Linux操作系统项目实战——五子棋
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后记：●由于作者水平有限，文章难免存在谬误之处，敬请读者斧正，俚语成篇，恳望指教！ ——By 作者：新晓·故知
一、问题导引：
在进行Linux入门学习后，通过运用
Linux环境指令操作
、Vim编辑器、学习五子棋的基本原理等
，进行
Linux环境
下的简单的五子棋项目实现。
生活中的五子棋：
从上图可以看出，五子棋（这类棋）有
先手
、后手
之分(当然也有
禁手、俗手、妙手等
），这里只进行简单的
交互式、窗口化
项目实现。（上图涉及GUI技术、图像渲染技术等，太过高深）
二、实现要求：
熟悉Linux环境指令操作
Linux中相关开发工具的基本使用
熟悉在Linux环境当中进行C编程
掌握五子棋的基本原理
编写五子棋程序的上层基本调用框架
等等
说明：
本篇博客采用VMware Workstation 16+CentOS7作为实现演示示例工具
三、五子棋原理：
1.落子数据信息保存载体：
需要记录每个玩家的落子位置，用来判断谁赢谁输。
可采用
二维数组保存棋盘信息
，棋盘上面的任何一个位置，里面可以放置三类信息：
空（没有落子）
玩家1的落子（黑子）
玩家2的落子（白子）
2.落子思路：
1.如果下一步能赢，就走这一步
2.如果下一步会输，就阻止对方赢
3.统计棋子数决定在哪里落子。
其中 阻止对方赢，就是在对方能赢的点上落子，一般会有1到3个点。
3.判断“五子连珠”
下棋就是在二维数组中找对应的空位置，进行落子
落完子之后下来就要考虑该落子位置是否有”五子连珠“，进而进行输赢判定，每一次走棋，多会有四种情况：
玩家1获胜
玩家2获胜
平局（棋盘满了等）
未出结果（游戏继续）
其中，“未出结果”游戏要继续，其他三种情况，游戏不用继续
四、项目实现步骤：
Ⅰ.创建目录及文件:
1.在Linux环境下创建名为Gobang的文件目录：
mkdir Gobang(目录名随意，这里采用五子棋的英文命名目录)
2.创建多文本编辑：
touch Makefile
3.分别创建子文件：
touch game.h touch game.c touch main.c
Ⅱ、输入Linux环境指令进入目录及文件：
Ⅲ、Linux环境编程实现：
1.顶层逻辑设计：
输入Linux指令：
(1)
vim Makefile
(2)
vim game.h
(3)
vim game.c
(4)
vim main.c
2.模块化设计：
第一步
. main
构建游戏起始逻辑
第二步
.
构建游戏入口
Game()
函数
第三步
.
编写核心函数，定义全局游戏信息
第四步
.
编写
Makefifile
，完成第一步项目构建
第五步
.
实现游戏落子逻辑
第六步
.
实现游戏的显示逻辑
第七步
.
判定五子连珠然后判定游戏结果
3.联动模块组合封装：
完整代码：
（1）game.c
#include "game.h" /*说明： 1.定义全局变量，保证代码逻辑尽可能简化，传参不那么复杂 2.代表玩家输入位置的最近的位置下标 3.不是说一定要定义成全局变量，而是为了减少传参等，降低复杂度*/ int x = 0; int y = 0; //按照x,y作为起点，按照特定的方向，求连续相对的最大格式 int ChessCount(int board[][COL], int row, int col, enum Dir d) { int _x = x - 1; //棋盘行标从1开始 int _y = y - 1; //棋盘列标从1开始 //统计以当前棋子为起始位置8个方向的棋子数 int count = 0; while (1) { switch (d) { case LEFT: _y--; break; case RIGHT: _y++; break; case UP: _x--; break; case DOWN: _x++; break; case LEFT_UP: _x--, _y--; break; case LEFT_DOWN: _x++, _y--; break; case RIGHT_UP: _x--, _y++; break; case RIGHT_DOWN: _x++, _y++; break; default: //Do Nothing break; } //坐标移动完成，一定要先保证没有越界 if (_x < 0 || _x > row - 1 || _y < 0 || _y > col - 1) { break; } //合法 //判断指定位置和原始位置的棋子是否相同，“连珠”就体现在这里 if (board[x - 1][y - 1] == board[_x][_y]) { count++; } else { break; } } return count; } /*说明：IsOver的返回值有4种情况 1.NEXT:表明要继续 2.PLAYER1_WIN: 玩家1获胜 3.PLAYER2_WIN：玩家2获胜 4.DRAW: 平局*/ int IsOver(int board[][COL], int row, int col) { /*棋子统计逻辑 1.以落子位置作为起点，进行8个方向的相同玩家方棋子统计 落子位置下标与方向统计有很强的关联性 2.当玩家2落子，说明玩家1没有赢，因此需要先走一步就先判断一次，走到当前才有可能赢 3.+1是统计被忽略的当前落子*/ int count1 = ChessCount(board, row, col, LEFT) + ChessCount(board, row, col, RIGHT) + 1; int count2 = ChessCount(board, row, col, UP) + ChessCount(board, row, col, DOWN) + 1; int count3 = ChessCount(board, row, col, LEFT_UP) + ChessCount(board, row, col, RIGHT_DOWN) + 1; int count4 = ChessCount(board, row, col, LEFT_DOWN) + ChessCount(board, row, col, RIGHT_UP) + 1; //判断五子连珠 if (count1 >= 5 || count2 >= 5 || count3 >= 5 || count4 >= 5) { //有五子连珠，则一定有人赢 //x, y保存的是玩家最近一次落子 if (board[x - 1][y - 1] == PLAYER1) { return PLAYER1_WIN; } else { return PLAYER2_WIN; } //这个if-else语句可换成 return board[x-1][y-1]; } int i = 0; for (; i < row; i++) { int j = 0; for (; j < col; j++) { if (board[i][j] == 0) { return NEXT; } } } return DRAW; } void ShowBoard(int board[][COL], int row, int col) { //C语言清屏，减少每次棋盘打印，实现原地刷新效果 printf("\e[1;1H\e[2J"); //Linux环境下,C语言实现清屏 printf("\n"); //将数组内容，进行可视化 printf(" "); //优化棋盘使其美观 int i = 1; for (; i <= col; i++) { printf("%3d", i); } printf("\n"); for (i = 0; i < row; i++) { int j = 0; printf("%2d ", i + 1); for (; j < col; j++) { if (board[i][j] == 0) { printf(" . "); } else if (board[i][j] == PLAYER1) { printf("● "); } else { printf("○ "); } } printf("\n"); } } void PlayerMove(int board[][COL], int row, int col, int who) { //判断玩家的落子位置：合法性、去重 while (1) { printf("玩家[%d] 请输入你的落子坐标： ", who); scanf("%d %d", &x, &y); //判断输入坐标的合法性，行列 if (x < 1 || x > row || y < 1 || y > col) { printf("位置错误!\n"); continue; } //在数组当当中的下标值 else if (board[x - 1][y - 1] != 0) { printf("此位置已被占用!\n"); continue; } else { //合法性，去重 board[x - 1][y - 1] = who; break; } } } void Game() { int board[ROW][COL]; //在函数中定义数组，其实是一个随机数，需要清空以确定坐标数 /*1.采用ROW，COL型的二维数组，进行游戏信息的保存 2.全部清空有许多种做法：采用双循环，采用Init函数等 3.注：memset按照字节为单位操作，menset内存设置 4.使用memset清空，默认棋盘数据都是0*/ memset(board, 0, sizeof(board)); int result = NEXT; do { ShowBoard(board, ROW, COL); //显示棋盘 PlayerMove(board, ROW, COL, PLAYER1);//玩家1先走，也可以随机选择先走——“先手” result = IsOver(board, ROW, COL); //判断游戏是否结束 if (NEXT != result) { break; } ShowBoard(board, ROW, COL); PlayerMove(board, ROW, COL, PLAYER2); result = IsOver(board, ROW, COL); if (NEXT != result) { break; } } while (1); //Player1 win, Player2 win, Draw switch (result) { case PLAYER1_WIN: printf("恭喜玩家1获胜!\n"); break; case PLAYER2_WIN: printf("恭喜玩家2获胜!\n"); break; case DRAW: printf("游戏平局，和气生财!\n"); break; default: //这种情况不会出现，do nothing! break; } //ShowBoard(board, ROW, COL); }
（2）main.c
#include "game.h" //游戏菜单 void Menu() { printf("############################\n"); printf("## 1. 开始 0. 退出 ##\n"); printf("############################\n"); printf(" ————By 作者：新晓·故知\n"); printf("请选择："); } int main() { int quit = 0; //用来判断游戏是否退出 int select = 0; //使得游戏可以多次进行 while (!quit) { Menu(); //游戏菜单 scanf("%d", &select); switch (select) { //根据用户选择，执行合适的游戏逻辑代码 case 1: Game(); break; case 0: quit = 1; printf("退出游戏，再见!\n"); break; default: printf("输入错误，请重新输入!\n"); break; } } return 0; }
（3）game.h
#pragma once #include <stdio.h> #include <string.h> //增强代码可维护性 #define ROW 10 #define COL 10 #define PLAYER1 1 //玩家1编号，默认棋盘数据是0，玩家1落子，该位置被改成1 #define PLAYER2 2 //玩家2编号，默认棋盘数据是0，玩家2落子，该位置被改成2 #define NEXT 0 //游戏继续 #define PLAYER1_WIN 1 #define PLAYER2_WIN 2 #define DRAW 3 //使用枚举，代表方向 enum Dir { LEFT, RIGHT, UP, DOWN, LEFT_UP, LEFT_DOWN, RIGHT_UP, RIGHT_DOWN }; void Menu(); //菜单功能声明 void Game(); //游戏功能声明
（4）Makefile
game:game.c main.c ProcBar.c gcc $^ -o $@ .PHONY:clean clean: rm -f game
五、程序调试：
1.程序界面及说明：
（1）进入游戏主程序
（2）默认玩家1为先手
（3）输入玩家坐标
2.测试用例：
（1）输入错误坐标测试：
（2）输入已被占用坐标测试
（3）实现“五子连珠”判断：
六、程序功能扩展：
1.扩展思路：
1.
引入进度条
2.尝试人机对战
3.功能扩展：颜色提示，步数记录，先手随机交换等
4.网络版本
5.
将走过的步骤保存在文件里，实现自动下棋，以及扩展至数据库
6.nucurses实现鼠标点击
等等
2.扩展实现：
引入进度条：
（1）更改代码：
这里我们需要像之前那样创建ProcBar的文件，这里就直接在Gobang目录下创建ProcBar项目：
touch ProcBar.h touch ProcBar.c编辑ProcBar内容：
vim ProcBar.h vim ProcBar.c
这个内容见博客链接：（在这篇博客的最后一项：Linux第一个小程序——ProcBar（进度条））
＜Linux常用开发工具使用（yum、vim、gcc/g++、gdb、make/Makefile等）＞——《Linux》_新晓·故知的博客-CSDN博客
在Gobang的主程序里main.c 加入ProcBar的调用：
vim main.c把process_bar()；添加到 main.c。
#include "game.h" //游戏菜单 void Menu() { printf("############################\n"); printf("## 1. 开始 0. 退出 ##\n"); printf("############################\n"); printf(" ————By 作者：新晓·故知\n"); printf("请选择："); } int main() { int quit = 0; //用来判断游戏是否退出 int select = 0; process_bar(); //使得游戏可以多次进行 while (!quit) { Menu(); //游戏菜单 scanf("%d", &select); switch (select) { //根据用户选择，执行合适的游戏逻辑代码 case 1: Game(); break; case 0: quit = 1; printf("退出游戏，再见!\n"); break; default: printf("输入错误，请重新输入!\n"); break; } } return 0; }然后修改其他地方，进行联合编译：
Makefile：
game:game.c main.c ProcBar.c gcc $^ -o $@ .PHONY : clean clean : rm - f game
main.c：
#include "game.h" #include "ProcBar.h" //游戏菜单 void Menu() { printf("############################\n"); printf("## 1. 开始 0. 退出 ##\n"); printf("############################\n"); printf("请选择："); }
（2）扩展效果演示：
七、项目总结：
1.核心逻辑：
1.基于二维数组保存数据信息
2.将二维数组可视化
3.每次落子存入数据都需要进行更新可视化
4.落子和判断是强相关的，换句话说，玩家1落子的时候说明上一步玩家二没有赢，每个玩家落子，立即判断输赢
2.项目体现思想：
从五子棋项目中体现出对大型项目先进行顶层逻辑设计，再将任务模块化，最后联动组合封装优化。
八、项目改编：
将Linux环境下的C语言项目改编在Windows环境下，实现运行！借助C语言的跨平台性，进行跨平台改动。
后记：
●由于作者水平有限，文章难免存在谬误之处，敬请读者斧正，俚语成篇，恳望指教！
——By 作者：新晓·故知