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.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]=
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