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C语言经典项目实战——三子棋_c语言项目实战
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三子棋，又称井字棋，是我们经常爱玩的游戏，今天来学习，如何用C语言来实现一个简单的三子棋小游戏。
一、分析三子棋项目需求
首先对我们要实现的三子棋项目，分析它的需求。为了了解它需要哪些函数，我们先模拟一遍下棋的过程、
/*
1.初始化棋盘
2、玩家落子
2.1 展示棋盘
2.2 判断胜负
3、电脑落子
3.1 展示棋盘
3.2 判断胜负
*/
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在这个步骤中，我们看到，要实现三子棋，起码要实现，棋盘创建，期盼展示，玩家落子，电脑落子，胜负判断等功能的函数。由此就可以开展，三子棋的实现。
二、各个功能实现
首先在play.h,这个头文件中，写下棋盘的初始化信息，如棋盘为三行三列
#ifndef _PLAY_H
#define _PLAY_H
#define ROW 3
#define COL 3
#endif
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注意：这里的#ifdef 后面加的名字可以是任意的，但一般都是自己的大写文件名，这一句代码的作用是，防止在头文件中重复申明了多个函数，或者是结构体。
然后进行函数申明，（这里我们还没有写主函数，也没有进行任何一个变量定义，但是没有关系，我们先进行函数的申明，然后再play.c文件中，进行函数定义）
void menu();//菜单
void InitBoard(char board[ROW][COL]);//初始化棋盘
void ShowBoard(char board[ROW][COL]);//展示棋盘
void Player(char board[ROW][COL]);//玩家下棋
void Computer(char board[ROW][COL]);//电脑下棋
char IsWin(char board[ROW][COL]);//判断胜负
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根据上一步的需求分析，我们知道主要实现的就是，初始化棋盘，棋盘展示，玩家下棋，电脑下棋，判断胜负，这几个函数，所以我们先将其定义出来，其中的参数我们都向其中传入棋盘board。
接下来，进行函数实现，注意，接下来的函数定义，都在play.c中实现。
首先看菜单函数的实现。
下棋的时候，我要知道按什么按键开始游戏，按什么按键退出游戏，所以需要一个菜单函数
1.menu()函数
void menu()
{
printf("请开始游戏吧！\n");
printf("---------------------------------\n");
printf("-----1.开始--------0.退出--------\n");
printf("---------------------------------\n");
}
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这个函数向玩家提示，按1开始游戏，按0退出。
来看它的显示效果
2.InitBoard()函数
接下来实现棋盘的初始化功能
void InitBoard(char board[ROW][COL])
{
for (int i = 0; i < ROW; i++)
{
for (int j = 0; j < COL; j++)
{
board[i][j] = ' ';
}
}
}
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我们遍历整个二维数组，将其中的每个单元都赋值为‘ ’（空格），先对其进行初始化。
然后实现棋盘展示功能
实现这个功能的时候，并不是把这个二维数组简单的按顺序打印（当然也可以，只要你不嫌简陋） 这里，我们想个我们的棋盘加上一些边界，让棋盘看上去美观一点、就像这样：
在这些空格中放入棋子。
3.ShowBoard()函数
接下来看，如何打印这个棋盘。
void ShowBoard(char board[ROW][COL]) { for (int i = 0; i < ROW * 2 + 1; i++) { if (i % 2 == 0) { for (int j = 0; j < COL; j++) { printf("----"); } printf("\n"); } else { for (int j = 0; j < COL * 2 + 1; j++) { if (j % 2 == 0) { printf("|"); } else { printf(" %c ", board[i / 2][j / 2]); } } printf("\n"); } } }
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注意：我上面给的只是一开始没下棋时候的棋盘，而我们用这个函数的时候，不仅要展示棋盘的边界，还要展示其中的棋子。所以，我们将整个棋盘打印的时候看成是7行7列的一个数组，然后去打印。
观察棋盘，我们发现横线只在0，2，4，6行出现，数据在1，3，5行出现，竖线在0，2，4，6列出现，数据在1，3，5列出现。由此就可以打印出我们期待的棋盘的样子。
4.Player()函数
然后实现玩家下棋
void Player(char board[ROW][COL]) { while (1) { printf("请输入你的座标："); int x, y; scanf("%d,%d", &x, &y); if (x>=1 && x<=ROW && y>=1 && y<=COL) { if (board[x - 1][y - 1] == ' ') { board[x - 1][y - 1] = 'X'; break; } else { printf("该位置已经有棋子！\n"); } } else { printf("输入错误。\n"); } } }
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在这个函数中，要注意使用了while函数，而且还是给了判断条件1，也就是说，如果在这个函数中不使用break的话，就陷入了死循环。为什么要这么设计呢，因为，我们要预防用户输入的棋子坐标不正确 或者 此位置上有其他棋子的情况，需要重新输入，只有当输入正确时，才结束循环，否则一直输入。
看一下函数效果
5.Computer()函数
下面来看电脑下棋功能的实现
和玩家下棋类似，只不过这一次，不需要我们在手动输入，而是采用随机数，进行随机位置下棋。
void Computer(char board[ROW][COL])
{
while (1)
{
int x = rand() % ROW;
int y = rand() % COL;
if (board[x][y] == ' ')
{
board[x][y] = 'O';
break;
}
}
}
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我们让随机数对行数和列数取模，这样就不会有越界的情况，同时使用while循环，防止电脑下在了已经有棋子的地方，来保证电脑棋子的正确性。
下面来看函数效果、
不管是电脑下棋，还是玩家下棋，下过一步之后都要进行胜负判断，判断是否应该结束游戏
7.IsWin()函数
所以下面来实现，判断胜负函数：
char IsWin(char board[ROW][COL]) { for (int 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]; } } for (int j = 0; j < COL; j++) { if (board[0][j] == board[1][j] && board[1][j] == board[2][j] && board[0][j] != ' ') { return board[0][j]; } } if (board[0][0] == board[1][1] && board[1][1] == board[2][2] && board[1][1] != ' ') { return board[0][0]; } if (board[0][2] == board[1][1] && board[1][1] == board[2][0] && board[0][2] != ' ') { return board[0][2]; } if (IsFull == 0) { return 'Q'; } return 'n'; }
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在这里我们给函数定义一个返回值，目的是通过返回值来判断是否出现赢家，还是应该继续游戏。三子棋判断胜利的条件十分简单，只要判断每一行是否全为相同字母，或者每一列，或者每一个对角线，是否有三个相同的棋子，如果有，则返回这个棋子，这样我们就能在调用它的时候知道，哪一方获得胜利，这里有个小技巧，就是我们不用设置一个字母来放置判断条件然后在最后统一返回，而是在每一次判断后，如果成功就直接返回，这样可以减少代码量。
在判断完是否有赢家之后，如果这个函数还没有结束，就说明没有赢家，那我们就要判断棋盘是否已经满了，如果满了，但是没有出现赢家，说明应该按照平局处理，如果没有赢家，棋盘也没满，则说明结果正常，游戏继续。
观察代码，如果玩家胜利的话，就返回’X’，电脑胜利就返回’O’，平局的话就返回’Q’，如果游戏继续的话就返回’n’，这里我们把返回’n’看作正常情况，那么只要这个函数返回的不是字符n，就说明要么玩家胜利，要么电脑胜利，要么平局，不论如何，游戏应该结束了。利用这个特征，对我们之后调用这个函数，非常有帮助。
同时，判断棋盘有没有满的函数也很简单，只要遍历一遍棋盘，如果发现有空格，说明没满，返回1，如果遍历完成之后，也没有找到空格，说明棋盘满了，返回0；
下面来看具体实现：
int IsFull(char board[ROW][COL])
{
for (int i = 0; i < ROW; i++)
{
for (int j = 0; j < COL; j++)
{
if (board[i][j] == ' ')
{
return 1;
}
}
}
return 0;
}
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到此处为止，三子棋项目所需要的所有函数已经完成，之后要进行的就是对于这些函数的调用问题。我们仍然设置一个叫RunGame的函数来进行游戏的调用，目的就是为了保证主函数的简短和可读性。
三、RunGame函数和main函数的实现
为了对主函数进行化简，我们设置了RunGame函数，在三子棋这个项目中，因为本身游戏所用到的函数并不多，也不需要复杂的调用，所以这个RunGame函数是可以省略的，直接在主函数中实现，但是需要知道，在其他大一点的项目中，最好添加上这一项，保证可读性。
同时，添加上这个函数，还有一个好处，就是这个函数代表了一次游戏的执行过程，这样我们就能实现，让玩家结束一局游戏之后，选择继续游戏，还是退出游戏。
下面来看具体实现：
void RunGame() { char board[ROW][COL]; InitBoard(board); ShowBoard(board); char temp; while (1) { Player(board); ShowBoard(board); temp = IsWin(board); if (temp != 'n') { break; } Computer(board); ShowBoard(board); temp = IsWin(board); if (temp != 'n') { break; } } if (temp == 'X'){ printf("玩家胜利！\n"); } else if (temp == 'O') { printf("电脑胜利！\n"); } else if (temp == 'Q') { printf("平局！\n"); } }
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既然是游戏的一次执行过程，那么在游戏的最开始，我们需要先定义一个二维数组当作我们的棋盘，然后调用InitBoard函数来初始化，之后向玩家展示这个初始化好的空棋盘。对于一个游戏来说，只要游戏没有结束，那么我们就应该一直执行它，所以，需要在一个死循环中来执行游戏，当if判断应该结束游戏时，才跳出循环。
这里巧妙地运用了IsWin函数的返回值，用temp来接收函数返回值，每次判断不需要，逐个字符去判断是否相等，而是判断是否为’n’，如果为’n’，说明游戏继续，如果不为’n’，不管它是什么，都说明游戏应该结束，这时跳出循环，在循环体外，判断temp，来说明到底是什么情况。
由于我们之前已经做了很多的铺垫，所以主函数就会十分简短，下面来看主函数的调用
srand((unsigned)time(NULL)); int input; do{ menu(); scanf("%d", &input); switch (input) { case 1: RunGame(); break; case 0: break; default: break; } } while (input); return 0; }
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第一句的sand语句，是为了种下一个随机种子，我们在Computer函数中，要求电脑用随机数生成数据，但是，其实生成的是伪随机数，我们重复运行函数就会发现，电脑下的棋都会出现在固定位置，为了解决这个问题，我们引入随机种子，这个种子的位置可以随意，但一定要在调用Computer函数之前。
之后是一个do~while循环，通过我们输入的数据，如果输入1，则开始游戏，输入0则退出游戏。
四、项目的整体分析
到这里，整个三子棋游戏也就完成了，下面来对我们实现的三子棋游戏进行总结。
首先我们完成了真正的三子棋的大部分必备功能，包括棋盘初始化，玩家和电脑相会对弈，游戏判断胜负等等，它搭建起来一个三子棋游戏的框架，就算是真正的的三子棋游戏，它的内核实现，也是这样的。当然，这个项目也存在问题，就是，我们虽然实现了电脑下棋，但是真正运行就会发现，我们设置的这个电脑玩家总是“笨笨的”，它不知道往哪里下棋可以赢得比赛，这是因为，我们给电脑的只是一个随机数，我们可以保证这个随机数一定是符合要求的，但是不能保证这个随机数会帮助电脑取得胜利，所以和这样的电脑下棋是无聊的。
但是，前面提到，这个项目已经明确了三子棋的框架结构，我们还可以设置两个真人玩家互相对弈，只需要把玩家下棋的代码复制一份，给玩家2，然后调用的时候，让玩家2取代电脑的位置就可以实现，甚至，在掌握网络有关知识后，还可以实现，两个人联网对弈，这都是基于我们目前实现的这个简易的三子棋框架的。
五、完整代码
play.h
#ifndef _PLAY_H #define _PLAY_H #include<stdio.h> #include<time.h> #include<stdlib.h> #define ROW 3 #define COL 3 void menu();//菜单 void RunGame(); void InitBoard(char board[ROW][COL]);//初始化棋盘 void ShowBoard(char board[ROW][COL]);//展示棋盘 void Player(char board[ROW][COL]);//玩家下棋 void Computer(char board[ROW][COL]);//电脑下棋 char IsWin(char board[ROW][COL]);//判断胜负 int IsFull(char board[ROW][COL]); #endif
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play.c
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #include"play.h" void menu() { printf("请开始游戏吧！\n"); printf("---------------------------------\n"); printf("-----1.开始--------0.退出--------\n"); printf("---------------------------------\n"); } void InitBoard(char board[ROW][COL]) { for (int i = 0; i < ROW; i++) { for (int j = 0; j < COL; j++) { board[i][j] = ' '; } } } void ShowBoard(char board[ROW][COL]) { for (int i = 0; i < ROW * 2 + 1; i++) { if (i % 2 == 0) { for (int j = 0; j < COL; j++) { printf("----"); } printf("\n"); } else { for (int j = 0; j < COL * 2 + 1; j++) { if (j % 2 == 0) { printf("|"); } else { printf(" %c ", board[i / 2][j / 2]); } } printf("\n"); } } } void Player(char board[ROW][COL]) { while (1) { printf("请输入你的座标："); int x, y; scanf("%d,%d", &x, &y); if (x>=1 && x<=ROW && y>=1 && y<=COL) { if (board[x - 1][y - 1] == ' ') { board[x - 1][y - 1] = 'X'; break; } else { printf("该位置已经有棋子！\n"); } } else { printf("输入错误。\n"); } } } void Computer(char board[ROW][COL]) { while (1) { int x = rand() % ROW; int y = rand() % COL; if (board[x][y] == ' ') { board[x][y] = 'O'; break; } } } char IsWin(char board[ROW][COL]) { for (int 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]; } } for (int j = 0; j < COL; j++) { if (board[0][j] == board[1][j] && board[1][j] == board[2][j] && board[0][j] != ' ') { return board[0][j]; } } if (board[0][0] == board[1][1] && board[1][1] == board[2][2] && board[1][1] != ' ') { return board[0][0]; } if (board[0][2] == board[1][1] && board[1][1] == board[2][0] && board[0][2] != ' ') { return board[0][2]; } if (IsFull == 0) { return 'Q'; } return 'n'; } int IsFull(char board[ROW][COL]) { for (int i = 0; i < ROW; i++) { for (int j = 0; j < COL; j++) { if (board[i][j] == ' ') { return 1; } } } return 0; } void RunGame() { char board[ROW][COL]; InitBoard(board); ShowBoard(board); char temp; while (1) { Player(board); ShowBoard(board); temp = IsWin(board); if (temp != 'n') { break; } Computer(board); ShowBoard(board); temp = IsWin(board); if (temp != 'n') { break; } } if (temp == 'X'){ printf("玩家胜利！\n"); } else if (temp == 'O') { printf("电脑胜利！\n"); } else if (temp == 'Q') { printf("平局！\n"); } }
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test.c
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #include"play.h" int main() { /* 1.初始化棋盘 2、玩家落子 2.1 展示棋盘 2.2 判断胜负 3、电脑落子 3.1 展示棋盘 3.2 判断胜负 */ srand((unsigned)time(NULL)); int input; do{ menu(); scanf("%d", &input); switch (input) { case 1: RunGame(); break; case 0: break; default: break; } } while (input); return 0; }
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