Tic_Tac_Toe（三子棋）小游戲——C語言實作

1 需求分析

三子棋是一種民間傳統游戲，又叫九宮棋、圈圈叉叉、一條龍、井字棋等，游戲規則：雙方輪流落子，率先將三個棋子在橫、豎、對角落成一條直線的一方勝，

該專案旨在使用C語言實作簡單的人機對戰，主要實作以下功能：

2 業務流程

3 代碼展示

3.1 頭檔案（存放函式宣告，包含庫函式）

#pragma once
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <windows.h>
#define ROW 3
#define COL 3
//初始化棋盤
void Initialize_checkerboard(char board[ROW][COL],int, int);
//列印棋盤
void Display_checkerboard(char board[ROW][COL], int, int);
//玩家下棋
void Player_move(char board[ROW][COL], int, int);
//機器下棋
void Computer_move(char board[ROW][COL], int, int);
//判斷輸贏
char CheckWin(char board[ROW][COL], int row, int col);

3.2 函式檔案（實作游戲主要功能）

3.2.1 初始化棋盤

回圈遍歷二維陣列，將陣列元素賦值為空格，

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 列印棋盤

列印棋盤分兩步驟進行：1.列印“num|num|num” 2.列印“---|---|---”，實作代碼如下：

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

玩家落子以輸入坐標進行操作，初始化坐標x與坐標y，待玩家輸入坐標后進行對坐標合法性進行判斷，若坐標在棋盤范圍內，且輸入的坐標未被占用，則將初始化后的空格替換為“*”號，表示玩家落子，若坐標已被占用則提示玩家重新輸入，輸入坐標不合法則提示坐標錯誤，待玩家重新輸入，

void Player_move(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	int x_coordinate = 0;
	int y_coordinate = 0;
	printf("Player turn:>\n");//提示玩家輸入
	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)//判斷坐標合法性
		{
			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 機器落子

機器落子實作方式與玩家落子大致一致，只是機器落子為隨機坐標，隨機坐標實作先使用srand函式：srand((unsigned int)time(NULL))，該函式以時間變化為rand()函式提供變化的值，以此來達到不同隨機值的效果，接著分別對隨機值按行數、列數取余，將任意數值都壓縮在行數和列數范圍內，以達到在棋盤坐標內獲得隨機橫縱坐標的效果，

void Computer_move(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	printf("Playing....\n");//游戲狀態顯示
	int x_coordinate = 0;
	int y_coordinate = 0;
	printf("Computer turn:>\n");
	while (1)
	{
		x_coordinate = rand() % row;//隨機橫坐標
		y_coordinate = rand() % col;//隨機縱坐標
		if (board[x_coordinate][y_coordinate] == ' ')
		{
			board[x_coordinate][y_coordinate] = '#';
			break;
		}
	}
}

3.2.4 判斷輸贏及棋盤是否已滿

判斷輸贏邏輯為：行、列、對角線三子率先一致的一方為勝方，那么判斷輸贏需要討論三種情形，當行、列、對角線三子相等時，回傳線上的一個棋子的內容（"*" or "#"），此時別漏了還有平局這種情形，在判斷是否平局時需要考慮棋盤是否已滿，若棋盤滿了回傳1給輸贏判斷函式，反之則回傳0，輸贏判斷函式在接識訓傳值以后則進行判斷，若未滿則回傳C，滿了則回傳Q，便于在操作檔案中呼叫判斷輸贏函式后進行游戲是否繼續的判斷，

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;//棋盤沒滿
			}
		}
	}
	return 1;//棋盤滿了
}

char CheckWin(char board[ROW][COL], int row, int col)
{
	int i = 0;
	//判斷三行
	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];//
		}
	}

	//判斷三列
	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];
		}
	}

	//判斷對角線
	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];
	}

	//判斷平局
	//如果棋盤滿了回傳1， 不滿回傳0
	int ret = IsFull(board, row, col);
	if (ret == 1)
	{
		return 'Q';
	}

	//繼續
	return 'C';

}

3.3 操作檔案（執行游戲）

列印選單，選擇是否游戲，并對輸入值的合法性進行判斷，開始游戲后，玩家先落子，玩家落子后判斷輸贏，棋盤是否已滿，若輸贏判斷函式回傳值為C，且棋盤未滿程式繼續執行，反之列印平局后退出回圈，重新進行選單選擇，若棋盤未滿，清空螢屏，機器落子，機器落子后判斷輸贏，判斷棋盤是否已滿，最后列印螢屏，實作在一個棋盤上下棋的效果，

#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"); //實作在一個棋盤上的人機游戲
		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;
}

4 效果展示

4.1 開始游戲后棋盤初始化并列印棋盤

4.2 實作在一個棋盤上下棋，并顯示游戲中的狀態

4.3 在一局游戲結束后展示棋盤

EOF