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社区首页 >专栏 >用C++实现五子棋人机对战小游戏

用C++实现五子棋人机对战小游戏

作者头像
全栈程序员站长
发布2022-07-02 17:10:08
8791
发布2022-07-02 17:10:08
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大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。

如何用C++实现五子棋小游戏呢?

五子棋可谓是家喻户晓了,在科技如此发达的今天,我们能不能用电脑实现五子棋人机对弈呢? 答案当然是可以的

首先,思考一下我们需要完成哪些步骤

代码语言:javascript
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1、打印棋盘(使用二维数组即可)
2、判断胜负(可以考虑深搜,但是暴力似乎能让代码更简洁)
3、思考下一部棋该怎么走

先从最简单的一部开始:打印棋盘

代码语言:javascript
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void out(){ 
   
    for(int i=0;i<=24;i++){ 
   
        for(int j=0;j<=24;j++){ 
   
            if(a[i][j]!=0){ 
    //a数组即为这个棋盘,用来存储棋子位置
            	if(a[i][j]==1&&i!=0&&j!=0) printf(" O");
            	else if(a[i][j]==2&&i!=0&&j!=0) printf(" X");
            	else cout<<setw(2)<<a[i][j];
			} 
            else printf(" -");
        }
        printf("\n");
    }
}

构建的棋盘大概是这个样子: (O是对手,X是电脑)

代码语言:javascript
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这一步很简单,自己思考一下吧

第二部,判断输赢

这一步我比较推荐用暴力搜索,反正又不是NOIP,不差这点时间复杂度 /doge

思路就是搜索每一个位置,看这个位置下、右、斜是否有连续的五个子,搜就完了

代码语言:javascript
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int judgewin(){ 
   
    for(int i=1;i<=25;i++){ 
   
        for(int j=1;j<=25;j++){ 
   
            if(a[i][j]==0) continue;
            int numwin=0;
            for(numwin=1;numwin<=4;numwin++){ 
   
                if(a[i+numwin][j]!=a[i][j]) 
					break;
            }
            if(numwin==5) { 
   return a[i][j];}
            numwin==0;
            for(numwin=1;numwin<=4;numwin++){ 
   
                if(a[i][j+numwin]!=a[i][j]) 
					break;
            }
            if(numwin==5) { 
   return a[i][j];}
            numwin==0;
			for(numwin=1;numwin<=4;numwin++){ 
   
                if(a[i+numwin][j+numwin]!=a[i][j])
					break;
            }
            if(numwin==5) { 
   return a[i][j];}
            numwin==0;
            if(j>5){ 
   
            	for(numwin=1;numwin<=4;numwin++){ 
   
                	if(a[i+numwin][j-numwin]!=a[i][j])
						break;
            	}
            	if(numwin==5) { 
   return a[i][j];}
			}
        }
    }
    return 0;
}

这部也还不算困难,自己看看吧

最关键的一步

现在,终于到了这篇算法的精髓 在写代码之前,先把程序的计算原理理解一下:

1、构建一个能和a数组对应的数组dp(虽然不是dp,但是类似dp) 2、dp里面存储着这个位置下子是否合理的数字,数字越大,越应该下在这里 3、枚举每一个点,将dp数组填满

但是说来简单,究竟怎么填这个数字呢?

1、发现四周有敌人的半活4就+1000 2、发现四周有敌人的活3就+500 3、发现四周有敌人的双活2就+400 (这些算致命的,是防守,同理,自己的子也是如此,但数值要再+100,因为下一步就是我们进攻了) … (后面就极为复杂了,是经过半个月研究才弄清楚的,详见代码)

代码语言:javascript
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void checksit(int n,int m){ 
   
    for(int i=0;i<8;i++){ 
   
        int num=0;
        for(int j=1;j<5;j++){ 
   
            if(a[n+j*dx[i]][m+j*dy[i]]==1) num++;
            if(a[n+j*dx[i]][m+j*dy[i]]==2) break;
        }
        for(int j=1;j<5;j++){ 
   
            if(a[n-j*dx[i]][m-j*dy[i]]==1) num++;
            if(a[n-j*dx[i]][m-j*dy[i]]==2) break;
        }
        if(num==4) { 
   dp[n][m]+=1000; flag[n][m]==3;}
        if(num==3&&a[n+4*dx[i]][m+4*dy[i]]==2) dp[n][m]+=10;
        if(num==3&&a[n+4*dx[i]][m+4*dy[i]]==0) { 
   dp[n][m]+=500; flag[n][m]==1;}
        if(num==2&&a[n+3*dx[i]][m+3*dy[i]]==2) dp[n][m]+=1;
        if(num==2&&a[n+3*dx[i]][m+3*dy[i]]==0) dp[n][m]+=3;
    }
    for(int i=0;i<8;i++){ 
   
        int num=0;
        for(int j=1;j<5;j++){ 
   
            if(a[n+j*dx[i]][m+j*dy[i]]==2) num++;
            else break;
        }
        for(int j=1;j<5;j++){ 
   
            if(a[n-j*dx[i]][m-j*dy[i]]==2) num++;
            else break;
        }
        if(num==4) { 
   dp[n][m]+=1000; flag[n][m]==2;}
        if(num==3&&a[n+4*dx[i]][m+4*dy[i]]==1) dp[n][m]+=20;
        if(num==3&&a[n+4*dx[i]][m+4*dy[i]]==0) { 
   dp[n][m]+=500; flag[n][m]==2;}
        if(num==2&&a[n+3*dx[i]][m+3*dy[i]]==1) dp[n][m]+=2;
        if(num==2&&a[n+3*dx[i]][m+3*dy[i]]==0) dp[n][m]+=10;
    }
    for(int i=0;i<8;i++){ 
   
    	for(int j=0;j<8;j++){ 
   
    		if(j==i) continue;
    		int num=0;
    		for(int k=1;k<3;k++){ 
   
            	if(a[n+k*dx[j]][m+k*dy[j]]==1) num++;
            	if(a[n+k*dx[i]][m+k*dy[i]]==2) { 
   num-=2;break;}
        	}
        	for(int k=1;k<3;k++){ 
   
                if(a[n-k*dx[j]][m-k*dy[j]]==1) num++;
            	if(a[n-k*dx[i]][m-k*dy[i]]==2) { 
   num-=2;break;}
        	}
        	for(int k=1;k<3;k++){ 
   
            	if(a[n+k*dx[i]][m+k*dy[i]]==1) num++;
            	if(a[n+k*dx[i]][m+k*dy[i]]==2) { 
   num-=2;break;}
        	}
        	for(int k=1;k<3;k++){ 
   
                if(a[n-k*dx[i]][m-k*dy[i]]==1) num++;
            	if(a[n-k*dx[i]][m-k*dy[i]]==2) { 
   num-=2;break;}
        	}
        	if(num>=4) dp[n][m]+=80;
        	else if(num==3) dp[n][m]+=20;
		}
	} 
    for(int i=0;i<8;i++){ 
   
    	for(int j=0;j<8;j++){ 
   
    		if(j==i) continue;
    		int num=0;
    		for(int k=1;k<3;k++){ 
   
            	if(a[n+k*dx[j]][m+k*dy[j]]==2) num++;
            	if(a[n+k*dx[i]][m+k*dy[i]]==1) { 
   num-=2;break;}
        	}
        	for(int k=1;k<3;k++){ 
   
                if(a[n-k*dx[j]][m-k*dy[j]]==2) num++;
            	if(a[n-k*dx[i]][m-k*dy[i]]==1) { 
   num-=2;break;}
        	}
        	for(int k=1;k<3;k++){ 
   
            	if(a[n+k*dx[i]][m+k*dy[i]]==2) num++;
            	if(a[n+k*dx[i]][m+k*dy[i]]==1) { 
   num-=2;break;}
        	}
        	for(int k=1;k<3;k++){ 
   
                if(a[n-k*dx[i]][m-k*dy[i]]==2) num++;
            	if(a[n-k*dx[i]][m-k*dy[i]]==1) { 
   num-=2;break;}
        	}
        	if(num>=4) dp[n][m]+=50;
        	else if(num==3) dp[n][m]+=10;
		}
	}
	for(int i=0;i<8;i++){ 
   
		int seti=0,setj=0;
		for(int j=1;j<5;j++)
            if(a[n+j*dx[i]][m+j*dy[i]]==1) seti=j;
        for(int j=1;j<5;j++)
            if(a[n-j*dx[i]][m-j*dy[i]]==1) setj=j;
        if(abs(seti-setj)<=4) dp[n][m]-=30;
	} 
	int num=0;
	for(int k=0;k<8;k++){ 
   
        if(a[n+dx[k]][m+dy[k]]==2){ 
   
        	dp[n][m]+=10;
        	num++;
		} 
		if(a[n+dx[k]][m+dy[k]]==1) dp[n][m]+=2;
	}
	if(num==0)
		for(int i=0;i<8;i++){ 
   
			if(a[n+rx[i]][m+rx[i]]==2) dp[n][m]-=20;
		}
}

整合起来,大概长这样:

代码语言:javascript
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#include <bits/stdc++.h>
//可替换成<iostream>和<algorithm>
using namespace std;
int a[30][30],dp[30][30];
int flag[30][30];
int dx[9]={ 
   -1,-1,-1,0,0,1,1,1};
int dy[9]={ 
   -1,0,1,-1,1,-1,0,1};
int rx[9]={ 
   -2,-2,-1,1,2,2,1,-1};
int ry[9]={ 
   -1,1,2,2,1,-1,-2,-2};
int step,check;
void checksit(int n,int m){ 
   
    for(int i=0;i<8;i++){ 
   
        int num=0;
        for(int j=1;j<5;j++){ 
   
            if(a[n+j*dx[i]][m+j*dy[i]]==1) num++;
            if(a[n+j*dx[i]][m+j*dy[i]]==2) break;
        }
        for(int j=1;j<5;j++){ 
   
            if(a[n-j*dx[i]][m-j*dy[i]]==1) num++;
            if(a[n-j*dx[i]][m-j*dy[i]]==2) break;
        }
        if(num==4) { 
   dp[n][m]+=1000; flag[n][m]==3;}
        if(num==3&&a[n+4*dx[i]][m+4*dy[i]]==2) dp[n][m]+=10;
        if(num==3&&a[n+4*dx[i]][m+4*dy[i]]==0) { 
   dp[n][m]+=500; flag[n][m]==1;}
        if(num==2&&a[n+3*dx[i]][m+3*dy[i]]==2) dp[n][m]+=1;
        if(num==2&&a[n+3*dx[i]][m+3*dy[i]]==0) dp[n][m]+=3;
    }
    for(int i=0;i<8;i++){ 
   
        int num=0;
        for(int j=1;j<5;j++){ 
   
            if(a[n+j*dx[i]][m+j*dy[i]]==2) num++;
            else break;
        }
        for(int j=1;j<5;j++){ 
   
            if(a[n-j*dx[i]][m-j*dy[i]]==2) num++;
            else break;
        }
        if(num==4) { 
   dp[n][m]+=1000; flag[n][m]==2;}
        if(num==3&&a[n+4*dx[i]][m+4*dy[i]]==1) dp[n][m]+=20;
        if(num==3&&a[n+4*dx[i]][m+4*dy[i]]==0) { 
   dp[n][m]+=500; flag[n][m]==2;}
        if(num==2&&a[n+3*dx[i]][m+3*dy[i]]==1) dp[n][m]+=2;
        if(num==2&&a[n+3*dx[i]][m+3*dy[i]]==0) dp[n][m]+=10;
    }
    for(int i=0;i<8;i++){ 
   
    	for(int j=0;j<8;j++){ 
   
    		if(j==i) continue;
    		int num=0;
    		for(int k=1;k<3;k++){ 
   
            	if(a[n+k*dx[j]][m+k*dy[j]]==1) num++;
            	if(a[n+k*dx[i]][m+k*dy[i]]==2) { 
   num-=2;break;}
        	}
        	for(int k=1;k<3;k++){ 
   
                if(a[n-k*dx[j]][m-k*dy[j]]==1) num++;
            	if(a[n-k*dx[i]][m-k*dy[i]]==2) { 
   num-=2;break;}
        	}
        	for(int k=1;k<3;k++){ 
   
            	if(a[n+k*dx[i]][m+k*dy[i]]==1) num++;
            	if(a[n+k*dx[i]][m+k*dy[i]]==2) { 
   num-=2;break;}
        	}
        	for(int k=1;k<3;k++){ 
   
                if(a[n-k*dx[i]][m-k*dy[i]]==1) num++;
            	if(a[n-k*dx[i]][m-k*dy[i]]==2) { 
   num-=2;break;}
        	}
        	if(num>=4) dp[n][m]+=80;
        	else if(num==3) dp[n][m]+=20;
		}
	} 
    for(int i=0;i<8;i++){ 
   
    	for(int j=0;j<8;j++){ 
   
    		if(j==i) continue;
    		int num=0;
    		for(int k=1;k<3;k++){ 
   
            	if(a[n+k*dx[j]][m+k*dy[j]]==2) num++;
            	if(a[n+k*dx[i]][m+k*dy[i]]==1) { 
   num-=2;break;}
        	}
        	for(int k=1;k<3;k++){ 
   
                if(a[n-k*dx[j]][m-k*dy[j]]==2) num++;
            	if(a[n-k*dx[i]][m-k*dy[i]]==1) { 
   num-=2;break;}
        	}
        	for(int k=1;k<3;k++){ 
   
            	if(a[n+k*dx[i]][m+k*dy[i]]==2) num++;
            	if(a[n+k*dx[i]][m+k*dy[i]]==1) { 
   num-=2;break;}
        	}
        	for(int k=1;k<3;k++){ 
   
                if(a[n-k*dx[i]][m-k*dy[i]]==2) num++;
            	if(a[n-k*dx[i]][m-k*dy[i]]==1) { 
   num-=2;break;}
        	}
        	if(num>=4) dp[n][m]+=50;
        	else if(num==3) dp[n][m]+=10;
		}
	}
	for(int i=0;i<8;i++){ 
   
		int seti=0,setj=0;
		for(int j=1;j<5;j++)
            if(a[n+j*dx[i]][m+j*dy[i]]==1) seti=j;
        for(int j=1;j<5;j++)
            if(a[n-j*dx[i]][m-j*dy[i]]==1) setj=j;
        if(abs(seti-setj)<=4) dp[n][m]-=30;
	} 
	int num=0;
	for(int k=0;k<8;k++){ 
   
        if(a[n+dx[k]][m+dy[k]]==2){ 
   
        	dp[n][m]+=10;
        	num++;
		} 
		if(a[n+dx[k]][m+dy[k]]==1) dp[n][m]+=2;
	}
	if(num==0)
		for(int i=0;i<8;i++){ 
   
			if(a[n+rx[i]][m+rx[i]]==2) dp[n][m]-=20;
		}
}
int judgewin(){ 
   
    for(int i=1;i<=25;i++){ 
   
        for(int j=1;j<=25;j++){ 
   
            if(a[i][j]==0) continue;
            int numwin=0;
            for(numwin=1;numwin<=4;numwin++){ 
   
                if(a[i+numwin][j]!=a[i][j]) 
					break;
            }
            if(numwin==5) { 
   return a[i][j];}
            numwin==0;
            for(numwin=1;numwin<=4;numwin++){ 
   
                if(a[i][j+numwin]!=a[i][j]) 
					break;
            }
            if(numwin==5) { 
   return a[i][j];}
            numwin==0;
			for(numwin=1;numwin<=4;numwin++){ 
   
                if(a[i+numwin][j+numwin]!=a[i][j])
					break;
            }
            if(numwin==5) { 
   return a[i][j];}
            numwin==0;
            if(j>5){ 
   
            	for(numwin=1;numwin<=4;numwin++){ 
   
                	if(a[i+numwin][j-numwin]!=a[i][j])
						break;
            	}
            	if(numwin==5) { 
   return a[i][j];}
			}
        }
    }
    return 0;
}
void out(){ 
   
    for(int i=0;i<=24;i++){ 
   
        for(int j=0;j<=24;j++){ 
   
            if(a[i][j]!=0){ 
   
            	if(a[i][j]==1&&i!=0&&j!=0) printf(" O");
            	else if(a[i][j]==2&&i!=0&&j!=0) printf(" X");
            	else cout<<setw(2)<<a[i][j];
			} 
            else printf(" -");
        }
        printf("\n");
    }
}
int main(){ 
   
    int tempi,tempj;
    for(int i=3;i<=24;i++) a[0][i]=i;
    for(int i=3;i<=24;i++) a[i][0]=i;
    out();
    while(1){ 
   
        step++;
        memset(dp,0,sizeof(dp));
        memset(flag,0,sizeof(flag));
        int n,m;
        scanf("%d%d",&n,&m);
        if(a[n][m]!=0||n>24||m>24){ 
   
            printf("Useless place!Try again!");
            scanf("%d%d",&n,&m);
        } 
        a[n][m]=1;
        dp[n][m]=0;
        out();
        int ans=judgewin();
        if(ans==2) { 
   printf("Computer win!\n"); break;} 
        if(ans==1) { 
   printf("Player win!\n"); break;}
        if(step>=100) { 
   printf("Good game!\n");break;}
        if(step==1){ 
   
            dp[n+1][m+2]=100;
            tempi=n+1;tempj=m+2;
        }
        else if(step==2){ 
   
            if(a[tempi+1][tempj-1]==0) dp[tempi+1][tempj-1]=100;
            else dp[tempi-1][tempj-1]=100;
        }
        else for(int i=1;i<=25;i++){ 
   
            for(int j=1;j<=25;j++){ 
   
                if(a[i][j]!=0) continue; 
                checksit(i,j);
            }
        }
        int max=0,maxn=0,maxm=0;
        for(int i=1;i<=25;i++){ 
   
            for(int j=1;j<=25;j++){ 
   
                if(max<dp[i][j]){ 
   
                    max=dp[i][j];
                    maxn=i;maxm=j;
                } 
            }
        }
        int mfl=0,mfln=0,mflm=0;
        for(int i=1;i<=25;i++){ 
   
            for(int j=1;j<=25;j++){ 
   
                if(mfl<flag[i][j]){ 
   
                    mfl=flag[i][j];
                    mfln=i;mflm=j;
                } 
                if(mfl==flag[i][j]&&mfl!=0){ 
   
                	if(dp[mfln][mflm]<dp[i][j]){ 
   
                		mfln=i;mfln=j;
					}
				}
            }
        }
        if(mfl==0) printf("%d %d\n",maxn,maxm);
        else printf("%d %d\n",mfln,mflm);
        a[maxn][maxm]=2;
        out();
    	ans=judgewin();
        if(ans==2) { 
   printf("Computer win!\n"); break;} 
        if(ans==1) { 
   printf("Player win!\n"); break;}
        if(step>=100) { 
   printf("Good game!\n");break;}
    }
    system("pause"); 
    return 0;
}

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  • 如何用C++实现五子棋小游戏呢?
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