原标题：用C语言编写小游戏——“井字棋”

作者：Milo Yip 来源：知乎

原文链接：https://zhuanlan.zhihu.com/p/39581573

在 Milo Yip：用C++编写游戏容易吗？有什么开源的小游戏吗？能分享一下吗？这个答案中，我提到学习游戏编程可从回合制游戏开始，例如井字棋。

考虑到一些初学者的学习需求，我就写一个井字棋的教程吧。

1. 游戏状态的表示

首先，我认为表示方法(representation)是编程中应最先要考虑的事情。对于回合制游戏，我们需要存储一个回合中的游戏状态(game state)。

以下用一个结构体表示井字棋一个回合中的状态，并加入函数作初始化：

typedefstruct{ intboard[3][3]; // -1 = empty, 0 = O, 1 = Xintturn; // O first} state;voidinit(state*s) { inti, j; for(j =0; j <3; j++) for(i =0; i <3; i++) s->board[j][i] =-1; s->turn =0;}

以上用二维数组存储棋盘(board)是其中一种表示方式，另一种方式则是记录每个回合下棋子的位置。我们采用前者是因为它较容易实现胜负判定。有些回合制游戏可能使用冗余的表示方式，以方便实现各种规则。

而使用结构体而不是直接用全局变量，可带来一些优点，例如增强可读性及内聚性。

2. 显示游戏状态

编写游戏时，我们通常希望先显示游戏状态，之后才加入其他规则，因为这样可以方便测试。

我希望用这样的文本显示游戏状态，当空置时写上位置编号(1-9)，以方便玩家输入下棋位置：

1 | 2 | 3 ---+---+--- 4 | 5 | 6 ---+---+--- 7 | 8 | 9

简单直白地编写代码的话：

voiddisplay(conststate*s) { inti, j; for(j =0; j <3; j++) { for(i =0; i <3; i++) { switch(s->board[j][i]) { case-1:printf(" %d ", j *3+i +1); break; case0:printf(" O "); break; case1:printf(" X "); break; } if(i <2) printf("|"); elseprintf("n"); } if(j <2) printf("---+---+---n"); elseprintf("n"); }}

由于display()只读而不改变游戏状态，所以其参数类型为const state*。

我们稍压缩一下代码：

voiddisplay(conststate*s) { inti, j; for(j =0; j <3; printf(++j <3?"---+---+---n":"n")) for(i =0; i <3; putchar("||n"[i++])) printf(" %c ", s->board[j][i] ==-1?'1'+j *3+i : "OX"[s->board[j][i]]);}

我们可以加入main()函数去显示初始化的状态：

intmain() { state s; init(&s); display(&s);}

此阶段的完整代码位于:

https://github.com/miloyip/misc/blob/master/tictactoe/tictactoe0.c。

3. 实现下棋

然后，我们加入第一个游戏规则，就是下棋：

intmove(state*s, inti, intj) { if(s->board[j][i] !=-1) return0; s->board[j][i] =s->turn++%2; return1;}

函数内做了一个合法性判断，如果该位置已有棋子，则返回 0 表示失败。成功的话，在偶数回合填入 0，表示 O；奇数回合填入 1，表示 X；然后都把回合加一。

更改main()简单测试：

intmain() { state s; init(&s); display(&s); move(&s, 1, 1); display(&s); move(&s, 0, 1); display(&s);}

输出：

此阶段的完整代码位于

https://github.com/miloyip/misc/blob/master/tictactoe/tictactoe1.c

4. 处理输入

在每一回合中，提示当前玩家(O 或 X)，并让玩家输入一个下棋位置(1-9)，如果位置不合法，则重新输入：

voidhuman(state*s) { charc; do{ printf("%c: ", "OX"[s->turn %2]); c =getchar(); while(getchar() !='n'); printf("n"); } while(c '9'||!move(s, (c -'1') %3, (c -'1') /3));}

在标准输入中，要到回车键才能处理输入，所以这里我们读了第一个输入字符后，就忽略其他字符直到读到换行符。我们把表示位置的字符转换成二维数组索引。

然后，就可以修改main()实现二人下棋的流程：

intmain() { state s; init(&s); display(&s); while(s.turn <9) { human(&s); display(&s); } }

此阶段的完整代码位于

https://github.com/miloyip/misc/blob/master/tictactoe/tictactoe2.c

5. 胜负判定

众所周知，井字棋的胜利条件，是有三个棋子在横线、直线或斜线连成一线。我们实现一个evaluate()函数去评估棋局的状态，如果 O 胜出则返回 1，X 胜出则返回 -1，不分胜负则返回 0：

#define CHECK(j1, i1, j2, i2, j3, i3) if (s->board[j1][i1] != -1 && s->board[j1][i1] == s->board[j2][i2] && s->board[j1][i1] == s->board[j3][i3]) return s->board[j1][i1] == 0 ? 1 : -1;intevaluate(conststate*s) { inti; for(i =0; i <3; i++) { CHECK(i, 0, i, 1, i, 2); // horizontalCHECK(0, i, 1, i, 2, i); // vertical} CHECK(0, 0, 1, 1, 2, 2); // diagnoalCHECK(0, 2, 1, 1, 2, 0); // diagnoalreturn0;}

上面的代码使用了一个宏CHECK()去检测三个位置是否都为相同的棋子，如是则直接返回胜方。

最后，我们在main()中，待每次下棋及显示状态后， 判定是否出现胜方，如果到达第 9 个回合(回合从 0 开始)，则判定是平局(draw)：

intmain() { state s; init(&s); display(&s); while(s.turn <9) { human(&s); display(&s); switch(evaluate(&s)) { case1:printf("O winn"); return0; case-1:printf("X winn"); return0; } } printf("Drawn");}

此阶段的完整代码位于

https://github.com/miloyip/misc/blob/master/tictactoe/tictactoe3.c

6. 总结

本篇实现了二人井字棋，它是一个简单的回合制游戏。我们先选择了游戏的状态表示方式(state结构体及init()函数)，然后把状态以文本形式显示(display()函数)，加入每回合下棋规则(move()函数)，以及人类玩家的输入处理(human()函数)，并作胜负判定(evaluate()函数)，最后在main()里则实现了按回合的循环及输出胜负结果。

虽然这个游戏本身以及 60 行的示例代码都很简单，但这个框架可以用于实现其他(更复杂的)回合制游戏。实时游戏(如动作游戏)的主要区别，其实也只在于把输入部分做成非阻塞的函数，而该循环则称为游戏循环(game loop)。返回搜狐，查看更多

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