量的值即可，方便项目的维护和更改。
void InitBoard(char board[ROW][COL],int row,int col);//每定义一个函数，要在头文件处声明。函数必须先声明后调用
--------------------------------------------------------------------------
[game.c] game.c文件中包含游戏具体每个功能的函数实现
#include "game.h"
void InitBoard(char board[ROW][COL],int row,int col) //数组的初始化
{
int i = 0;
int j = 0;
for(i = 0;i<row;i++)
{
for(j = 0;j<col;j++)
{
board[i][j] = ' ';
}
}
}
--------------------------------------------------------------------------
[test.c]
#include "game.h" //.c文件中只需包含一下头文件，即可使用头文件中的库函数，以及读取到函数的声明
void menu(){...}
void game()
{
char board[ROW][COL] = {0}; //创建一个和棋盘同规模的数组
InitBoard(board[ROW][COL],ROW,COL); //调用函数，初始化数组
}
int main(){...}
初始化完成后，便是打印棋盘的工作：
[game.h]
#include<stdio.h>
#define ROW 3
#define COL 3
//数组初始化函数声明
void InitBoard(char board[ROW][COL],int row,int col);
//打印棋盘函数声明
void DisplayBoard(char board[ROW][COL],int row,int col);
--------------------------------------------------------------------------
[game.c]
#include "game.h"
//数组初始化函数
void InitBoard(char board[ROW][COL],int row,int col){...}
//打印棋盘函数
void DisplayBoard(char board[ROW][COL],int row,int col)
{
int i = 0;
int j = 0;
printf(" ");
for (i = 1; i <= col; i++)
{
printf(" %d ", i);
}
printf("\n");
for (i = 0; i < row; i++)
{
printf("%d", i + 1);
for (j = 0; j < col; j++)
{
printf(" %c ",board[i][j]);
if (j < col - 1)
{
printf("|");
}
}
printf("\n");
printf(" ");
for (j = 0; j < col; j++)
{
if (i < row - 1)
{
printf("---");
if (j < col - 1)
{
printf("|");
}
}
}
printf("\n");
}
}
--------------------------------------------------------------------------
[test.c]
#include "game.h"
void menu(){...}
void game()
{
char board[ROW][COL] = {0};
InitBoard(board[ROW][COL],ROW,COL);
DisplayBoard(board[ROW][COL],ROW,COL);//调用函数，打印棋盘
}
int main(){...}
[解析]
棋盘分三行打印，每行的打印中包括两个模块
模块一：[空格符]+[数组元素占用]+空格符+’ |
由于最后一列不需要打印竖线，则竖线’ | '单独分出来加上前置条件打印模块二：‘—’ +’ | ’
由于最后一行不需要打印，所以加上前置条件再打印
[优化]
为了方便用户输入坐标，可以标明棋盘的横纵坐标
优化的代码也写入了上述代码中。
三、功能② —— 实现玩家输入坐标的落子功能
其实现思想为：玩家输入坐标，程序将该坐标对应到二维数组的元素，并将其替换成玩家的棋子。而在初始化棋盘的时候，我们已经将数组的每个元素初始化为空格符’ ‘。即实现过程为：玩家输入坐标→程序找到对应的数组元素→将空格符替换成玩家棋子**’ * '。**
void PlayerMove(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
int x = 0;
int y = 0;
printf("请输入坐标落子：>");
scanf("%d %d", &x, &y);
board[x - 1][y - 1] = '*';
}
除了落子之外，我们还需要考虑下面两个问题：
- 如果玩家输入的坐标不在棋盘范围之内（即数组的越界访问），程序该做何回应
- 如果玩家输入的坐标处已经有棋子了，程序该作何回应
解决方案：
- 规定好玩家的输入范围，如果越界，则提示输入错误，并重新输入
- 输入坐标后，程序检查该坐标处对应的数组元素值是否为空格符，如果不为空格符，则表示该格已经落子
[game.h]
#include<stdio.h>
#define ROW 3
#define COL 3
//数组初始化函数声明
void InitBoard(char board[ROW][COL],int row,int col);
//打印棋盘函数声明
void DisplayBoard(char board[ROW][COL],int row,int col);
//玩家落子函数声明
void PlayerMove(char board[ROW][COL], int row, int col);
--------------------------------------------------------------------------
[game.c]
#include "game.h"
//数组初始化函数
void InitBoard(char board[ROW][COL],int row,int col){...}
//打印棋盘函数
void DisplayBoard(char board[ROW][COL],int row,int col){...}
//玩家落子函数
void PlayerMove(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
int x = 0;
int y = 0;
printf("请输入坐标落子：>");
while (1)
{
scanf("%d %d", &x, &y);
if ((x > 0 && x < ROW) && (y > 0 && y < COL))
{
if (board[x - 1][y - 1] == ' ')
{
board[x - 1][y - 1] = '*';
break;
}
else
{
printf("该格已经落子，请重新输入:>");
}
}
else
{
printf("输入有误，请输入1-3之间的数字:>");
}
}
}
--------------------------------------------------------------------------
[test.c]
#include "game.h"
void menu(){...}
void game()
{
char board[ROW][COL] = {0};
InitBoard(board[ROW][COL],ROW,COL);
DisplayBoard(board[ROW][COL],ROW,COL);
while(1) //此处加循环时为了方便观察落子的条件判断是否生效
{
PlayerMove(board[ROW][COL],ROW,COL);//调用函数，让玩家落子
DisplayBoard(board, ROW, COL); //落子之后再次打印棋盘
}
}
int main(){...}
[运行结果]
四、功能③ —— 电脑落子
玩家落子之后，轮到电脑落子。而电脑落子需要解决的问题：
- 随机性（由于是简单项目，不考虑电脑的智能下棋）
- 随机坐标不可越界
- 随机落子时需要检验该坐标下是否有棋子，若有棋子则需要再重新生成坐标
解决方案
- 利用随机函数rand和srand来实现随机坐标的生成
- 生成随机数%3，则得到的结果只能为0，1，2。解决了越界的问题
- 重复检测与玩家落子函数中的重复检测相同
[game.h]
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h> //用到随机数函数，引入新的函数库
#include<time.h>
#define ROW 3
#define COL 3
//数组初始化函数声明
void InitBoard(char board[ROW][COL],int row,int col);
//打印棋盘函数声明
void DisplayBoard(char board[ROW][COL],int row,int col);
//玩家落子函数声明
void PlayerMove(char board[ROW][COL], int row, int col);
//电脑落子函数声明
void ComputerMove(char board[ROW][COL], int row, int col);
--------------------------------------------------------------------------
[game.c]
#include "game.h"
//数组初始化函数
void InitBoard(char board[ROW][COL],int row,int col){...}
//打印棋盘函数
void DisplayBoard(char board[ROW][COL],int row,int col){...}
//玩家落子函数
void PlayerMove(char board[ROW][COL], int row, int col){...}
//电脑落子函数
void ComputerMove(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
int x = rand() % ROW;
int y = rand() % COl;
while (1)
{
if (board[x][y] == ' ')
{
board[x][y] = '*';
break;
}
}
}
--------------------------------------------------------------------------
[test.c]
#include "game.h"
void menu(){...}
void game()
{
char board[ROW][COL] = {0};
InitBoard(board[ROW][COL],ROW,COL);
DisplayBoard(board[ROW][COL],ROW,COL);
while(1)
{
PlayerMove(board[ROW][COL],ROW,COL);
DisplayBoard(board, ROW, COL);
ComputerMove(board, ROW, COL);
DisplayBoard(board, ROW, COL);
}
}
int main(){
srand((unsigned int)time(NULL)); //生成随机数种子
...
}
[运行结果]
五、功能④ —— 判断输赢
判断输赢得逻辑：
- 若下棋过程中，任意一方的棋子在行/列/对角线占满时，则该方获胜
- 若所有格子都被占满时还未出现1中情况，则双方平局
具体实现方法：
- 玩家和电脑落子后，分别调用判断输赢函数进行判断，若有某一方获胜，则函数返回值为该方棋子对应的字符。即玩家获胜时，函数返回 ‘*’，游戏结束；或者电脑获胜时，函数返回’#'，游戏结束
- 解决平局的情况需要定义一个判断棋盘是否已满的函数，每次落子除了判断输赢之外，再判断一次棋盘是否已满，棋盘满子时，返回1，游戏结束，宣布平局
- 如果没有平局或输赢的情况出现，则判断输赢的函数返回字符 ‘C’，游戏继续
[game.h]
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>
#include<windows.h>
#define ROW 3
#define COL 3
//数组初始化函数声明
void InitBoard(char board[ROW][COL],int row,int col);
//打印棋盘函数声明
void DisplayBoard(char board[ROW][COL],int row,int col);
//玩家落子函数声明
void PlayerMove(char board[ROW][COL], int row, int col);
//电脑落子函数声明
void ComputerMove(char board[ROW][COL], int row, int col);
//检查棋盘是否满子函数声明
int IsFull(char board[ROW][COL], int row, int col);
//判断是否有赢家产生函数声明
char CheckWin(char board[ROW][COL], int row, int col);
--------------------------------------------------------------------------
[game.c]
#include "game.h"
//数组初始化函数
void InitBoard(char board[ROW][COL],int row,int col){...}
//打印棋盘函数
void DisplayBoard(char board[ROW][COL],int row,int col){...}
//玩家落子函数
void PlayerMove(char board[ROW][COL], int row, int col){...}
//电脑落子函数
void ComputerMove(char board[ROW][COL], int row, int col){...}
//判断棋盘是否满子函数
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;
}
//判断是否产生赢家
char CheckWin(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
int i = 0;
for (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];
}
}
//三列
for (i = 0; i < col; i++)
{
if (board[0][i] == board[1][i] && board[1][i] == board[2][i] && board[0][i] != ' ')
{
return board[0][i];
}
}
//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];
}
//平局
if (IsFull(board, row, col) == 1)
{
return 'Q';
}
//继续游戏
return C;
}
--------------------------------------------------------------------------
[test.c]
#include "game.h"
void menu(){...}
void game()
{
char board[ROW][COL] = {0};
char ret = CheckWin;
InitBoard(board[ROW][COL],ROW,COL);
DisplayBoard(board[ROW][COL],ROW,COL);
while(1)
{
PlayerMove(board[ROW][COL],ROW,COL);
ret = checkwin(char board[ROW][COL], int row, int col); //玩家落子后，即进行判断
if(ret != 'C') //如果判断输赢函数的返回值不为字符'C'，则意味着有赢家或平局产生，跳出循环
{
break;
}
DisplayBoard(board, ROW, COL);
ComputerMove(board, ROW, COL);
ret = checkwin(char board[ROW][COL], int row, int col); //电脑落子后，即进行判断，原理相同
if(ret != 'C')
{
break;
}
DisplayBoard(board, ROW, COL);
}
//跳出循环则意味着有结果产生，则根据函数的返回结果，打印出游戏结果。
if (ret == '*')
{
DisplayBoard(board, ROW, COL);
printf("玩家获胜\n");
}
else if (ret == '#')
{
DisplayBoard(board, ROW, COL);
printf("电脑获胜\n");
}
else if (ret == 'Q')
{
DisplayBoard(board, ROW, COL);
printf("平分秋色\n");
}
}
int main(){...}
[运行结果]
Part 3 细节优化
完整的游戏逻辑实现之后，从运行结果会发现，棋盘一直在重复打印，导致程序运行出来的观感体验并不好。所以我们可以结合system()函数和Sleep()函数，来实现一个较为完善的游戏（代码见附录1下的完整代码），效果如下图
