五子棋人机对战实践项目

总的任务和目标

完成一个人机对战的五子棋项目，基本效果如下：

第一部分 Java绘图原理

1.   基本概念

像素，坐标

2.   组件自定义绘图原理

3.   Graphics对象的常用方法

setFont(), setColor(), drawLine(), drawString(), drawOval(), drawRect(), fillOval(), fillRect(), drawImage()

第二部分 绘制棋盘

1.   基本思路

在一个JPanel上绘制一个背景，然后绘制水平和垂直的若干条线，使其构成等距离的格子，通常是15*15(条线)。

2.   代码实现

(1)主类代码：

(2) ChessPanel代码：

第三部分 绘制棋子

1.   基本思路

使用drawOval()可以绘制空心的圆，使用fillOval()可以填充实心的圆。

2.   坐标计算

由于格子是水平和垂直的有下标的，而绘制时需要使用实际的像素坐标，所以，需要进行行列下标到像素坐标的转换：

int x = col * GRID_WIDTH;

int y = row * GRID_WIDTH;

3.   代码实现

第四部分 鼠标下棋

1.   基本思路

需要处理鼠标单点事件，获取鼠标所在的位置，然后计算出应该绘制棋子的行列下标，并使用一个二维数组来全局存储棋子的位置。

2.   鼠标位置与行列下标计算

int x = e.getX();

int y = e.getY();

int row = y / GRID_WIDTH;

int col = x / GRID_WIDTH;

3.   代码实现

(1)      ChessPanel属性和构造方法代码：

(2)监听器类(内部类)代码：

(3)绘图代码：

第五部分 判断胜负

1.   基本思路

判断胜负是因为在当前位置(row, col)落子导致了胜负，所以，判断胜负其实是在当前落子位置为中心，横向搜索左边第4个位置开始到右边第4个位置(其余位置不需要考虑)，或者从上到下，或者正向45度，或者反向45度位置。

2.   处理方法

处理方法有很多，可以采用计数的方式，也可以采用字符串连接的方式，此处采用了将从左边第4颗开始，到右边第4颗结束，将每颗的颜色表示成字符1(黑色)或者2(白色)，只需要判断其中是否有连续的5个1或5个2，即“11111”或“22222”即可知道胜负。

3.   代码实现

(1)     监听器类(内部类)代码：

(2)checkWin判断胜负的代码：

/**判断胜负

*@paramrow 落子的行下标

*@paramcol 落子的列下标

*@return是否获胜，true-是，false-否*/

public boolean checkWin(int row, intcol) {}

(3)重置游戏状态

第六部分 人机对战

1.   基本思路

当人点了鼠标落子以后，轮到电脑下棋，电脑的基本思想就是，在棋盘的空白处的每个位置，进行判断，当前位置的进攻指数和防守指数分别为多少，在进攻指数和防守指数中取一个较大值作为当前位置的评估值，在整个棋盘的所有空白处找到一个最大值，最大值的那个位置即为应该落子的位置。

2.   某个位置的进攻指数和防守指数的评估方法

本例中简化此问题，依据第五部分中胜负判断的方式，对连续9个位置形成的字符串进行搜索、评分，得出一个评估方案。如“11111”代表连续5个黑色，评分100，“011110”代表连续4个黑色，两端为空位置，评分90……。

3.   代码实现

(1)监听器类(内部类)代码：

(2)     电脑下棋的代码：

(3)     评估关键参数代码：

(4) 评估方法代码：

以上为本次人机对战的实践项目要求及部分实现代码，下面展示自己的完整代码(有所改变)：

【主类DrawFrame】

1 packageqipan;2

3 importjava.awt.BorderLayout;4 importjava.awt.Container;5 import java.awt.*;6 importjavax.swing.JFrame;7

8 public class DrawFrame extendsJFrame{9 //属性

10 Mypanel panel=null;11

12 //方法

13 publicDrawFrame(){14 //设置主面板

15 setTitle("五子棋");16 setSize(620,640);17 setDefaultCloseOperation(DISPOSE_ON_CLOSE);18 setLocationRelativeTo(null);19 setResizable(false);20

21 //设置绘图面板

22 Container cp =getContentPane();23 panel=newMypanel();24 panel.setBackground(Color.ORANGE);25 cp.add(panel,BorderLayout.CENTER);26 }27

28 public static voidmain(String[] args) {29 JFrame frame=newDrawFrame();30 frame.setVisible(true);31

32 }33

34 }

【Mypanel】

1 packageqipan;2

3 importjava.awt.Color;4 importjava.awt.Graphics;5 importjava.awt.Image;6 importjava.awt.Point;7 importjava.awt.event.MouseAdapter;8 importjava.awt.event.MouseEvent;9 importjava.awt.event.MouseListener;10 importjava.io.File;11 importjava.io.IOException;12

13 importjavax.imageio.ImageIO;14 importjavax.swing.JOptionPane;15 importjavax.swing.JPanel;16

17 public class Mypanel extendsJPanel {18 //属性

19 /**棋盘宽度*/

20 public static final int GRID_WIDTH = 40;21 /**棋盘行数*/

22 public static final int LINE_COUNT = 15;23 /**黑子与白子*/

24 public static final int ITEM_BLACK = 1;25 public static final int ITEM_WHITE = 2;26

27 /**黑棋和白棋的图片*/

28 Image imgblack = null;29 Image imgwhite = null;30

31 /**设置分数机制*/

32 String[] blackKey ={33 "11111", "011110", "11110", "01111", "10111",34 "11011", "11101", "01110", "11100", "00111",35 "0111", "1011","1101", "1110", "111",36 "01100", "00110", "011", "110", "11"};37

38 String[] whiteKey ={39 "22222", "022220", "22220", "02222", "20222",40 "22022", "22202", "02220", "22200", "00222",41 "0222", "2022","2202", "2220", "222",42 "02200", "00220", "022", "220", "22"};43

44 int[] Keyvalue ={45 100, 90, 80, 80, 80,46 80, 80, 70, 60, 60,47 50, 50, 50, 50, 40,48 30, 30, 20, 20, 10};49 /**设置计算机为黑色(true)，人为白色(false)*/

50 private boolean isblack = true;51 /**绘制棋盘数组*/

52 int[][] chessItems = new int[LINE_COUNT][LINE_COUNT];53 /**创建监听器对象*/

54 private static MouseListener listener = null;55

56 private Point lastItemPoint = newPoint();57 //方法

58 publicMypanel() {59

60 //加载图片

61 try{62 imgblack = ImageIO.read(new File("imgs/black.png "));63 imgwhite = ImageIO.read(new File("imgs/white.png "));64 } catch(IOException e) {65 e.printStackTrace();66 }67 //添加监听器

68 listener = newMyListener();69 this.addMouseListener(listener);70 }71

72 //添加鼠标监听器

73 public class MyListener extendsMouseAdapter {74 @Override75 public voidmouseClicked(MouseEvent e) {76 int x =e.getX();77 int y =e.getY();78 int row = y /GRID_WIDTH;79 int col = x /GRID_WIDTH;80 //绘制落点棋子，并置换一次棋子颜色

81 if (chessItems[row][col] == 0) {82 if(isblack) {83 chessItems[row][col] =ITEM_WHITE;84 isblack = !isblack;85 } else{86 isblack = !isblack;87 chessItems[row][col] =ITEM_BLACK;88 }89 Mypanel.this.repaint();90 }91 //判断胜负

92 boolean Result =checkWin(row, col);93

94 //重置棋盘

95 if(Result) {96 JOptionPane.showMessageDialog(null, "you won");97 reset();98 }99

100 //电脑下棋

101 computerPlay();102 }103 /**电脑*/

104 private voidcomputerPlay() {105 int temRow = -1, temCol = -1, maxValue = 0;106 int current = isblack ? 2 : 1;107 for (int row = 0; row < LINE_COUNT; row++) {108 for (int col = 0; col < LINE_COUNT; col++) {109 if (chessItems[row][col] > 0)110 continue;111 int attack = checkMax(row, col, current);//计算进攻值

112 /**3-current是为了置换颜色，判断防守哪个棋，减5是为了在进攻值和防守值相等时优先选择进攻*/

113 int defend = checkMax(row, col, 3-current) - 5;//计算防守值

114 int max =Math.max(attack, defend);115 if (max >maxValue) {116 temRow =row;117 temCol =col;118 maxValue =max;119 }120 }121 }122 //在计算出来的地方落子

123 if(temCol<0||temRow<0)124 {125 /**用sum来计算棋盘当前有没有下棋，如果没有下棋，则电脑不执行任何操作，直到我下棋为止*/

126 int sum=0;127 for(int i=0;i

138 }else{139 chessItems[temRow][temCol] =current;140 lastItemPoint.x=temRow;141 lastItemPoint.y=temCol;142 isblack=!isblack;//换一次手

143 repaint();//重画

144 boolean result =checkWin(temRow, temCol);145 //判断胜负

146 if(result) {147 JOptionPane.showMessageDialog(null, "you lost");148 reset();149 }150 }151 }152

153 /**

154 * 评估落子位置的分值155 *@paramrow156 *@paramcol157 *@paramcurrent158 *@return

159 */

160 private int checkMax(int row, int col, intcurrent) {161 int max=0,temMax=0;162 String [] strings =blackKey;163 if(current==2){164 strings =whiteKey;165 }166

167 //水平方向

168 StringBuilder builder = newStringBuilder();169 for(int i=-4;i<=4;i++)170 {171 int newCol=col+i;172 if(newCol<0||newCol>=LINE_COUNT) continue;173 if(i==0){174 builder.append(current);175 }else{176 builder.append(chessItems[row][newCol]);177 }178 }179

180 for(int i=0;i=0){184 max=Keyvalue[i];185 break;186 }187 }188 if(max==100)189 returnmax;190

191 //竖直方向

192 builder.delete(0, builder.length());193 for(int i=-4;i<=4;i++)194 {195 int newRow=row+i;196 if(newRow<0||newRow>=LINE_COUNT) continue;197 if(i==0){198 builder.append(current);199 }else{200 builder.append(chessItems[newRow][col]);201 }202 }203

204 for(int i=0;i=0){208 temMax=Keyvalue[i];209 break;210 }211 }212 if(temMax>max)213 max=temMax;214 if(max==100)215 returnmax;216

217 //正45度方向

218 builder.delete(0, builder.length());219 for(int i=-4;i<=4;i++)220 {221 int newRow=row-i;222 int newCol=col+i;223 if(newCol<0||newCol>=LINE_COUNT||newRow<0||newRow>=LINE_COUNT) continue;224 if(i==0){225 builder.append(current);226 }else{227 builder.append(chessItems[newRow][newCol]);228 }229 }230

231 for(int i=0;i=0){235 temMax=Keyvalue[i];236 break;237 }238 }239 if(temMax>max)240 max=temMax;241 if(max==100)242 returnmax;243

244 //负45度方向

245 builder.delete(0, builder.length());246 for(int i=-4;i<=4;i++)247 {248 int newRow=row+i;249 int newCol=col+i;250 if(newCol<0||newCol>=LINE_COUNT||newRow<0||newRow>=LINE_COUNT) continue;251 if(i==0){252 builder.append(current);253 }else{254 builder.append(chessItems[newRow][newCol]);255 }256 }257

258 for(int i=0;i=0){262 temMax=Keyvalue[i];263 break;264 }265 }266 if(temMax>max)267 max=temMax;268 if(max==100)269 returnmax;270 returnmax;271 }272 //将数组的值置为0，也就将棋盘重画为空

273 private voidreset() {274 for (int row = 0; row < LINE_COUNT; row++) {275 for (int col = 0; col < LINE_COUNT; col++) {276 chessItems[row][col] = 0;277 }278 }279 isblack = true;280 repaint();281 }282

283 private boolean checkWin(int row, intcol) {284 StringBuilder builder = newStringBuilder();285 //判断水平方向

286 for (int i = -4; i <= 4; i++) {287 int newcol = col +i;288 if (newcol >= 0 && newcol = 0 || builder.indexOf("22222") >= 0) {293 return true;294 }295 //判断竖直方向

296 builder.delete(0, builder.length());297 for (int i = -4; i <= 4; i++) {298 int newrow = row +i;299 if (newrow >= 0 && newrow = 0 || builder.indexOf("22222") >= 0) {304 return true;305 }306 //判断正45度方向

307 builder.delete(0, builder.length());308 for (int i = 4; i >= -4; i--) {309 int newrow = row +i;310 int newcol = col -i;311 if (newrow >= 0 && newrow < LINE_COUNT && newcol >= 0

312 && newcol = 0 || builder.indexOf("22222") >= 0) {317 return true;318 }319 //判断负45度方向

320 builder.delete(0, builder.length());321 for (int i = -4; i <= 4; i++) {322 int newrow = row +i;323 int newcol = col +i;324 if (newrow >= 0 && newrow < LINE_COUNT && newcol >= 0

325 && newcol = 0 || builder.indexOf("22222") >= 0) {330 return true;331 }332 return false;333 }334 }335

336 //绘制棋盘

337 @Override338 protected voidpaintComponent(Graphics g) {339 super.paintComponent(g);340 g.setColor(Color.black);341

342 //绘制水平线

343 for (int i = 0; i < LINE_COUNT; i++) {344 int x1 = GRID_WIDTH / 2;345 int y1 = GRID_WIDTH / 2 + i *GRID_WIDTH;346 int x2 = 14 * GRID_WIDTH + GRID_WIDTH / 2;347 int y2 =y1;348 g.drawLine(x1, y1, x2, y2);349 }350 //绘制垂直线

351 for (int i = 0; i < LINE_COUNT; i++) {352 int x1 = GRID_WIDTH / 2 + i *GRID_WIDTH;353 int y1 = GRID_WIDTH / 2;354 int x2 =x1;355 int y2 = GRID_WIDTH / 2 + 14 *GRID_WIDTH;356 g.drawLine(x1, y1, x2, y2);357 }358 //ChessItem(0, 2, Color.BLUE, g)；359 //绘制一个棋子

360 for (int row = 0; row < LINE_COUNT; row++) {361 for (int col = 0; col < LINE_COUNT; col++) {362 switch(chessItems[row][col]) {363 caseITEM_BLACK:364 ChessItem(col, row, Color.BLACK, g);365 drawlimit(lastItemPoint,Color.RED,g);//去跟踪电脑所下的棋

366 break;367 caseITEM_WHITE:368 ChessItem(col, row, Color.WHITE, g);369 break;370 }371

372 }373 }374 }375 /**

376 * 追踪画框377 *@paramlasPoint 上一个棋子，也就是电脑所下的棋378 *@paramcolor 框体颜色379 *@paramg 画笔380 */

381 private voiddrawlimit(Point lasPoint, Color color, Graphics g) {382 int x = lasPoint.y *GRID_WIDTH;383 int y = lasPoint.x*GRID_WIDTH;384 g.setColor(color);385 g.drawRect(x, y, GRID_WIDTH, GRID_WIDTH);386 }387 /**

388 * 构建绘制棋子的方法389 *@paramcol 棋子所在列坐标390 *@paramrow 棋子所在行坐标391 *@paramcolor 棋子颜色392 *@paramg393 */

394 public void ChessItem(int col, introw, Color color, Graphics g) {395 int x = col *GRID_WIDTH;396 int y = row *GRID_WIDTH;397 //g.setColor(color);398 //g.fillOval(x, y, GRID_WIDTH, GRID_WIDTH);

399 Image image = Color.BLACK.equals(color) ?imgblack:imgwhite;400 g.drawImage(image, x, y, GRID_WIDTH, GRID_WIDTH, this);401 }402 }