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對C語言實作三子棋小游戲中電腦下棋演算法的優化

2021-02-06 14:11:34 其他

??上篇博客對三子棋小游戲進行了升級，但僅是擴展到了多子棋，電腦演算法采用的還是偽亂數的方法，電腦還是個憨憨，
??那么今天就對三子棋小游戲中電腦下棋演算法進行一次優化吧，多子棋演算法優化改變相應模塊條件就可以實作，

文章目錄

  • 游戲測驗
  • 電腦是否能贏
  • 玩家是否能贏
  • 新的ComputerMove函式
  • 新的game函式
  • 完整程式
  • 寫在后面

游戲測驗

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*****1.開始游戲          0.退出游戲*****
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系統提示：請選擇：>>>1

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系統提示：請輸入您要下的坐標：>>>1 2

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電腦：我走過啦！！！到你啦！！！

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系統提示：請輸入您要下的坐標：>>>2 2

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電腦：我走過啦！！！到你啦！！！

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系統提示：請輸入您要下的坐標：>>>3 1

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電腦：我走過啦！！！到你啦！！！

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系統提示：請輸入您要下的坐標：>>>2 3

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電腦：我走過啦！！！到你啦！！！

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系統提示：請輸入您要下的坐標：>>>1 1

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平局！！！嗯嗯，你已經不錯了，但還要加油哦！

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*****1.開始游戲          0.退出游戲*****
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系統提示：請選擇：>>>1

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系統提示：請輸入您要下的坐標：>>>2 2

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電腦：我走過啦！！！到你啦！！！

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系統提示：請輸入您要下的坐標：>>>1 1

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電腦：我走過啦！！！到你啦！！！

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你輸了！！！emmm，不過沒關系，畢竟你是人類哇！

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*****1.開始游戲          0.退出游戲*****
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系統提示：請選擇：>>>1

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*****1.開始游戲          0.退出游戲*****
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系統提示：請選擇：>>>1

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電腦：我走過啦！！！到你啦！！！

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電腦：我走過啦！！！到你啦！！！

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電腦：我走過啦！！！到你啦！！！

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系統提示：請輸入您要下的坐標：>>>1 3

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2 # | * |
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3 * | # | #

恭喜你贏啦！！！哇哦，太棒了！沒幾個人能戰勝我呢！）

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*****1.開始游戲          0.退出游戲*****
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系統提示：請選擇：>>>

??這次程式中添加了兩個函式check_computer、judge_player且對ComputerMove和game兩個函式以及頭檔案做出了更改，頭檔案僅添加了這兩個新增函式的宣告，

??下面介紹兩個新增函式，

電腦是否能贏

??電腦是否能贏，在下過一兩個或者多個回合的時候，這個函式真正起到作用，如果能贏就落子，

//判斷電腦自己是否有機會贏，如果能贏，就落子,因為自己贏的優先級肯定大于攔截對手，對吧
int check_computer(char board[ROW][COL], int row, int col) 
{
	int i = 0;
	int j = 0;
	int k = 0;
	while (0 == k)
	{
		//判斷電腦橫行上是否會贏
		for (i = 0; i < row; i++)
		{
			if (board[i][0] == board[i][1] && board[i][1] == '#' && board[i][2] == ' ')
			{
				board[i][2] = '#';
				k = 1;
				break;
			}
			if (board[i][0] == board[i][2] && board[i][0] == '#' && board[i][1] == ' ')
			{
				board[i][1] = '#';
				k = 1;
				break;
			}

			if (board[i][1] == board[i][2] && board[i][1] == '#' && board[i][0] == ' ')
			{
				board[i][0] = '#';
				k = 1;
				break;
			}
		}
		if (k != 0)
			break;
		//判斷電腦列上是否有機會贏
		for (j = 0; j < col; j++)
		{
			if (board[0][j] == board[1][j] && board[1][j] == '#' && board[2][j] == ' ')
			{
				board[2][j] = '#';
				k = 1;
				break;
			}

			if (board[0][j] == board[2][j]	&& board[2][j] == '#' && board[1][j] == ' ')
			{
				board[1][j] = '#';
				k = 1;
				break;
			}
			if (board[1][j] == board[2][j] && board[2][j] == '#' && board[0][j] == ' ')
			{
				board[0][j] = '#';
				k = 1;
				break;
			}
		}
		break;
	}
	//判斷電腦在對角線上是否會贏,又加了一個while是為了讓判斷對角線的代碼成塊，
	while (0 == k)
	{
		if (board[0][0] == board[1][1] && board[1][1] == '#' && board[2][2] == ' ')
		{
			board[2][2] = '#';
			k = 1;
			break;
		}

		if (board[0][0] == board[2][2] && board[2][2] == '#' && board[1][1] == ' ')
		{
			board[1][1] = '#';
			k = 1;
			break;
		}

		if (board[1][1] == board[2][2] && board[1][1] == '#' && board[0][0] == ' ')
		{
			board[0][0] = '#';
			k = 1;
			break;
		}

		if (board[0][2] == board[1][1] && board[0][2] == '#' && board[2][0] == ' ')
		{
			board[2][0] = '#';
			k = 1;
			break;
		}

		if (board[0][2] == board[2][0] && board[2][0] == '#' && board[1][1] == ' ')
		{
			board[1][1] = '#';
			k = 1;
			break;
		}
		if (board[1][1] == board[2][0] && board[2][0] == '#' && board[0][2] == ' ')
		{
			board[0][2] = '#';
			k = 1;
			break;
		}
		break;
	}
	k = judge_player(board, row, col, k);
	return k;回傳一個k==0的值表示自己下一步無法取勝
}

玩家是否能贏

??在判斷了上一步之后，電腦下一步不可能贏，那這時候來判斷玩家下一步是否能贏，如果玩家下一步能贏，那二話不說，不管三七二十一，咱攔截，如果玩家也不能贏呢，那咱的電腦就只能乖乖的走偽亂數啦，

//下面這個函式就是判斷玩家是否有機會贏，如果能贏就堵住他
char judge_player(char board[ROW][COL], int row, int col, int k)
{
	int i = 0;
	int j = 0;
	while (0 == k)
	{
		//判斷玩家在橫行上是否會贏
		for (i = 0; i < row; i++)  
		{
			if (board[i][0] == board[i][1] && board[i][1] == '*' && board[i][2] == ' ')
			{
				board[i][2] = '#';
				k = 1;
				break;
			}

			if (board[i][0] == board[i][2] && board[i][0] == '*' && board[i][1] == ' ')
			{
				board[i][1] = '#';
				k = 1;
				break;
			}

			if (board[i][1] == board[i][2] && board[i][1] == '*' && board[i][0] == ' ')
			{
				board[i][0] = '#';
				k = 1;
				break;
			}
		}
		if (k != 0)
			break;

		//判斷玩家在豎列上是否會贏
		for (j = 0; j < col; j++)  
		{
			if (board[0][j] == board[1][j] && board[1][j] == '*' && board[2][j] == ' ')
			{
				board[2][j] = '#';
				k = 1;
				break;
			}

			if (board[0][j] == board[2][j] && board[2][j] == '*' && board[1][j] == ' ')
			{
				board[1][j] = '#';
				k = 1;
				break;
			}

			if (board[1][j] == board[2][j] && board[2][j] == '*' && board[0][j] == ' ')
			{
				board[0][j] = '#';
				k = 1;
				break;
			}
		}
		break;
	}

	//判斷玩家在對角線上是否會贏,又加了一個while是為了讓判斷對角線的代碼成塊，
	while (0 == k)  
	{
		if (board[0][0] == board[1][1] && board[1][1] == '*' &&  board[2][2] == ' ')
		{
			board[2][2] = '#';
			k = 1;
			break;
		}

		if (board[0][0] == board[2][2] && board[2][2] == '*' && board[1][1] == ' ')
		{
			board[1][1] = '#';
			k = 1;
			break;
		}

		if (board[1][1] == board[2][2] && board[1][1] == '*' && board[0][0] == ' ')
		{
			board[0][0] = '#';
			k = 1;
			break;
		}

		if (board[0][2] == board[1][1] && board[0][2] == '*' && board[2][0] == ' ')
		{
			board[2][0] = '#';
			k = 1;
			break;
		}

		if (board[0][2] == board[2][0] && board[2][0] == '*' && board[1][1] == ' ')
		{
			board[1][1] = '#';
			k = 1;
			break;
		}

		if (board[1][1] == board[2][0]&& board[2][0] == '*' && board[0][2] == ' ')
		{
			board[0][2] = '#';
			k = 1;
			break;
		}
		break;
	}
	return k;//回傳一個k==0的值，表自己下一步贏不了，也無須堵住對手，
}

新的ComputerMove函式

??電腦下棋需要加一步，獲取回傳值，如果回傳值為N，那么電腦只有乖乖的按照偽亂數來走啦，

//電腦輸入
void ComputerMove(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	int x = 0;
	int y = 0;
	int z = 0;
	printf("電腦：我走過啦！！！到你啦！！！\n\n");

	z = check_computer(board, row, col);

	while (0 == z)
	{
		x = rand() % row;
		y = rand() % col;
		if (board[x][y] == ' ')
		{
			board[x][y] = '#';
			break;
		}
	}
}

新的game函式

??改了游戲勝利，平局和失敗的輸出文案，其余的沒動，

void menu(void)
{
	printf("****************************************\n");
	printf("*****1.開始游戲          0.退出游戲*****\n");
	printf("****************************************\n");
}

void game(void)
{
	char ret = 0;
	char board[ROW][COL] = { 0 };
	//初始化棋盤
	InitBoard(board, ROW, COL);
	//列印棋盤
	DisplayBoard(board, ROW, COL);
	while (1)
	{
		//玩家下棋
		PlayerMove(board, ROW, COL);
		DisplayBoard(board, ROW, COL);
		//判斷玩家是否勝利
		ret = Win(board, ROW, COL);
		if (ret != 'C')
		{
			break;
		}
		//電腦下棋
		ComputerMove(board, ROW, COL);
		DisplayBoard(board, ROW, COL);
		//判斷電腦是否勝利
		ret = Win(board, ROW, COL);
		if (ret != 'C')
		{
			break;
		}
	}

	if (ret == '*')
	{
		printf("恭喜你贏啦！！！哇哦，太棒了！沒幾個人能戰勝我呢！\n");
		printf("\n");
	}
	else if (ret == '#')
	{
		printf("你輸了！！！emmm，不過沒關系，畢竟你是人類哇！\n");
		printf("\n");
	}
	else
	{
		printf("平局！！！嗯嗯，你已經不錯了，但還要加油哦！\n");
		printf("\n");
	}
}

void test(void)
{
	int input = 0;
	do
	{
		menu();
		printf("\n");
		printf("系統提示：請選擇：>>>");
		scanf("%d", &input);
		printf("\n");
		switch (input)
		{
		case 1:
			game();
			break;
		case 0:
			printf("破游戲，俺不玩了，\n");
			break;
		default:
			printf("電腦：FBI warning 非法輸入，非法輸入，請您自覺點，\n\n電腦：乖，咱重新輸入！！！\n");
			break;
		}
	} while (input);
}

int main(void)
{
	test();
	return 0;
}

完整程式

//宏定義
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#define ROW 3
#define COL 3

//參考庫函式
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

//函式宣告
void InitBoard(char board[ROW][COL], int row, int col);
void DisplayBoard(char board[ROW][COL], int row, int col);
void PlayerMove(char board[ROW][COL], int row, int col);
void ComputerMove(char board[ROW][COL], int row, int col);
char Win(char board[ROW][COL], int row, int col);
char Full(char board[ROW][COL], int row, int col);
char judge_player(char board[ROW][COL], int row, int col,int k);
int check_computer(char board[ROW][COL], int row, int col);

#include"game.h"

//初始化棋盤
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] = ' ';
		}
	}
}

//列印棋盤
void DisplayBoard(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	for (int i = 0; i < col; i++)
	{
		if (i == 0)
		{
			printf("  %d   ", i + 1);
		}
		else 
		{
			printf("%d   ", i + 1);
		}
	}
	printf("\n");

	for ( int i = 0; i < row; i++)
	{
		for (int j = 0; j < col; j++)
		{
			if (j == 0)
			{
				printf("%d %c |",i+1,board[i][j]);
			}
			else if (j>0 && j < col - 1)
			{
				printf(" %c |", board[i][j]);
			}
			else
				printf(" %c ", board[i][j]);
		}
		printf("\n");
		if (i < row - 1)
		{

			for (int k = 0; k < col; k++)
			{
				if (k == 0)
				{
					printf(" ---|");
				}
				else if (k>0 && k < col - 1)
				{
					printf("---|");
				}
				else
				{
					printf("---");
				}
			}
		}
		printf("\n");
	}
}

//玩家輸入
void PlayerMove(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	int x = 0;
	int y = 0;
	while (1)
	{
		printf("系統提示：請輸入您要下的坐標：>>>");

		scanf("%d%d", &x, &y);
		printf("\n");
		//判斷xy是否合法，一個是是否溢位，一個是是否被占用
		if (x > 0 && x < row + 1 && y>0 && y < col + 1)
		{
			if (board[x - 1][y - 1] == ' ')
			{
				board[x - 1][y - 1] = '*';
				break;
			}
			else
			{
				printf("電腦：這我下過了，你個憨憨，\n");
				printf("\n");

			}
		}
		else
		{
			printf("電腦：FBI warning 非法輸入，非法輸入！！！請您自覺點\n\n電腦：乖，咱重新輸入！！！\n\n");
		}
	}
}

//電腦輸入
void ComputerMove(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	int x = 0;
	int y = 0;
	int z = 0;
	printf("電腦：我走過啦！！！到你啦！！！\n\n");

	z = check_computer(board, row, col);

	while (0 == z)
	{
		x = rand() % row;
		y = rand() % col;
		if (board[x][y] == ' ')
		{
			board[x][y] = '#';
			break;
		}
	}
}

//電腦判斷自己是否會贏
int check_computer(char board[ROW][COL], int row, int col) 
{
	int i = 0;
	int j = 0;
	int k = 0;
	while (0 == k)
	{
		//判斷電腦橫行上是否會贏
		for (i = 0; i < row; i++)
		{
			if (board[i][0] == board[i][1] && board[i][1] == '#' && board[i][2] == ' ')
			{
				board[i][2] = '#';
				k = 1;
				break;
			}
			if (board[i][0] == board[i][2] && board[i][0] == '#' && board[i][1] == ' ')
			{
				board[i][1] = '#';
				k = 1;
				break;
			}

			if (board[i][1] == board[i][2] && board[i][1] == '#' && board[i][0] == ' ')
			{
				board[i][0] = '#';
				k = 1;
				break;
			}
		}
		if (k != 0)
			break;
		//判斷電腦列上是否有機會贏
		for (j = 0; j < col; j++)
		{
			if (board[0][j] == board[1][j] && board[1][j] == '#' && board[2][j] == ' ')
			{
				board[2][j] = '#';
				k = 1;
				break;
			}

			if (board[0][j] == board[2][j]	&& board[2][j] == '#' && board[1][j] == ' ')
			{
				board[1][j] = '#';
				k = 1;
				break;
			}
			if (board[1][j] == board[2][j] && board[2][j] == '#' && board[0][j] == ' ')
			{
				board[0][j] = '#';
				k = 1;
				break;
			}
		}
		break;
	}
	//判斷電腦在對角線上是否會贏,又加了一個while是為了讓判斷對角線的代碼成塊，
	while (0 == k)
	{
		if (board[0][0] == board[1][1] && board[1][1] == '#' && board[2][2] == ' ')
		{
			board[2][2] = '#';
			k = 1;
			break;
		}

		if (board[0][0] == board[2][2] && board[2][2] == '#' && board[1][1] == ' ')
		{
			board[1][1] = '#';
			k = 1;
			break;
		}

		if (board[1][1] == board[2][2] && board[1][1] == '#' && board[0][0] == ' ')
		{
			board[0][0] = '#';
			k = 1;
			break;
		}

		if (board[0][2] == board[1][1] && board[0][2] == '#' && board[2][0] == ' ')
		{
			board[2][0] = '#';
			k = 1;
			break;
		}

		if (board[0][2] == board[2][0] && board[2][0] == '#' && board[1][1] == ' ')
		{
			board[1][1] = '#';
			k = 1;
			break;
		}
		if (board[1][1] == board[2][0] && board[2][0] == '#' && board[0][2] == ' ')
		{
			board[0][2] = '#';
			k = 1;
			break;
		}
		break;
	}
	k = judge_player(board, row, col, k);
	return k;
}

//下面這個函式就是判斷玩家是否有機會贏，如果能贏就堵住他
char judge_player(char board[ROW][COL], int row, int col, int k)
{
	int i = 0;
	int j = 0;
	while (0 == k)
	{
		//判斷玩家在橫行上是否會贏
		for (i = 0; i < row; i++)  
		{
			if (board[i][0] == board[i][1] && board[i][1] == '*' && board[i][2] == ' ')
			{
				board[i][2] = '#';
				k = 1;
				break;
			}

			if (board[i][0] == board[i][2] && board[i][0] == '*' && board[i][1] == ' ')
			{
				board[i][1] = '#';
				k = 1;
				break;
			}

			if (board[i][1] == board[i][2] && board[i][1] == '*' && board[i][0] == ' ')
			{
				board[i][0] = '#';
				k = 1;
				break;
			}
		}
		if (k != 0)
			break;

		//判斷玩家在豎列上是否會贏
		for (j = 0; j < col; j++)  
		{
			if (board[0][j] == board[1][j] && board[1][j] == '*' && board[2][j] == ' ')
			{
				board[2][j] = '#';
				k = 1;
				break;
			}

			if (board[0][j] == board[2][j] && board[2][j] == '*' && board[1][j] == ' ')
			{
				board[1][j] = '#';
				k = 1;
				break;
			}

			if (board[1][j] == board[2][j] && board[2][j] == '*' && board[0][j] == ' ')
			{
				board[0][j] = '#';
				k = 1;
				break;
			}
		}
		break;
	}

	//判斷玩家在對角線上是否會贏,又加了一個while是為了讓判斷對角線的代碼成塊，
	while (0 == k)  
	{
		if (board[0][0] == board[1][1] && board[1][1] == '*' &&  board[2][2] == ' ')
		{
			board[2][2] = '#';
			k = 1;
			break;
		}

		if (board[0][0] == board[2][2] && board[2][2] == '*' && board[1][1] == ' ')
		{
			board[1][1] = '#';
			k = 1;
			break;
		}

		if (board[1][1] == board[2][2] && board[1][1] == '*' && board[0][0] == ' ')
		{
			board[0][0] = '#';
			k = 1;
			break;
		}

		if (board[0][2] == board[1][1] && board[0][2] == '*' && board[2][0] == ' ')
		{
			board[2][0] = '#';
			k = 1;
			break;
		}

		if (board[0][2] == board[2][0] && board[2][0] == '*' && board[1][1] == ' ')
		{
			board[1][1] = '#';
			k = 1;
			break;
		}

		if (board[1][1] == board[2][0]&& board[2][0] == '*' && board[0][2] == ' ')
		{
			board[0][2] = '#';
			k = 1;
			break;
		}
		break;
	}
	return k;
}

//判斷勝負
char Win(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	int i = 0;
	//判斷行
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		if (board[i][0] == board[i][1] && board[i][1] == board[i][2] && board[i][1] != ' ')//行元素一樣且不是空格
		{
			return board[i][1];
		}
	}
	//判斷列
	for (i = 0; i < col; i++)
	{
		if (board[0][i] == board[1][i] && board[1][i] == board[2][i] && board[1][i] != ' ')//列元素一樣且不是空格
		{
			return board[1][i];
		}
	}
	//判斷對角線
	if (board[0][0] == board[1][1] && board[1][1] == board[2][2] && board[1][1] != ' ')//對角線元素一樣且不是空格
	{
		return board[1][1];
	}
	if (board[2][0] == board[1][1] && board[1][1] == board[0][2] && board[1][1] != ' ')
	{
		return board[1][1];
	}
	//判斷是否平局
	if (1 == Full(board, ROW, COL))//平局判斷，函式在下面，已在頭檔案中宣告，位置就無所謂了
	{
		return 'Q';
	}
	return 'C';
}

//平局演算法函式
char Full(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	for (int i = 0; i < row; i++)
	{
		for (int j = 0; j < col; j++)
		{
			if (board[i][j] == ' ')
				return 0;
		}
	}
	return 1;
}

#include"game.h"

//游戲選單
void menu(void)
{
	printf("****************************************\n");
	printf("*****1.開始游戲          0.退出游戲*****\n");
	printf("****************************************\n");
}

void game(void)
{
	char ret = 0;
	char board[ROW][COL] = { 0 };
	//初始化棋盤
	InitBoard(board, ROW, COL);
	//列印棋盤
	DisplayBoard(board, ROW, COL);
	while (1)
	{
		//玩家下棋
		PlayerMove(board, ROW, COL);
		DisplayBoard(board, ROW, COL);
		//判斷玩家是否勝利
		ret = Win(board, ROW, COL);
		if (ret != 'C')
		{
			break;
		}
		//電腦下棋
		ComputerMove(board, ROW, COL);
		DisplayBoard(board, ROW, COL);
		//判斷電腦是否勝利
		ret = Win(board, ROW, COL);
		if (ret != 'C')
		{
			break;
		}
	}

	if (ret == '*')
	{
		printf("恭喜你贏啦！！！哇哦，太棒了！沒幾個人能戰勝我呢！\n");
		printf("\n");
	}
	else if (ret == '#')
	{
		printf("你輸了！！！emmm，不過沒關系，畢竟你是人類哇！\n");
		printf("\n");
	}
	else
	{
		printf("平局！！！嗯嗯，你已經不錯了，但還要加油哦！\n");
		printf("\n");
	}
}

void test(void)
{
	int input = 0;
	do
	{
		menu();
		printf("\n");
		printf("系統提示：請選擇：>>>");
		scanf("%d", &input);
		printf("\n");
		switch (input)
		{
		case 1:
			game();
			break;
		case 0:
			printf("破游戲，俺不玩了，\n");
			break;
		default:
			printf("電腦：FBI warning 非法輸入，非法輸入，請您自覺點，\n\n電腦：乖，咱重新輸入！！！\n");
			break;
		}
	} while (input);
}

int main(void)
{
	test();
	return 0;
}

寫在后面

這篇博客對三子棋中電腦的演算法進行了優化，五子棋和多子棋類似就不寫在這里了，

下一篇，簡單和較難的三子棋，五子棋，多子棋小游戲的集成，

如果上面的程式或者表述有問題還請各位大佬批評指正哈，

轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/qita/257182.html

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