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算法设计与分析——五子棋游戏设计.doc
1.引言
1.1五子棋介绍
1.2选题背景
1.3系统所要解决的问题
2.系统设计
2.1系统框架
2.2五子棋棋子
2.3五子棋规则
3．程序流程
4.代码设计与分析
4．1、main函数
4．2、用ChessFrame创建五子棋游戏主窗体和菜单
4.3、构造五子棋游戏的主窗体
4.4、构造五子棋游戏的主菜单
4.5、构造五子棋游戏菜单项
4.6、构造五子棋游戏的单选按钮式菜单项
4.7、用类ChessModel实现了整个五子棋程序算法的核心
4.8、交换棋手的标识，棋盘方格上是否有棋子的标识符
4.9、该构造方法根据不同的棋盘模式（modeChess）来构建对应大小的棋盘
4.10、按照棋盘模式构建棋盘大小
4.11、获取是否交换棋手的标识符
4.12、设置交换棋手的标识符
4.13、获取某棋盘方格是否有棋子的标识值
4.14、获取棋盘宽度
4.16、获取棋盘模式
4.17、获取棋盘方格上棋子的信息
4.18、判断下子的横向、纵向坐标是否越界
4.19、方向设计
4.20、判断该坐标位置是否可下棋子
4.21、在该坐标位置下棋子
5、程序调试与运行
6、设计总结体会
7、参考文献
8、附录
五子棋游戏设计
1.引言
1.1 五子棋介绍
五子棋是起源于中国古代的传统黑白棋种之一。现代五子棋日文称之为“連
珠”，英译为“Renju”，英文称之为“Gobang”或“FIR”（Five in a Row 的缩
写），亦有“连五子”、“五子连”、“串珠”、“五目”、“五目碰”、“五格”等多种
称谓。
五子棋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。
五子棋既有现代休闲的明显特征“短、平、快”，又有古典哲学的高深学问“阴
阳易理”；它既有简单易学的特性，为人民群众所喜闻乐见，又有深奥的技巧和
高水平的国际性比赛；它的棋文化源渊流长，具有东方的神秘和西方的直观；既
有“场”的概念，亦有“点”的连接。它是中西文化的交流点，是古今哲理的结
晶。
1.2 选题背景
随着社会的发展，越来越多人接触和使用计算机，网上进行的棋类运动也随
之普及。许多人喜欢上了下棋，但有时又苦于没有对手。作为一个计算机专业的
学生，我对五子棋有很浓厚的兴趣，平时也一直和同学下棋，有时也和电脑下棋，
我对计算机人机对弈智能算法如何与人脑对抗产生了极大的兴趣，当然人机对弈
的算法有很多种，许多人也对此有所研究。有些算法的智能程度甚至已经与人脑
不相上下。这类程序的开发最重要的莫过于智能算法的实现，然后就是判断胜负
的方法。当前网络上流传的五子棋游戏功能并不尽善尽美，其中最主要的问题就
是人机对战和网络对战不能够一起实现，所以我决定开发[1]一个既能够人机对
战，又能够进行网络对战的五子棋系统。
1.3 系统所要解决的问题
1)棋盘和棋子的绘制
2)计算机对下一步落棋的计算
3)棋盘的载入
4)难度的模式选择
5)棋盘的状态判断
2.系统设计
2.1 系统框架
五子棋
棋盘
人机对弈
人人对弈
判断输赢
游戏结束
考虑到整个的下棋过程（无论对方是电脑或是其他网络玩家）可以分为：己
方落子、等待对方落子、对方落子、设置己方棋盘数据这一系列过程，因此一人
游戏类、二人游戏类和棋盘类之间的关系是不同的
2.2 五子棋棋子
五子棋采用两种颜色棋子，黑色棋子和白色棋子，与围棋相同
2.3 五子棋规则
五子棋就是五个棋子连在一起就算赢，黑棋先行，下棋下在棋盘交叉线上，
由于黑棋先行，优势太大，所以对黑棋设了禁手，又规定了“三手交换”，就是
黑棋下第 2 手棋，盘面第 3 着棋之后，白方在应白 2 之前，如感觉黑方棋形
不利于己方，可出交换，即执白棋一方变为执黑棋一方。和“五手两打法”，就
是黑棋在下盘面上关键的第 5 手时，必须下两步棋，让白方在这两步棋中任选
一步，然后再续下。不过一般爱好者不需要遵循这么多规则。
2
3．程序流程
4.代码设计与分析
4．1、main 函数
main 方法创建了 ChessFrame 类的一个实例对象（cf），并启动屏幕显示该实例对象。
public class FiveChessAppletDemo {
public static void main(String args[]){
ChessFrame cf = new ChessFrame();
cf.show();
}
}
4．2、用 ChessFrame 创建五子棋游戏主窗体和菜单
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.applet.*;
import javax.swing.*;
import java.io.PrintStream;
import javax.swing.JComponent;
import javax.swing.JPanel;
class ChessFrame extends JFrame implements ActionListener {
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private String[] strsize={"20x15","30x20","40x30"};
private String[] strmode={"人机对弈","人人对弈"};
public static boolean iscomputer=true,checkcomputer=true;
private int width,height;
private ChessModel cm;
private MainPanel mp;
4.3、构造五子棋游戏的主窗体
public ChessFrame() {
this.setTitle("五子棋游戏");
cm=new ChessModel(1);
mp=new MainPanel(cm);
Container con=this.getContentPane();
con.add(mp,"Center");
this.setResizable(false);
this.addWindowListener(new ChessWindowEvent());
MapSize(20,15);
JMenuBar mbar = new JMenuBar();
this.setJMenuBar(mbar);
JMenu gameMenu = new JMenu("游戏");
mbar.add(makeMenu(gameMenu, new Object[] {
"开局", "棋盘","模式", null, "退出"
}, this));
JMenu lookMenu =new JMenu("视图");
mbar.add(makeMenu(lookMenu,new Object[] {
"Metal","Motif","Windows"
},this));
JMenu helpMenu = new JMenu("帮助");
mbar.add(makeMenu(helpMenu, new Object[] {
"关于"
}, this));
}
4.4、构造五子棋游戏的主菜单
public JMenu makeMenu(Object parent, Object items[], Object target){
JMenu m = null;
if(parent instanceof JMenu)
m = (JMenu)parent;
else if(parent instanceof String)
m = new JMenu((String)parent);
else
return null;
for(int i = 0; i < items.length; i++)
if(items[i] == null)
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m.addSeparator();
else if(items[i] == "棋盘"){
JMenu jm = new JMenu("棋盘");
ButtonGroup group=new ButtonGroup();
JRadioButtonMenuItem rmenu;
for (int j=0;j
4.6、构造五子棋游戏的单选按钮式菜单项
public JRadioButtonMenuItem makeRadioButtonMenuItem(
Object item, Object target){
JRadioButtonMenuItem r = null;
if(item instanceof String)
r = new JRadioButtonMenuItem((String)item);
else if(item instanceof JRadioButtonMenuItem)
r = (JRadioButtonMenuItem)item;
else
return null;
return r;
}
if(target instanceof ActionListener)
r.addActionListener((ActionListener)target);
public void MapSize(int w,int h){
setSize(w * 20+50 , h * 20+100 );
if(this.checkcomputer)
this.iscomputer=true;
else
this.iscomputer=false;
mp.setModel(cm);
mp.repaint();
}
public boolean getiscomputer(){
return this.iscomputer;
}
public void restart(){
int modeChess = cm.getModeChess();
if(modeChess <= 3 && modeChess >= 1){
cm = new ChessModel(modeChess);
MapSize(cm.getWidth(),cm.getHeight());
System.out.println("\u81EA\u5B9A\u4E49");
}else{
}
}
public void actionPerformed(ActionEvent e){
String arg=e.getActionCommand();
try{
if (arg.equals("Windows"))
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UIManager.setLookAndFeel(
"com.sun.java.swing.plaf.windows.WindowsLookAndFeel");
else if(arg.equals("Motif"))
UIManager.setLookAndFeel(
"com.sun.java.swing.plaf.motif.MotifLookAndFeel");
else
UIManager.setLookAndFeel(
"javax.swing.plaf.metal.MetalLookAndFeel" );
SwingUtilities.updateComponentTreeUI(this);
}catch(Exception ee){}
if(arg.equals("20x15")){
this.width=20;
this.height=15;
cm=new ChessModel(1);
MapSize(this.width,this.height);
SwingUtilities.updateComponentTreeUI(this);
}
if(arg.equals("30x20")){
this.width=30;
this.height=20;
cm=new ChessModel(2);
MapSize(this.width,this.height);
SwingUtilities.updateComponentTreeUI(this);
}
if(arg.equals("40x30")){
this.width=40;
this.height=30;
cm=new ChessModel(3);
MapSize(this.width,this.height);
SwingUtilities.updateComponentTreeUI(this);
}
if(arg.equals("人机对弈")){
this.checkcomputer=true;
this.iscomputer=true;
cm=new ChessModel(cm.getModeChess());
MapSize(cm.getWidth(),cm.getHeight());
SwingUtilities.updateComponentTreeUI(this);
}
if(arg.equals("人人对弈")){
this.checkcomputer=false;
this.iscomputer=false;
cm=new ChessModel(cm.getModeChess());
MapSize(cm.getWidth(),cm.getHeight());
SwingUtilities.updateComponentTreeUI(this);
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}
if(arg.equals("开局")){
restart();
}
if(arg.equals("关于"))
JOptionPane.showMessageDialog(this, "五子棋游戏测试版本", "关于", 0);
if(arg.equals("退出"))
System.exit(0);
}
}
4.7、用类 ChessModel 实现了整个五子棋程序算法的核心
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.applet.*;
import javax.swing.*;
import java.io.PrintStream;
import javax.swing.JComponent;
import javax.swing.JPanel;
规定棋盘的高度、宽度和棋盘的模式
private int width,height,modeChess;
规定棋盘方格的横向、纵向坐标
private int x=0,y=0;
棋盘方格的横向、纵向坐标所对应的棋子颜色，数组 arrMapShow 只有 3 个值：
1，2，3，-1，其中 1 代表该棋盘方格上下的棋子为黑子，2 代表该棋盘方格上下
的棋子为白子，3 代表为该棋盘方格上没有棋子，-1 代表该棋盘方格不能够下棋
子
private int[][] arrMapShow;
4.8、交换棋手的标识，棋盘方格上是否有棋子的标识符
private boolean isOdd,isExist;
public ChessModel() {}
4.9、该构造方法根据不同的棋盘模式（modeChess）来构建对应大
小的棋盘
public ChessModel(int modeChess){
this.isOdd=true;
if(modeChess == 1){
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