五子棋Java实验报告.docx
《五子棋Java实验报告.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《五子棋Java实验报告.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
五子棋Java实验报告
五子棋Java实验报告
五子棋JAVA实验报告
一、实验目的和要求
1、能够用编程语言实现一个简单的五子棋程序
2、在实际系统中使用、实现人工智能的相关算法
3、进一步加深对人工智能算法的理解
二、五子棋的基本常识与原理
1、五子棋的起源
五子棋,是一种两人对弈的纯策略型棋类游戏,亦称“串珠”、“连五子”;是中国民间非常熟知的一个古老棋种。
相传,它起源于四千多年前的尧帝时期,比围棋的历史还要悠久。
亦有传说,五子棋最初流行于少数民族地区,以后渐渐演变成围棋并在炎黄子孙后代中遍及开来。
五子棋发展于日本,流行于欧美。
容易上手,老少皆宜,而且趣味横生,引人入胜;不仅能增强思维能力,提高智力,而且富含哲理,有助于修身养性。
传统五子棋的棋具与围棋相同,棋子分为黑白两色,棋盘为19X19,棋子放置于棋盘线交叉点上。
两人对局,各执一色,轮流下一子,先将横、竖或斜线的5个或5个以上同色棋子连成不间断的一排者为胜。
因为传统五子棋在落子后不能移动或拿掉,所以也可以用纸和笔来进行游戏。
2、五子棋的基本常识
与任何一种竞技棋一样,五子棋的每一局棋也分为三个阶段:
开局,中局和残局。
五子棋的开始阶段称为开局,或称布局。
其开局阶段是十分短暂的,大约在七着与十几着之间。
在这一阶段的争夺中,双方的布局,应对将对以后的胜负起着极为关键的作用。
在开局阶段取得的形势好坏,主动与被动,先手与后手的优劣程度,往往直接影响中局的战斗。
因此积极处理好开局和开局向中局的过渡十分重要。
五子棋是从一至五,逐渐布子,发展连系,同时运用限制和反限制的智慧,在连子的过程中为自己的棋子争得相对的主动权和优势,逐步扩展优势,或者从劣势转化为优势,击溃对方的防线,最后连五取胜或抓禁手取胜或迫使对方投子认负。
3、五子棋比赛的相关规定
(1)职业连珠规则
a.黑方先下子,白后下,从天元开始相互顺序落子。
b.最先在棋盘横向、竖向、斜向形成连续的相同色五个棋子的一方为胜。
c.黑棋禁手判负,白棋无禁手。
黑棋禁手包括“三三”(包括“四三三”)、“四四”(包括“四四三”)、“长连”。
即黑棋只能以“四三”取胜。
有关术语解释请见图示说明。
d.如分不出胜负,则定为平局。
对局中拔子、中途退场均判为负。
e.五连与禁手同时形成,判胜。
(2)比赛中的规定和特例
a.对局开始前,双方猜子,大数减小数,单数交换,偶数不换。
b.白棋第一手(即盘面第二着棋)应在天元为界自己一侧布子,主要以示尊重对方,之后rateislow,youshouldreplacethedrillingequipmentorimprovedrillingmethods.(3)inthecourseofdrilling,drillingwatercoresampling,boreholepressure,lengthandotherfactorsthatcanfullyreflectthecharacteristicsoftherockorconcretearemonitoredandrecordedandsubmittedtothesupervisor.(4)wewillaccordingtoinstructions,totestdrillcoreandconcrete-core,andtestrecordsandresultssubmittedtothesupervisor.(5)weshalleachboxortwocolorphotoforeachcoresample,andmadedetailedrecordsofthedrillingoperation,shouldbesubmittedtothesupervisor.(6)thesupervisorindicatingcorethatshouldbesaved,storedatthespecifiedlocationtopreventlossandmixed.11.3.4drillingprotectionconstructiondrawingsshowninalldrillholesshouldbeproperlyprotecteduntilacceptancesofar.11.4waterboreholeflushingandpressuretesting11.4.1Generalrequirements
(1)priortotheGrouting,allgrouthole(above)fissurecleaningandwaterpressuretest.
(2)faults,fracturesandotherareaswithcomplexgeologicalconditions,itscrackwashingthegrouthole,shouldbedirectedbythesupervisororbyfieldtestmethod.11.4.2flushing
(1)holeshouldbeflush.WeshallbeusingFengShuiasdirectedbysupervisorjointflushorcathetersintothetraffic
双方可任意行子。
c.对局中双方应遵守“职业连珠五子棋规则”,如出现争议,应由裁判判定。
d.对局中掉子(棋子掉落在棋盘上)的一方判负。
如遇推子或蹭子,以盘面第一落点为准。
用手将棋子扶正不算违规。
e.对局中应礼貌行棋,防止不正常声音、动作影响对方思考。
f..比赛结束后,双方应将各自棋子放回原处。
g.对局中如黑方出现禁手,白方应立即指出禁手点,黑方即负。
如白方在黑方出现禁手后,又下一步白子,黑棋禁手则不成立了。
h.比赛对局时间,双方分别为15分钟、1小时、2小时、5小时四个等级标准,超时判负。
(3)特殊规定
职业五子棋虽然对黑棋采取了种种限制,但黑子先行的优势依然很大。
因此,在高段位的职业比赛中,又出现了三种特殊的规定。
a.指定打法:
是指比赛双方按照约定好的开局进行对弈,由白棋先行。
b.三手可交换:
是指黑棋下盘面第3手棋后,白方在下第四手之前,如感觉黑方棋形不利于己方,可提出交换,即执白棋一方变为执黑棋一方,而黑方不可以不换。
c.五手两打法:
是指黑棋在下盘面上关键的第5手棋时,必须下两步棋,让白棋在这两步棋中拿掉一粒棋子,然后再继续对弈。
一般说来,白棋肯定拿掉对白方不利的一点,而保留对黑方较为不利的那点让黑方行棋。
三、五子棋的系统设计
1、系统用例模型设计
五子棋系统应该具有选择玩家先落子还是电脑先落子的功能,应该具有开始游戏和重新开始的功能,当然了,必须具有在玩家指定位置落子的功能。
以上描述,用用例图在图1中做进一步描述。
这部分功能,主要通过界面与系统的交互来实现。
落子
选择玩家先落子开始游戏
玩家
选择电脑先落子重新开始
图1五子棋系统的玩家用例图
各个用例,简单描述如下:
rateislow,youshouldreplacethedrillingequipmentorimprovedrillingmethods.(3)inthecourseofdrilling,drillingwatercoresampling,boreholepressure,lengthandotherfactorsthatcanfullyreflectthecharacteristicsoftherockorconcretearemonitoredandrecordedandsubmittedtothesupervisor.(4)wewillaccordingtoinstructions,totestdrillcoreandconcrete-core,andtestrecordsandresultssubmittedtothesupervisor.(5)weshalleachboxortwocolorphotoforeachcoresample,andmadedetailedrecordsofthedrillingoperation,shouldbesubmittedtothesupervisor.(6)thesupervisorindicatingcorethatshouldbesaved,storedatthespecifiedlocationtopreventlossandmixed.11.3.4drillingprotectionconstructiondrawingsshowninalldrillholesshouldbeproperlyprotecteduntilacceptancesofar.11.4waterboreholeflushingandpressuretesting11.4.1Generalrequirements
(1)priortotheGrouting,allgrouthole(above)fissurecleaningandwaterpressuretest.
(2)faults,fracturesandotherareaswithcomplexgeologicalconditions,itscrackwashingthegrouthole,shouldbedirectedbythesupervisororbyfieldtestmethod.11.4.2flushing
(1)holeshouldbeflush.WeshallbeusingFengShuiasdirectedbysupervisorjointflushorcathetersintothetraffic
选择电脑先落子:
选择后,在游戏过程中,由电脑执黑子,先落子;玩家执白子,
于电脑后落子;
选择玩家先落子:
选择后,在游戏过程中,由玩家执黑子,先落子;电脑执白子,
于玩家后落子;
落子:
原则上说,只要不违反禁手规则,在玩家鼠标点击最近的落子点落子,但是
在本系统中,简单起见,没有考虑禁手规则;
开始游戏:
选择后,根据设定的电脑还是玩家先落子,开始游戏;,重新开始:
在游戏途中,可以选择重新开始,中断游戏并重新开始游戏。
同时,五子棋系统本身应该具有棋盘绘制、棋势扫描、棋势排序、棋势评估、择位落子,
以及胜负判定的功能,尤其是对于棋势排序、棋势评估和择位落子,这里是体现五子棋系统
人工智能(AI)的关键之处。
以上描述,用用例图在图2中进一步描述。
棋势排序
棋势扫描棋势评估
五子棋系统
棋盘绘制择位落子
胜负判定
图2五子棋系统的系统用例图
各个用例,简单描述如下:
棋盘绘制:
绘制19*19的棋盘及相关按钮和选项,并负责电脑、玩家落子后棋子的
具体绘制;
棋势扫描:
扫描目前棋盘上的所有八个方向上的落子情况,获取整个对弈双方的棋
势;
棋势排序:
对获取的八个方向的棋势(实际上下合一,左右合一,左下右上合一,
坐上右下合一,为四个方向),进行排序,便于进行棋势评估;,棋势评估:
分别对电脑和玩家的棋势进行评估,量化棋势;
择位落子:
比较电脑和玩家的棋势,若有利于玩家,则采取“守、堵”的策略,若
有利于电脑,则采取“攻、走”的策略;
胜负判定:
每次电脑或是玩家落子后,判断胜负情况,若出现“五子连珠”,则“连
珠”一方取胜,另一方失败,游戏结束。
2、系统界面设计
为了实现玩家的用例所需要的功能,同时又便于使用,五子棋系统的界面设计得比较简
单,如图3所示。
rateislow,youshouldreplacethedrillingequipmentorimprovedrillingmethods.(3)inthecourseofdrilling,drillingwatercoresampling,boreholepressure,lengthandotherfactorsthatcanfullyreflectthecharacteristicsoftherockorconcretearemonitoredandrecordedandsubmittedtothesupervisor.(4)wewillaccordingtoinstructions,totestdrillcoreandconcrete-core,andtestrecordsandresultssubmittedtothesupervisor.(5)weshalleachboxortwocolorphotoforeachcoresample,andmadedetailedrecordsofthedrillingoperation,shouldbesubmittedtothesupervisor.(6)thesupervisorindicatingcorethatshouldbesaved,storedatthespecifiedlocationtopreventlossandmixed.11.3.4drillingprotectionconstructiondrawingsshowninalldrillholesshouldbeproperlyprotecteduntilacceptancesofar.11.4waterboreholeflushingandpressuretesting11.4.1Generalrequirements
(1)priortotheGrouting,allgrouthole(above)fissurecleaningandwaterpressuretest.
(2)faults,fracturesandotherareaswithcomplexgeologicalconditions,itscrackwashingthegrouthole,shouldbedirectedbythesupervisororbyfieldtestmethod.11.4.2flushing
(1)holeshouldbeflush.WeshallbeusingFengShuiasdirectedbysupervisorjointflushorcathetersintothetraffic
整体界面为一个19*19的棋盘,在f-06、f-14、j-10、n-06、n-14这五个位置画了一个小方块,以提醒玩家棋盘的中央位置,便于把握有利位置落子。
在棋盘的右侧是一些控制和提醒选项、按钮和对弈状态标签。
其中,选项有“我是老大我先来”和“让让电脑也无妨”两个。
选择前者,则玩家先落子;选择后者,则电脑先落子。
按钮有“人机对战,快冲啊”和“不行了,那重来吧”两个。
单击前者,则游戏开始;单击后者,则中断游戏,重新开始。
标签有“就不告诉你是谁赢了”和“就不告诉你这是第几步”两个。
前者是在游戏分出胜负后,显示是黑方取胜还是白方取胜;后者是在游戏过程中,不论是电脑落子还是玩家落子,都提示现在是第几步落子。
图3五子棋系统界面
3、系统模块设计
为了实现五子棋系统本身具有的功能,将系统分为这几个模块:
五子棋主模块、棋势扫描模块、棋势排序模块、棋势评估模块以及随机落子模块。
其中,五子棋主模块实现棋盘绘制、胜负判定的功能,以及对弈过程中对比双方棋势的择位落子模块。
棋势扫描模块、棋势排序模块、棋势评估模块分别实现棋势扫描、棋势排序、棋势评估的功能;而随机落子模块则实现在前两步棋势尚未形成时,电脑紧邻玩家落子位置随机择位落子的功能,是用例图中择位落子功能的一部分。
对应的,系统一共有五个类,分别对应五个模块;分别为:
五子棋主模块Gobang类、棋势扫描StatusScan类、棋势排序StatusSort类、棋势评估StatusEvaluation类,以及随机落子RandomPlay类。
类图如图4所示。
其中Gobang类中的属性和方法并没有完全列出,只列出了主要的属性和方法;其余类rateislow,youshouldreplacethedrillingequipmentorimprovedrillingmethods.(3)inthecourseofdrilling,drillingwatercoresampling,boreholepressure,lengthandotherfactorsthatcanfullyreflectthecharacteristicsoftherockorconcretearemonitoredandrecordedandsubmittedtothesupervisor.(4)wewillaccordingtoinstructions,totestdrillcoreandconcrete-core,andtestrecordsandresultssubmittedtothesupervisor.(5)weshalleachboxortwocolorphotoforeachcoresample,andmadedetailedrecordsofthedrillingoperation,shouldbesubmittedtothesupervisor.(6)thesupervisorindicatingcorethatshouldbesaved,storedatthespecifiedlocationtopreventlossandmixed.11.3.4drillingprotectionconstructiondrawingsshowninalldrillholesshouldbeproperlyprotecteduntilacceptancesofar.11.4waterboreholeflushingandpressuretesting11.4.1Generalrequirements
(1)priortotheGrouting,allgrouthole(above)fissurecleaningandwaterpressuretest.
(2)faults,fracturesandotherareaswithcomplexgeologicalconditions,itscrackwashingthegrouthole,shouldbedirectedbythesupervisororbyfieldtestmethod.11.4.2flushing
(1)holeshouldbeflush.WeshallbeusingFengShuiasdirectedbysupervisorjointflushorcathetersintothetraffic
基本列出了所有的属性和方法。
具体细节将在第四部分“五子棋的实现与测试”一节讨论,这里不再赘述。
图4五子棋系统的类图
四、五子棋的实现与测试
1、Gobang类的实现
Gobang类是五子棋的核心类,棋盘绘制、棋子落子,响应事件的处理,游戏的控制和模式设置,胜负判定,以及对棋势扫描、排序、评估等的调用都在这里实现。
Gobang类的类图如图5所示。
图5Gobang类类图
rateislow,youshouldreplacethedrillingequipmentorimprovedrillingmethods.(3)inthecourseofdrilling,drillingwatercoresampling,boreholepressure,lengthandotherfactorsthatcanfullyreflectthecharacteristicsoftherockorconcretearemonitoredandrecordedandsubmittedtothesupervisor.(4)wewillaccordingtoinstructions,totestdrillcoreandconcrete-core,andtestrecordsandresultssubmittedtothesupervisor.(5)weshalleachboxortwocolorphotoforeachcoresample,andmadedetailedrecordsofthedrillingoperation,shouldbesubmittedtothesupervisor.(6)thesupervisorindicatingcorethatshouldbesaved,storedatthespecifiedlocationtopreventlossandmixed.11.3.4drillingprotectionconstructiondrawingsshowninalldrillholesshouldbeproperlyprotecteduntilacceptancesofar.11.4waterboreholeflushingandpressuretesting11.4.1Generalrequirements
(1)priortotheGrouting,allgrouthole(above)fissurecleaningandwaterpressuretest.
(2)faults,fracturesandotherareaswithcomplexgeologicalcondition