使用C語言實現五子棋游戲的代碼怎么寫

使用C語言實現五子棋游戲的代碼怎么寫

五子棋是一種經典的策略性棋類游戲，因其規則簡單、趣味性強而廣受歡迎。本文將詳細介紹如何使用C語言實現一個簡單的五子棋游戲。我們將從游戲的基本規則、數據結構設計、核心算法實現到用戶交互等方面進行講解，并逐步構建一個完整的五子棋游戲程序。

目錄

1. 五子棋游戲規則簡介
2. 游戲數據結構設計
3. 游戲核心算法實現
4. 用戶交互與界面設計
5. 完整代碼實現
6. 總結與擴展

五子棋游戲規則簡介

五子棋是一種兩人對弈的純策略型棋類游戲，通常使用黑白兩色的棋子在棋盤上進行對弈。棋盤通常為15x15的方格，玩家輪流在棋盤上放置自己的棋子，先在橫、豎或斜方向上形成連續五個相同棋子的玩家獲勝。

游戲規則

1. 棋盤：15x15的方格棋盤。
2. 棋子：黑白兩色棋子，黑棋先手。
3. 勝利條件：先在橫、豎或斜方向上形成連續五個相同棋子的玩家獲勝。
4. 禁手規則（可選）：在某些規則下，黑棋有禁手限制，如“三三禁手”、“四四禁手”等。本文暫不考慮禁手規則。

游戲數據結構設計

在實現五子棋游戲時，首先需要設計合適的數據結構來表示棋盤和棋子。我們可以使用二維數組來表示棋盤，數組中的每個元素表示棋盤上的一個格子，0表示空位，1表示黑棋，2表示白棋。

棋盤表示

#define BOARD_SIZE 15

int board[BOARD_SIZE][BOARD_SIZE] = {0};

棋子表示

#define EMPTY 0
#define BLACK 1
#define WHITE 2

游戲狀態

我們還需要記錄當前游戲的進行狀態，如當前輪到哪一方下棋、游戲是否結束等。

int currentPlayer = BLACK; // 當前玩家，1表示黑棋，2表示白棋
int gameOver = 0; // 游戲是否結束，0表示未結束，1表示結束

游戲核心算法實現

五子棋的核心算法主要包括以下幾個部分：

1. 落子：玩家在棋盤上放置棋子。
2. 判斷勝負：每次落子后，判斷是否形成五子連珠。
3. 游戲循環：控制游戲的進行，直到游戲結束。

落子

玩家在棋盤上放置棋子時，需要檢查該位置是否為空，如果為空則放置棋子，并切換當前玩家。

void placePiece(int x, int y) {
    if (board[x][y] == EMPTY) {
        board[x][y] = currentPlayer;
        currentPlayer = (currentPlayer == BLACK) ? WHITE : BLACK;
    } else {
        printf("該位置已有棋子，請重新選擇！\n");
    }
}

判斷勝負

每次落子后，需要檢查該位置是否形成了五子連珠。我們可以從該位置向四個方向（橫、豎、斜）進行搜索，判斷是否有連續五個相同的棋子。

int checkWin(int x, int y) {
    int directions[4][2] = {{1, 0}, {0, 1}, {1, 1}, {1, -1}};
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        int count = 1;
        int dx = directions[i][0];
        int dy = directions[i][1];
        // 向正方向搜索
        for (int j = 1; j < 5; j++) {
            int nx = x + dx * j;
            int ny = y + dy * j;
            if (nx >= 0 && nx < BOARD_SIZE && ny >= 0 && ny < BOARD_SIZE && board[nx][ny] == board[x][y]) {
                count++;
            } else {
                break;
            }
        }
        // 向反方向搜索
        for (int j = 1; j < 5; j++) {
            int nx = x - dx * j;
            int ny = y - dy * j;
            if (nx >= 0 && nx < BOARD_SIZE && ny >= 0 && ny < BOARD_SIZE && board[nx][ny] == board[x][y]) {
                count++;
            } else {
                break;
            }
        }
        if (count >= 5) {
            return 1;
        }
    }
    return 0;
}

游戲循環

游戲循環控制游戲的進行，直到游戲結束。每次循環中，玩家輸入落子位置，程序檢查是否形成五子連珠，如果形成則宣布勝利，否則切換玩家繼續游戲。

void gameLoop() {
    int x, y;
    while (!gameOver) {
        printBoard();
        printf("當前玩家：%s\n", (currentPlayer == BLACK) ? "黑棋" : "白棋");
        printf("請輸入落子位置（x y）：");
        scanf("%d %d", &x, &y);
        if (x >= 0 && x < BOARD_SIZE && y >= 0 && y < BOARD_SIZE) {
            placePiece(x, y);
            if (checkWin(x, y)) {
                gameOver = 1;
                printBoard();
                printf("游戲結束，%s獲勝！\n", (currentPlayer == WHITE) ? "黑棋" : "白棋");
            }
        } else {
            printf("輸入位置無效，請重新輸入！\n");
        }
    }
}

用戶交互與界面設計

為了讓玩家能夠方便地進行游戲，我們需要設計一個簡單的用戶界面，顯示棋盤和當前游戲狀態。

打印棋盤

我們可以使用字符來表示棋盤，+表示交叉點，O表示黑棋，X表示白棋。

void printBoard() {
    printf("  ");
    for (int i = 0; i < BOARD_SIZE; i++) {
        printf("%2d", i);
    }
    printf("\n");
    for (int i = 0; i < BOARD_SIZE; i++) {
        printf("%2d ", i);
        for (int j = 0; j < BOARD_SIZE; j++) {
            if (board[i][j] == EMPTY) {
                printf("+ ");
            } else if (board[i][j] == BLACK) {
                printf("O ");
            } else {
                printf("X ");
            }
        }
        printf("\n");
    }
}

主函數

在主函數中，我們初始化棋盤并啟動游戲循環。

int main() {
    // 初始化棋盤
    for (int i = 0; i < BOARD_SIZE; i++) {
        for (int j = 0; j < BOARD_SIZE; j++) {
            board[i][j] = EMPTY;
        }
    }
    // 啟動游戲循環
    gameLoop();
    return 0;
}

完整代碼實現

以下是完整的五子棋游戲代碼實現：

#include <stdio.h>

#define BOARD_SIZE 15
#define EMPTY 0
#define BLACK 1
#define WHITE 2

int board[BOARD_SIZE][BOARD_SIZE] = {0};
int currentPlayer = BLACK;
int gameOver = 0;

void printBoard() {
    printf("  ");
    for (int i = 0; i < BOARD_SIZE; i++) {
        printf("%2d", i);
    }
    printf("\n");
    for (int i = 0; i < BOARD_SIZE; i++) {
        printf("%2d ", i);
        for (int j = 0; j < BOARD_SIZE; j++) {
            if (board[i][j] == EMPTY) {
                printf("+ ");
            } else if (board[i][j] == BLACK) {
                printf("O ");
            } else {
                printf("X ");
            }
        }
        printf("\n");
    }
}

void placePiece(int x, int y) {
    if (board[x][y] == EMPTY) {
        board[x][y] = currentPlayer;
        currentPlayer = (currentPlayer == BLACK) ? WHITE : BLACK;
    } else {
        printf("該位置已有棋子，請重新選擇！\n");
    }
}

int checkWin(int x, int y) {
    int directions[4][2] = {{1, 0}, {0, 1}, {1, 1}, {1, -1}};
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        int count = 1;
        int dx = directions[i][0];
        int dy = directions[i][1];
        // 向正方向搜索
        for (int j = 1; j < 5; j++) {
            int nx = x + dx * j;
            int ny = y + dy * j;
            if (nx >= 0 && nx < BOARD_SIZE && ny >= 0 && ny < BOARD_SIZE && board[nx][ny] == board[x][y]) {
                count++;
            } else {
                break;
            }
        }
        // 向反方向搜索
        for (int j = 1; j < 5; j++) {
            int nx = x - dx * j;
            int ny = y - dy * j;
            if (nx >= 0 && nx < BOARD_SIZE && ny >= 0 && ny < BOARD_SIZE && board[nx][ny] == board[x][y]) {
                count++;
            } else {
                break;
            }
        }
        if (count >= 5) {
            return 1;
        }
    }
    return 0;
}

void gameLoop() {
    int x, y;
    while (!gameOver) {
        printBoard();
        printf("當前玩家：%s\n", (currentPlayer == BLACK) ? "黑棋" : "白棋");
        printf("請輸入落子位置（x y）：");
        scanf("%d %d", &x, &y);
        if (x >= 0 && x < BOARD_SIZE && y >= 0 && y < BOARD_SIZE) {
            placePiece(x, y);
            if (checkWin(x, y)) {
                gameOver = 1;
                printBoard();
                printf("游戲結束，%s獲勝！\n", (currentPlayer == WHITE) ? "黑棋" : "白棋");
            }
        } else {
            printf("輸入位置無效，請重新輸入！\n");
        }
    }
}

int main() {
    // 初始化棋盤
    for (int i = 0; i < BOARD_SIZE; i++) {
        for (int j = 0; j < BOARD_SIZE; j++) {
            board[i][j] = EMPTY;
        }
    }
    // 啟動游戲循環
    gameLoop();
    return 0;
}

總結與擴展

通過本文的介紹，我們實現了一個簡單的五子棋游戲。雖然這個版本的功能較為基礎，但它涵蓋了五子棋游戲的核心邏輯和基本實現方法。在此基礎上，我們可以進一步擴展和優化游戲功能，例如：

1. 禁手規則：增加黑棋的禁手規則，如“三三禁手”、“四四禁手”等。
2. 對戰：實現一個簡單的對手，使用基本的搜索算法或啟發式算法進行落子決策。
3. 圖形界面：使用圖形庫（如SDL、OpenGL）為游戲添加圖形界面，提升用戶體驗。
4. 網絡對戰：實現網絡對戰功能，允許玩家通過網絡進行對戰。

希望本文能夠幫助你理解如何使用C語言實現五子棋游戲，并為你的進一步開發提供參考。