Question

一、实验介绍

1. 环境登录

无需密码自动登录，系统用户名 shiyanlou

2. 环境介绍

本实验环境采用带桌面的 Ubuntu Linux 环境，实验中会用到桌面上的程序：

1. LX 终端（LXTerminal）: Linux 命令行终端，打开后会进入 Bash 环境，可以使用 Linux 命令
2. Firefox：浏览器，可以用在需要前端界面的课程里，只需要打开环境里写的 HTML/JS 页面即可
3. GVim：非常好用的编辑器，最简单的用法可以参考课程 Vim 编辑器

3. 环境使用

使用 GVim 编辑器输入实验所需的代码及文件，使用 LX 终端（LXTerminal）运行所需命令进行操作。

对 vim 操作不熟悉的小伙伴可以用 gedit 代替。

下面简单说明一下我们要如何使用 Linux 来编写代码（熟悉 Linux 操作的小伙伴可以跳过） 1、编写代码（最最简单的方法） 2、编译运行

二、项目介绍

1. 源码下载：

wget -c http://labfile.oss.aliyuncs.com/contest/wuziqi.rar 
# 解压
sudo apt-get install unrar
unrar e wuziqi.rar

注：源码分为 Windows 版和 Linux 版，有一些小区别，课程中会讲到，其中 1 是第一节课的源码，2 为第二节课修改后的源码，实验截图中用的代码为全英文，因为实验楼的环境无法输入中文%>_<%，完整版英文代码在第二课最后。

2. 成品及介绍

五子棋大家一定都玩过，想不想试着用 C 语言来实现一个简易版的五子棋呢？下面就让我们现在开始，用最简单易懂的代码来编写一个控制台下的五子棋，并逐步完善它，每个人都能轻松学会哦！

大家看了截图，有没有一种想拍死我的冲动Σ( ° △ °|||)︴ 别急，看起来似乎很丑，实际上……确实很丑。不过没关系，这次的项目课，主要是给大家介绍一个小项目的开发流程，同时帮大家复习 C 语言基础知识，让大家轻松实现一个功能比较齐全的小游戏，后续我还会继续开设这一系列的项目课，带大家完善游戏功能和界面。 废话有点多了，下面就让我们开始吧！

三、项目实战

1. 设计棋盘

> 注：实验楼环境无法输入中文，可以用 O 和 X 来代替棋子

我们首先需要一个棋盘（15 * 15），记录棋盘中每一个位置的“情况”。 那么我们可以定义一个 chessboard[16][16] 的数组，为什么不是 [15][15] 呢？因为这样我们就可以让数组的坐标正好对应棋盘的行和列，方便后面代码的编写。

#include <stdio.h>

#define N  15

//定义一个数组并为每一个元素赋初值 0
int chessboard[N + 1][N + 1] = { 0 };

2. main 函数的编写

开始编写主函数之前，我们先简单的考虑一下，一个游戏通常的流程是怎么样的( ⊙o⊙?) 首先肯定是进入游戏的一个主界面，然后点击开始按钮进入游戏，接着显示游戏画面，判断输赢，游戏结束。那么一个五子棋游戏的流程呢？

//用来记录轮到玩家 1 还是玩家 2，奇数表示轮到玩家 1，偶数轮到玩家 2
int whoseTurn = 0;

int main(void)
{
  //自定义函数，用来初始化游戏，也就是显示欢迎界面并且进入游戏显示棋盘
  initGame();

  //这个循环就是用来让两个玩家轮流落子的
  while (1)
  {
    //每次循环自增 1，这样就可以做到 2 人轮流
    whoseTurn++;

    //自定义函数，用来执行落子操作
    playChess();
  }

  return 0;
}

主函数大概就是这样了，是不是很简单明了呢？ 附一张用 gedit 编辑 main 函数的图：

3. initGame 函数

在这个函数中，我们要实现的功能是

• 显示一个简单的欢迎界面
• 要求输入 Y 之后显示出棋盘

下面，我们就开始吧！

void initGame(void)
{
  char c;

  printf("欢迎^_^请输入 y 进入游戏：");
  c = getchar();
  if ('y' != c && 'Y' != c)
    exit(0);

  //清屏,windows 下为 system("cls")
  system("clear");

  //这里我们又调用了一个自定义函数，函数的功能是打印出棋盘
  printChessboard();
}

我们在 initGame 函数中使用了 exit 以及 system 这两个函数，所以要在程序的最上面包含 stdlib.h 这个头文件

#include <stdlib.h>

4. printChessboard 函数

功能：

• 打印出行号和列号，并打印出棋盘
• 数组元素的值为 0，打印出星号（*），表示该位置没有人落子
• 数组元素的值为 1，打印实心圆（●，玩家 1 的棋子）
• 数组元素的值为 2，打印空心圆（○，玩家 2 的棋子）

void printChessboard(void)
{
  int i, j;

  for (i = 0; i <= N; i++)
  {
    for (j = 0; j <= N; j++)
    {
      if (0 == i)   //这样可以打印出列号
        printf("%3d", j);
      else if (j == 0)  //打印出行号
        printf("%3d", i);
      else if (1 == chessboard[i][j])
        //windows 下●占 2 列，前面只需加一个空格
        printf("  ●");
      else if (2 == chessboard[i][j])
        printf("  ○");
      else
        printf("  *");
    }
    printf("\n");
  }
}

5. playChess 函数

函数功能：

• 要求玩家输入准备落子的位置
• 如果当前是玩家 1 落子，就将 1 赋值给数组中对应位置的元素
• 如果当前是玩家 2 落子，就将 2 赋值给数组中对应位置的元素
• 每次落子完毕，判断当前玩家是否获胜

void playChess(void)
{
  int i, j, winner;

  //判断轮到玩家 1 还是玩家 2，然后把值赋给数组中对应的元素
  if (1 == whoseTurn % 2)
  {
    printf("轮到玩家 1，请输入棋子的位置，格式为行号+空格+列号：");
    scanf("%d %d", &i, &j);
    chessboard[i][j] = 1;
  }
  else
  {
    printf("轮到玩家 2，请输入棋子的位置，格式为行号+空格+列号：");
    scanf("%d %d", &i, &j);
    chessboard[i][j] = 2;
  }

  //重新打印一次棋盘
  system("clear");
  printChessboard();  //再次调用了这个函数

  /*
  *下面这段调用了自定义函数（judge 函数）
  *用来判断当前玩家下完这步棋后，他有没有获胜
  *具体怎么判断的，马上就给大家解释哦
  */
  if (judge(i, j, whoseTurn))
  {
    if (1 == whoseTurn % 2)
      printf("玩家 1 胜！\n");
    else
      printf("玩家 2 胜！\n");
  }
}

6. judge 函数

函数参数：

• x：当前落子的行号
• y：当前落子的列号

返回值：

• 1 或 0。1 表示当前玩家落子之后出现五子连一线，也就是当前玩家获胜

//看了之后是不是想吐血，其实一点也不复杂，详解在最后
int judge(int x, int y)
{
  int i, j;
  int t = 2 - whoseTurn % 2;

  for (i = x - 4, j = y; i <= x; i++)
  {
    if (i >= 1 && i <= N - 4 && t == chessboard[i][j] && t == chessboard[i + 1][j] && t == chessboard[i + 2][j] && t == chessboard[i + 3][j] && t == chessboard[i + 4][j])
      return 1;
  }

  for (i = x, j = y - 4; j <= y; j++)
  {
    if (j >= 1 && j <= N - 4 && t == chessboard[i][j] && t == chessboard[i][j + 1] && t == chessboard[i][j + 1] && t == chessboard[i][j + 3] && t == chessboard[i][j + 4])
      return 1;
  }

  for (i = x - 4, j = y - 4; i <= x, j <= y; i++, j++)
  {
    if (i >= 1 && i <= N - 4 && j >= 1 && j <= N - 4 && t == chessboard[i][j] && t == chessboard[i + 1][j + 1] && t == chessboard[i + 2][j + 2] && t == chessboard[i + 3][j + 3] && t == chessboard[i + 4][j + 4])
      return 1;
  }

  for (i = x + 4, j = y - 4; i >= 1, j <= y; i--, j++)
  {
    if (i >= 1 && i <= N - 4 && j >= 1 && j <= N - 4 && t == chessboard[i][j] && t == chessboard[i - 1][j + 1] && t == chessboard[i - 2][j + 2] && t == chessboard[i - 3][j + 3] && t == chessboard[i - 4][j + 4])
      return 1;
  }

  return 0;
}

我可以猜到大家此时的心情 O(∩_∩)O 其实真的只是看着复杂，稍稍做一下解释，大家就会明白的 judge 这个函数中，一共只有 4 个 for 循环，那么这 4 个循环分别是做什么用的呢？

我们先来思考一下，假设我在 9 行 9 列落子，那么我要怎么去判断在我落子之后我有没有赢呢？其实很简单，我们来看下面这张图：

其实我们要形成五子连线，无非是在一行上有连续的五个子，或者一列，或者斜方向上，而 4 个 for 循环分别对横、竖以及两个斜线方向进行判断，看有没有五子连在一起。

我们以判断横行来举例，我们落子的位置是 9 行 9 列，那么我们只要判断一下 9 行 5 列到 9 行 9 列这五个位置是不是都是当前玩家的棋子，如果是，return 1，不是的话，继续判断从 9 行 6 列开始到 9 行 10 列这五颗棋子是不是都是当前玩家的棋子，如果是，return 1，不是，继续……

以此类推，直到判断 9 行 9 列到 9 行 13 列是不是全是当前玩家的棋子，是的话，return 1，不是 for 循环退出，进入下一个 for 循环。判断行的是代码中的第二个 for 循环，那么大家能看出第一个 for 循环是判断什么的吗？

没错，就是用来判断竖直方向上是否有五子连线出现。而后两个 for 循环是判断两个斜线方向上是否有五子连线出现。

最后效果：

7. 项目完成

到这里，我们的五子棋游戏就基本上完成了。不过，我们的项目课并没有结束，我们还要对项目做一个后期的维护工作。下一课，就让我们对这个小游戏稍加完善。

到目前为止，完整的代码（实验楼无法复制及输入中文，建议提示语句用英文替换，完整英文代码见第二课）：

//棋子 ● ○

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define N  15

int chessboard[N + 1][N + 1] = { 0 };

//用来记录轮到玩家 1 还是玩家 2
int whoseTurn = 0;

void initGame(void);
void printChessboard(void);
void playChess(void);
int judge(int, int);

int main(void)
{
  //初始化游戏
  initGame();

  while (1)
  {
    //每次循环自增 1，实现玩家轮流下子
    whoseTurn++;

    playChess();
  }

  return 0;
}

void initGame(void)
{
  char c;

  printf("欢迎^_^请输入 y 进入游戏：");
  c = getchar();
  if ('y' != c && 'Y' != c)
    exit(0);

  system("clear");
  printChessboard();
}

void printChessboard(void)
{
  int i, j;

  for (i = 0; i <= N; i++)
  {
    for (j = 0; j <= N; j++)
    {
      if (0 == i)
        printf("%3d", j);
      else if (j == 0)
        printf("%3d", i);
      else if (1 == chessboard[i][j])
        printf("  ●");
      else if (2 == chessboard[i][j])
        printf("  ○");
      else
        printf("  *");
    }
    printf("\n");
  }
}

void playChess(void)
{
  int i, j, winner;

  if (1 == whoseTurn % 2)
  {
    printf("轮到玩家 1，请输入棋子的位置，格式为行号+空格+列号：");
    scanf("%d %d", &i, &j);
    chessboard[i][j] = 1;
  }
  else
  {
    printf("轮到玩家 2，请输入棋子的位置，格式为行号+空格+列号：");
    scanf("%d %d", &i, &j);
    chessboard[i][j] = 2;
  }

  system("clear");
  printChessboard();

  if (judge(i, j))
  {
    if (1 == whoseTurn % 2)
      printf("玩家 1 胜！\n");
    else
      printf("玩家 2 胜！\n");
  }
}

int judge(int x, int y)
{
  int i, j;
  int t = 2 - whoseTurn % 2;

  for (i = x - 4, j = y; i <= x; i++)
  {
    if (i >= 1 && i <= N - 4 && t == chessboard[i][j] && t == chessboard[i + 1][j] && t == chessboard[i + 2][j] && t == chessboard[i + 3][j] && t == chessboard[i + 4][j])
      return 1;
  }
  for (i = x, j = y - 4; j <= y; j++)
  {
    if (j >= 1 && j <= N - 4 && t == chessboard[i][j] && t == chessboard[i][j + 1] && t == chessboard[i][j + 1] && t == chessboard[i][j + 3] && t == chessboard[i][j + 4])
      return 1;
  }
  for (i = x - 4, j = y - 4; i <= x, j <= y; i++, j++)
  {
    if (i >= 1 && i <= N - 4 && j >= 1 && j <= N - 4 && t == chessboard[i][j] && t == chessboard[i + 1][j + 1] && t == chessboard[i + 2][j + 2] && t == chessboard[i + 3][j + 3] && t == chessboard[i + 4][j + 4])
      return 1;
  }
  for (i = x + 4, j = y - 4; i >= 1, j <= y; i--, j++)
  {
    if (i >= 1 && i <= N - 4 && j >= 1 && j <= N - 4 && t == chessboard[i][j] && t == chessboard[i - 1][j + 1] && t == chessboard[i - 2][j + 2] && t == chessboard[i - 3][j + 3] && t == chessboard[i - 4][j + 4])
      return 1;
  }

  return 0;
}