【练气系列】 三子棋游戏

一、问题描述
用c语言实现三子棋。

二、基本流程
在写三子棋的代码之前，我们来看看实现这个游戏的逻辑：

1.菜单界面选择开始或者退出游戏。
2.创建棋盘并初始化。
3.打印棋盘。
4.玩家落子(玩家输入行列坐标的方式来落子)，'x’表示玩家落子。
5.判定胜负关系(输，赢，和棋)，'q’表示和棋。
6.电脑落子(随机位置落子) ，'o’表示电脑落子。
7.判定胜负关系。
8.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

int menu(){
    printf("--------------------------\n");
    printf("--------1.开始游戏--------\n");
    printf("--------0.退出游戏--------\n");
    printf("--------------------------\n");
    int choice = 0;
    printf("请输入你的选择：");
    scanf("%d", &choice);
    return choice;
}

2.创建棋盘
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 MAX_ROW 3
#define MAX_COL 3
char chessBoard[MAX_ROW][MAX_COL] = { 0 };

3.棋盘初始化
’ '表示棋盘上的空白区域

void init(char chessBoard[MAX_ROW][MAX_COL]){
    for (int row = 0; row < MAX_ROW; row++){
        for (int col = 0; col < MAX_COL; col++){
            chessBoard[row][col] = ' ';
        }
    }
}

4.打印棋盘
(1)简陋方法：

void print_chessBoard(char chessBoard[MAX_ROW][MAX_COL]){
    for (int row = 0; row <MAX_ROW; row++){
        for (int col = 0; col < MAX_COL; col++){
            printf("%c",chessBoard[row][col]) ;
        }
        printf("\n");
    }
    
}

结果：

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。
这样看的不是很清楚，所以我们选用更加美观的方法打印。

(2)美观方法：

void print_chessBoard(char chessBoard[MAX_ROW][MAX_COL]){
    printf("+---+---+---+\n");
    for (int row = 0; row <MAX_ROW; row++) {
        printf("| %c | %c | %c |\n", chessBoard[row][0],
            chessBoard[row][1], chessBoard[row][2]);
        printf("+---+---+---+\n");
    }
}

结果:

5.玩家落子
玩家输入行列坐标表示落子，使用’x’表示玩家落子。

注意：
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 chessBoard[MAX_ROW][MAX_COL]){
    while (1){
        int row = 0;
        int col = 0;
        printf("请输入坐标（row col）：");
        scanf("%d %d", &row, &col);
        if (row < 0 || row >= MAX_ROW || col < 0 || col >= MAX_COL){
            printf("您的坐标不在合法范围内 [0, 2],请重新输入：\n");
            continue;
        }
        if (chessBoard[row][col] != ' '){
            printf("您的坐标位置已经有子了!\n");
            continue;
        }
        chessBoard[row][col] = 'x';
        break;
    }
}

6.电脑落子
电脑随机产生行列坐标，'o’表示电脑落子。

注意：
1.要在主函数中使用srand((unsigned int)time(0))
将时间作为随机数种子，确保得到的行列坐标是真随机。
2.要在棋盘上空的地方下棋。

void computerMove(char chessBoard[MAX_ROW][MAX_COL]){
    while (1){
        int row = rand() % MAX_ROW;
        int col = rand() % MAX_COL;
        if (chessBoard[row][col] != ' ') {
            continue;
        }
        chessBoard[row][col] = 'o';
        break;
    }
}

7.判断胜负
此处约定返回结果的含义：
（1）‘x’ 表示玩家获胜
（2）‘o’ 表示电脑获胜
（3）’ ’ 表示胜负未分
（4） ‘q’ 表示和棋

1.判定是否和棋
（1）调用isFull函数。
（2）如果数组中有元素为’ ‘，那么没满，返回0。如果全不为’ '，满了，返回1。
（3）如果棋盘满了未分出胜负，和棋。
2.判定电脑玩家胜利
（1）判定所有的行
（2）判定所有的列
（3）判定两条对角线

int isFull(char chessBoard[MAX_ROW][MAX_COL]){
    for (int row = 0; row < MAX_ROW; row++){
        for (int col = 0; col < MAX_COL; col++){
            if (chessBoard[row][col] == ' '){
                return 0;
            }


    }
}
return 1;


}

char isWin(char chessBoard[MAX_ROW][MAX_COL]){
    for (int row = 0; row < MAX_ROW; row++) {
        if (chessBoard[row][0] != ' '
            && chessBoard[row][0] == chessBoard[row][1]
            && chessBoard[row][0] == chessBoard[row][2]) {
            return chessBoard[row][0];
        }
    }
    for (int col = 0; col < MAX_COL; col++) {
        if (chessBoard[0][col] != ' '
            && chessBoard[0][col] == chessBoard[1][col]
            && chessBoard[0][col] == chessBoard[2][col]) {
            return chessBoard[0][col];
        }
    }
    if (chessBoard[0][0] != ' '
        && chessBoard[0][0] == chessBoard[1][1]
        && chessBoard[0][0] == chessBoard[2][2]) {
        return chessBoard[0][0];
    }
    if (chessBoard[2][0] != ' '
        && chessBoard[2][0] == chessBoard[1][1]
        && chessBoard[2][0] == chessBoard[0][2]) {
        return chessBoard[2][0];
    }
    if (isFull(chessBoard)) {
        return 'q';
    }
    return ' ';
}

四、结果演示
1.玩家胜利

2.电脑胜利

3.和棋

五、代码实现

game.h

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#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);

//判断是否为空
int IsFull(char board[ROW][COL], int row, int col);

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

game.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include"game.h"
void InitBoard(char board[ROW][COL], int row, int col)//初始化空棋盘
{
    int i = 0;
    int j = 0;
    for (i = 0; i < row; i++)
    {
        for (j = 0; j < col; j++)
        {
            board[i][j] = ' ';
        }
    }
}


void DisplayBoard(char board[ROW][COL], int row, int col)//打印棋盘
{
    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 - 1)
                printf("|");
        }
        printf("\n");
        //打印分割信息
        //printf("---|---|---\n");
        if (i < row - 1)
        {
            int j = 0;
            for (j = 0; j < col; j++)
            {
                printf("---");
                if (j < col - 1)
                    printf("|");
            }
            printf("\n");
        }
    }
}

void PlayerMove(char board[ROW][COL], int row, int col)//玩家下棋
{
    int x = 0;
    int y = 0;
    printf("玩家下棋:>\n");
    while (1)
    {
        printf("请输入坐标:>");
        scanf("%d %d", &x, &y);



        //坐标范围合法的判断
        if (x >= 1 && x <= row && y >= 1 && y <= col)
        {
            if (board[x - 1][y - 1] == ' ')
            {
                board[x - 1][y - 1] = '&';
                break;
            }
            else
            {
                printf("坐标被占用，不能下棋，请选择其他位置\n");
            }
        }
        else
        {
            printf("坐标不在范围，请重新输入\n");
        }
    }
}


void ComputerMove(char board[ROW][COL], int row, int col) //电脑下棋
{
    printf("电脑下棋-->\n");
    int x = 0; 
    int y = 0;
    while (1)
    {
        x = rand() % row;//0-2
        y = rand() % col;//0-2
        if (board[x][y] == ' ')
        {
            board[x][y] = '#';
            break;
        }
    }
}
int IsFull(char board[ROW][COL], int row, int col)//判断棋盘是否满
{
    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)//判断是否满足赢的条件
{
//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];
    }
}

//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];
}

//平局
if (IsFull(board, row, col))
{
    return 'Q';
}

//游戏继续
return 'C';
}

test.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include "game.h"
void menu()
{
    printf("*****************************\n");
    printf("*****  1. play  0. exit *****\n");
    printf("*****************************\n");
}
void game() {
    char board[ROW][COL] = {0};
    char ret = 0;
    //初始化棋盘
    InitBoard(board,ROW,COL);
    DisplayBoard(board,ROW,COL);
    //进入循环，如果IsWin()判断为‘C’，则游戏继续，再次循环，不为'C'，则跳出循环
    while (1)
    {
        PlayerMove(board, ROW, COL);
        //人下棋后判断输赢
         ret = IsWin(board, ROW, COL);
        if (ret != 'C')
        {
            break;
        }
        DisplayBoard(board, ROW, COL);
        ComputerMove(board, ROW, COL);
        //电脑下棋后判断输赢
        ret = IsWin(board, ROW, COL);
        if (ret != 'C')
        {
            break;
        }
        DisplayBoard(board, ROW, COL);
    }
    //跳出循环后，判断结果
    ret = IsWin(board, ROW, COL);
    if (ret == '&')
    {
        printf("玩家赢\n");
    }
    else if (ret == '#')
    {
        printf("电脑赢\n");
    }
    else
    {
        printf("平局\n");
    }
    DisplayBoard(board, ROW, COL);
}

int main()
{
    srand((unsigned int)time(NULL));//随机数
    int input = 0;
    do
    {
        menu();//打印菜单
        printf("请选择:>");
        scanf("%d", &input);
        switch (input)
        {
        case 1:
            game();
            break;
        case 0:
            printf("退出游戏\n");
            break;
        default:
            printf("选择错误!\n");
            break;
        }
    } while (input);

    return 0;
}