数据结构课程设计五子棋.docx

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数据结构课程设计五子棋

姓名：

刘旭

学院：

计算机与通信学院

班级：

通信工程101班

指导老师：

文志诚

一、需求分析

1.1开发背景

学习了数据结构该门课程，对于枯燥无味的理论知识，我们是否能够通过所学的知识在课程设计中做出有趣味东西，然后让我们对于数据结构更加的感兴趣呢？

于是我和我的室友陈明建开始酝酿着写些什么东西。

上个学期就已经写了通讯录那之类的链式结构，这次我们决心有所改变，我们学习了栈、队列、树、图，字典树有人选了，我们就来写一个基于图的小程序，五子棋，对，图的简单应用，于是我们开始着手来写这个小小的程序，祝我们好运！

2.2功能简介

既然是五子棋，我们要做的是时时刻刻的将整个图（以下称为棋局）的状态呈现出来，那么界面就是必不可少的。

MFC不会？

没关系，我们就用基于控制台的字符输出来构建这个棋局吧，当然这只是第一步，详细如下：

拥有一个良好的进入界面，以及必要的选项；

拥有一个二维的数组来记录和更新实时的状态，并且能够有一种方法在DOS界面下绘制出整个棋局的实时状态（包括棋盘和棋子）；

能够通过键盘上的按键完成所选位置的移动和选定操作；

能够在每一次的走棋后判定是否游戏结束（棋盘走满或者是一方胜出）；

能够完成悔棋的功能，并保证这之间的棋局绘图能够与二维数组数据同步，做到真正意义上的悔棋。

二、详细设计

2.1函数一览

2.2“封面”的设计

首先还是讲些题外话，该程序由于与控制台有密切的关系，于是在代码中使用了不少conio.h中的函数，当然在显示时又使用了windows.h中的Sleep（）函数，正是有了这些函数的使用，程序才得以顺利完成，尤其是后面频繁使用的gotoxy（）函数。

进入正题，由于是一个小的程序，因此将每一个功能分成一个一个的函数，这样将在以后的修改和完成进度上都有很大的帮助。

由上面的函数一览可以知道这个“封面”就是在Logo（）函数里面实现的，函数实现过程中使用了Sleep（）函数，使之有动态效果：

voidLogo（）

{

charWel[30]={"MadeByLyush&&MirsChen"};

printf（"\t\t\t欢迎试用五子棋系统\n"）;

printf（"\t\t"）;

for（inti=0;i

{

putchar（Wel[i]）;

Sleep（200）;//可使字符一个一个的输出

}

putchar（10）;//换行对应的ASCII码值为十进制的10

}

2.3二维数组与控制台

二维数组是用来使得整个棋盘的信息全部记录下来，因此在结构体中二维数组的声明是最关键的。

struct

{

intStatus[MAX/2+2][MAX/2+2];

intMINBOX;

intStep;

charGraph[3][3];

char*FillGraph[9];

StaStack;

}ChessBoard;

声明全局变量是为了使得各函数能够更方便地使用到这个结构体，现假设某点的坐标为（1,1），那么如何在屏幕上打印这个点呢？

这就利用到了ChangeCoordinates（）与gotoxy（）函数，前者使坐标进行转换，后者让光标走到所指的那个点，其实主要还是因为类似“┣、╋、●、○”在横向上所占都是两个英文字母的距离，因此在控制台上反映的就是和数组下标倍数关系了。

部分代码如下：

HANDLEhConsole=GetStdHandle（STD_OUTPUT_HANDLE）;

voidChangeCoordinates（int_X,int_Y,int*X,int*Y）

{

*X=（_X-1）*2;

*Y=（_Y-1）*4;

}

voidgotoxy（intx,inty）//这是光标的函数

{

COORDcoord;

coord.Y=x;//在实际的应用过程中发现交换x与y的赋值

coord.X=y;//更好理解，即横行位x，纵行为y。

SetConsoleCursorPosition（hConsole,coord）;

}

2.4键盘操作

在刚开始写这个五子棋的时候是以坐标来确定玩家的每一步棋，但后来发现这样操作性实在是差，键盘操作是更好的选择。

这里又要用到一个函数getch（）,其作用是无回显的接受从键盘输入的字符，让屏幕不会出现你输入的字符且等待着按回车确定……

有了这个宝贝函数，马上得到“↑”对应的ASCII码为-32和72两个连着的数值，依次可得其他对应的ASCII码。

后面在使玩家一和玩家二分离操作，玩家一则是利用W、S、A、D+space来操作，玩家二则是上下左右+enter。

配合ChangeCoordinates（）与gotoxy（）函数，完成对走棋的控制。

部分代码如下：

if（Opreat[0]==13&&Ply==2||Opreat[0]==32&&Ply==1）

{

if（ChessBoard.Status[Move_X][Move_Y]==0）

{

intTTop=++ChessBoard.Stack.Top;

ChessBoard.Status[Move_X][Move_Y]=Ply;

ChessBoard.Stack.Record[TTop][0]=Move_X;

ChessBoard.Stack.Record[TTop][1]=Move_Y;

printf（"%s",Graph）;

returntrue;//该次走棋操作有效

}

else{…}

}

if（Opreat[0]==-32&&Opreat[1]==72||Opreat[0]=='w'||Opreat[0]=='W'）

{//凡是接受了“上操作”，则Move_X的值减一，

if（Currect（Move_X-1,Move_Y））

{

Move_X-=1;

}

}

elseif（…）

{

…

}

//这是接下来的转换操作

ChangeCoordinates（Move_X,Move_Y,&Temp_X,&Temp_Y）;

Gotoxy（Temp_X,Temp_Y）;

2.5判定

对于每次走棋后，首先应该做的就是判定一否有五个棋子已经连成一线，也是一个简单的搜索过程，由于每次走的点不一定是最外部的点，因此从每次走的点的两头同时搜索，当遇到两端同时结束时，搜索结束。

当满足五子时游戏结束。

当然，当棋盘被走满时，游戏亦结束。

代码如下：

boolLegal（intPoint）

{

if（Point<1||Point>MAX/2+1）

returnfalse;

else

returntrue;

}

//搜索45度角是否为满足ChessBoard.MINBOX以X正轴为参考轴

if（!

Flag）

{

Count=1;

for（inti1=X-1,j1=Y+1,i2=X+1,j2=Y-1;Legal（i1）&&Legal（j1）||Legal（i2）&&Legal（j2）;i1--,j1++,i2++,j2--）

{

intLastCount=Count;

if（Legal（i1）&&Legal（j1）&&ChessBoard.Status[i1][j1]==Ply）

{

Count++;

}

if（Legal（i2）&&Legal（j2）&&ChessBoard.Status[i2][j2]==Ply）

{

Count++;

}

if（LastCount==Count）

break;

if（Count==ChessBoard.MINBOX）

{

Flag=1;

returntrue;

}

}

}

2.6悔棋的实现

虽说下棋悔棋是一种不道义的行为，但是如果双方约定好了，未尝不可。

在没写悔棋之前，只是记录了“上一次”的位置，声明了Last_X，Last_Y;当然既然要求悔棋，那么直接调用栈顶元素，即可定位上次走棋的位置。

那么悔棋呢，取出“上一次”的位置，判定位置（不同的位置对应不同的填充图形类型）在二维数组中撤销走棋时所赋予的Ply值（玩家一走时，其值为1，玩家二走时，其值为2），重新将ChessBoard.Status[Last_X][Last_Y]赋为0。

代码如下：

intGetFillType（intX,intY）

{

if（X==1）

{

if（Y==1）

return0;

elseif（Y==16）

return2;

else

return1;

}

elseif（X==16）

{

if（Y==1）

return6;

elseif（Y==16）

return8;

else

return7;

}

else

{

if（Y==1）

return3;

elseif（Y==16）

return5;

else

return4;

}

}

boolRetract（int*X,int*Y）

{

intTemp_X,Temp_Y,TTop,FillType;

if（!

StackEmpty（））

{

TTop=ChessBoard.Stack.Top--;

*X=ChessBoard.Stack.Record[TTop][0];

*Y=ChessBoard.Stack.Record[TTop][1];

ChessBoard.Status[*X][*Y]=0;//将该点置为真正意义上的空点

FillType=GetFillType（*X,*Y）;

ChangeCoordinates（*X,*Y,&Temp_X,&Temp_Y）;

Gotoxy（Temp_X,Temp_Y）;

printf（"%s",ChessBoard.FillGraph[FillType]）;

returntrue;

}

else

{

Gotoxy（9,65）;

printf（"您已不能悔棋"）;

Sleep（300）;

Gotoxy（9,65）;

printf（""）;

returnfalse;

}

}

三、调试运行

3.1进入界面

3.2棋盘的初始状态

3.3激战中……

3.4游戏结束

四、解决问题的关键

这个五子棋的程序并没有什么复杂的算法，只是利用了简单的图知识和一个栈的应用，在这里主要的关键问题就是如何将程序有条理的写下来，有一个好的逻辑思维。

将程序分成了多个功能函数，尽量的让一个函数的功能单一，只是在内部调用了其他的函数以辅助改函数功能的实现，比如判定坐标是否越界，坐标是否合法，悔棋的点的位置状态……这样便能做到各个击破，程序的形成也就变得畅通许多了。

五、课设总结

刚开始写这个程序，认为一定要用到graphics.h,无奈电脑TC不兼容，因此只好强行来画这个界面了，使用输入法里面的制表符，效果还不错，通过一长串的if…else…最好还是画出来了，这个时候觉得控制台的简单图形还是能够画出来的，并且可以尽量去美化它的界面。

后面的附录中将给出画棋盘和棋子的源代码。

在程序设计的过程中，尤其是为源程序加上悔棋的功能，这期间总是有许多意想不到的错误，比如加上后，有时走了5个连子棋，但是程序并没有判定输赢，而是可以继续走、有时没有五个却已经结束了，光标没有复位，悔棋后，玩家的走棋顺序没有跟着改变……通过后来的一步步修改终于使得这些问题都一一解决了，比如说对Prompt（提示）函数引进了返回值，判断该次操作是否成功，如果下了棋则为true，如果是悔棋就是false了，这样便使得后面的操作更规范了和统一了。

六、附录

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#defineMAX31

#defineSTA_11

#defineSTA_22

#defineSTA_00

HANDLEhConsole=GetStdHandle（STD_OUTPUT_HANDLE）;

voidHideCursor（）

{

CONSOLE_CURSOR_INFOcursor_info={1,0};

SetConsoleCursorInfo（GetStdHandle（STD_OUTPUT_HANDLE）,&cursor_info）;

}

typedefstruct

{

intRecord[260][2];

intBase;

intTop;

}Sta;

struct

{

intStatus[MAX/2+2][MAX/2+2];

intMINBOX;

intStep;

charGraph[3][3];

char*FillGraph[9];

StaStack;

}ChessBoard;

voidGotoxy（intx,inty）//这是光标的函数

{

COORDcoord;

coord.Y=x;

coord.X=y;

SetConsoleCursorPosition（hConsole,coord）;

}

voidLogo（）

{

charWel[30]={"MadeByLyush&&MirsChen"};

printf（"\t\t\t欢迎试用五子棋系统\n"）;

printf（"\t\t"）;

for（inti=0;i

{

putchar（Wel[i]）;

Sleep（200）;

}

putchar（10）;

}

intLogin（）

{

intMode,Skip=0;

charRequest;

if（!

Skip）

{

printf（"\n\n在这儿你能DIY（Doityouself!

）你的棋子，每个棋子接受一个汉字"）;

printf（"YOrzN\n"）;

scanf（"%c",&Request）;

if（Request=='Y'||Request=='y'）

{

printf（"玩家一的DIY棋子-->"）;

scanf（"%s",ChessBoard.Graph[1]）;

ChessBoard.Graph[1][2]='\0';

printf（"玩家二的DIY棋子-->"）;

scanf（"%s",ChessBoard.Graph[2]）;

ChessBoard.Graph[2][2]='\0';

}

}

printf（"\n\n请选择先手玩家:

___\n\n"）;

printf（"\n\n\t\t\t\t\t\t1对应玩家一2对应玩家二\n"）;

if（Request=='Y'||Request=='y'）

Gotoxy（10,16）;//原函数是第一个参数为列，后一个参数为行，把Gotoxy函数做了更改

else

Gotoxy（8,16）;

scanf（"%d",&Mode）;

if（Mode!

=1&&Mode!

=2）

returnMode%2+1;

else

returnMode;

}

voidInitChessBiard（）

{

intTTop=ChessBoard.Stack.Top;

fflush（stdin）;

ChessBoard.Step=0;

ChessBoard.Stack.Top=0;

ChessBoard.Stack.Base=0;

ChessBoard.Stack.Record[TTop][0]=8;//栈的0号位存储初始化的棋盘位置

ChessBoard.Stack.Record[TTop][1]=8;

ChessBoard.MINBOX=5;

ChessBoard.FillGraph[0]="┏";

ChessBoard.FillGraph[1]="┳";

ChessBoard.FillGraph[2]="┓";

ChessBoard.FillGraph[3]="┣";

ChessBoard.FillGraph[4]="╋";

ChessBoard.FillGraph[5]="┫";

ChessBoard.FillGraph[6]="┗";

ChessBoard.FillGraph[7]="┻";

ChessBoard.FillGraph[8]="┛";

strcpy（ChessBoard.Graph[1],"○"）;

strcpy（ChessBoard.Graph[2],"●"）;

memset（ChessBoard.Status,0,sizeof（ChessBoard.Status））;

}

boolLegal（intPoint）

{

if（Point<1||Point>MAX/2+1）

returnfalse;

else

returntrue;

}

boolCurrect（intX,intY）

{

if（Legal（X）&&Legal（Y））

returntrue;

else

returnfalse;

}

voidChangeCoordinates（int_X,int_Y,int*X,int*Y）

{

*X=（_X-1）*2;

*Y=（_Y-1）*4;

}

voidDraw（）

{

//画棋盘

for（inti=1;i<=MAX;++i）

{

for（intj=1;j<=MAX;++j）

{

if（i==1）

{

if（j==1）

printf（"┏"）;

elseif（j==MAX）

printf（"┓\n"）;

elseif（j%2）

printf（"┳"）;//横向占两个坐标位，竖向占一个坐标位

else

printf（"━"）;

}

elseif（i==MAX）

{

if（j==1）

printf（"┗"）;

elseif（j==MAX）

printf（"┛\n"）;

elseif（j%2）

printf（"┻"）;

else

printf（"━"）;

}

else

{

if（j==1）

{

if（i%2）

printf（"┣"）;

else

printf（"┃"）;

}

elseif（j==MAX）

{

if（i%2）

printf（"┫\n"）;

else

printf（"┃\n"）;

}

else

{

if（i%2）

{

if（j%2）

printf（"╋"）;

else

printf（"━"）;

}

else

{

if（j%2）

printf（"┃"）;

else

printf（""）;

}

}

}

}

}

//画棋子

for（inti=1;i<=MAX/2+1;++i）

{

for（intj=1;j<=MAX/2+1;++j）

{

intTemp_X,Temp_Y;

ChangeCoordinates（i,j,&Temp_X,&Temp_Y）;

if（ChessBoard.Status[i][j]==1）

{

Gotoxy（Temp_X,Temp_Y）;

printf（"○"）;

}

elseif（ChessBoard.Status[i][j]==2）

{

Gotoxy（Temp_X,Temp_Y）;

printf（"●"）;

}

}

}

}

intGetFillType（intX,intY）

{

if（X==1）

{

if（Y==1）

return0;

elseif（Y==16）

return2;

else

return1;

}

elseif（X==16）

{

if（Y==1）

return6;

elseif（Y==16）

return8;

else

return7;

}

else

{

if（Y==1）

return3;

elseif（Y==16）

return5;

else

return4;

}

}

boolStackEmpty（）

{

if（ChessBoard.Stack.Top==ChessBoard.Stack.Base）

returntrue;

else

returnfalse;

}

boolRetract（int*X,int*Y）

{

intTemp_X,Temp_Y,TTop,FillType;

if（!

StackEmpty（））

{

TTop=ChessBoard.Stack.Top--;

*X=ChessBoard.Stack.Record[TTop][0];

*Y=ChessBoard.Stack.Record[TTop][1];

ChessBoard.Status[*X][*Y]=