前言

这个网络版五子棋游戏是今年四月初写的。当时觉得自己应该学一些网络编程的东西。而我课程设计的题目已经定了———做一个Everything。那就帮我斐哥做个网络版的五子棋吧。

源码：https://pan.baidu.com/s/1oLYgg-PykBkCtT0MtKI_xQ

界面是WinForm的，使用GDI绘图来完成棋盘与棋子的绘制，落子坐标通过定义的公式来计算。我原先做过人机对战版的五子棋，因此游戏逻辑这个最重要的部分并没有花很多时间。这个程序一个多星期就搞的差不多了。

不过现在看来，当时的代码太青涩了，一是课程设计马上就要中期检查没太多时间，二是水平和眼界确实不高。
比如：

消息对象的序列化。那时候不知道有JSON序列化，所以自己就写了个ToString()方法，对方收到之后，解析出字符串，再Split，重建实体。
消息处理。在Switch里写大量的逻辑代码，来处理不同类型的消息。
以及大量Bug等。

源码：https://pan.baidu.com/s/1oLYgg-PykBkCtT0MtKI_xQ

设计

玩家对战与人机对战的区别其实就是将玩家A的操作发送给玩家B，玩家B那边的界面渲染。我将游戏里的操作指令封装为了枚举类型。

public enum MsgType
{LuoZi=0,//玩家落子Connect=1,//玩家上线Quit=2,//玩家退出房间IsWin=3,//是否胜利CreateRoom=4,//创建房间JoinRoom=5,//加入房间UserList=6,//请求|发送玩家列表RoomList,//请求|发送房间列表Other,//其他Start,//开始游戏Exit,//玩家连接断开OtherName,//忘了干嘛的了Restart,//重新开始游戏Msg//聊天
}

消息对象：

public class MessagePackage
{public MsgType msgType;public string data;public string senderIP = "";public string senderName = "";public string sendTime;public MessagePackage(){}public MessagePackage(string msg){string[] msgs = msg.Split('|');msgType = (MsgType)int.Parse(msgs[0]);data = msgs[1];senderIP = msgs[2];senderName = msgs[3];sendTime = msgs[4];}public MessagePackage(MsgType msg, string data, string senderIP, string senderName, string sendTime){this.msgType = msg;this.data = data;this.senderIP = senderIP;this.senderName = senderName;this.sendTime = sendTime;}public string ConvertToString(){string msg = ((int)msgType).ToString() + "|" + data + "|" + senderIP + "|" + senderName + "|" + sendTime;return msg;}}

客户端逻辑

GDI绘制
游戏逻辑
登录建房
加入开始
结束重来
聊天信息
退出
-

我决定举一个最基本的栗子———游戏逻辑中的玩家落子。

落子

进入游戏房间后，我会用GDI画出15*15的棋盘。使用过GDI的朋友都知道，它是根据像素为单位的，这样做是不简单的。

比如你想将棋子落在棋盘上（7，7）这个点上，那就需要用GDI来画一个白色的棋子在那个位置上。GDI提供的绘圆方法是什么呢？FillEllipse，你需要指定一个长方形，包括这个长方形左上角的横纵坐标，以及它的长和宽，以及填充的颜色。这个方法才能为你画出这个长方形里最大的那个圆，或是椭圆。

    private bool GraphicsPiece(Point upleft, Color c){Graphics g = this.panel1.CreateGraphics();if (upleft.X != -1 || upleft.Y != -1){g.FillEllipse(new SolidBrush(c), upleft.X, upleft.Y, CheckerBoard.chessPiecesSize, CheckerBoard.chessPiecesSize);return true;}return false;}

重点就是这个长方形的左上角坐标怎么得到？我们知道鼠标点击事件中，参数Args带给我们的是一个以像素为单位的，相对与绘图区的位置。而且你不能指望用户正好点在棋盘的那个点上，他可能点在（7，7）上面一点，或是下面一点。因此我们就需要对鼠标点击的坐标值就行处理，将其转化相对的表现形式（7，7）。

将像素坐标转化成相对坐标：

    public static Piece ConvertPointToCoordinates(Point p,int flag){int x, y;Piece qi;if (p.X<leftBorder||p.Y<topBorder||p.X>(lineNumber-1)*distance+leftBorder|| p.Y > (lineNumber - 1) * distance + topBorder){qi= new Piece(-1,-1,flag);}else{float i = ((float)p.X - leftBorder) / distance;float j= ((float)p.Y - topBorder) / distance;x = Convert.ToInt32(i);y = Convert.ToInt32(j);if (GameControl.ChessPieces[x, y] != 0){qi = new Piece(-1, -1, flag);}else{qi = new Piece(x, y,flag);                  }              }return qi;}

将相对坐标转化成像素坐标：

    public static Point ConvertCoordinatesToPoint(Piece p){int x, y;x = p.X * distance + leftBorder - chessPiecesSize / 2;y = p.Y * distance + topBorder - chessPiecesSize / 2;return new Point(x, y);}

落子：绘制本地棋子并将相对坐标发送给服务器；如果取得胜利，则发送胜利消息给服务器，服务器根据房间信息，查找到对手玩家，发送消息给对手玩家。

    Piece p = CheckerBoard.ConvertPointToCoordinates(new Point(e.X, e.Y), 1);if (p.X != -1){Point point = CheckerBoard.ConvertCoordinatesToPoint(p);if (Program.gc.AddPiece(p)){GraphicsPiece(point, myColor);MessageBox.Show("黑棋获胜");return;}else{GraphicsPiece(point, myColor);p = Program.gc.MachineChoose();point = CheckerBoard.ConvertCoordinatesToPoint(p);if (Program.gc.AddPiece(p)){GraphicsPiece(point, otherColor);turnFlag = true;MessageBox.Show("白棋获胜");return;}GraphicsPiece(point, otherColor);lbmyscore.Text = (0 - Program.gc.GetScore()).ToString();lbhisscore.Text = Program.gc.GetScore().ToString();turnFlag = true;}}

对方收到落子消息后

    case MsgType.LuoZi:{string[] qi = mp.data.Split(',');int x = int.Parse(qi[0]);int y = int.Parse(qi[1]);Piece p = new Piece(x, y, 3 - flag);Point point = CheckerBoard.ConvertCoordinatesToPoint(p);if (Program.gc.AddPiece(p)){                           GraphicsPiece(point, otherColor);                            start = false;btnStart.Enabled = true;MessageBox.Show("对方获胜");}else{GraphicsPiece(point, otherColor);turnFlag = true;}                        break;}

将相对坐标转化成本地像素坐标，绘制棋子，然后本人落子。

服务器设计

没有考虑很多，实现“上传下达”的功能就好了。

消息转发
控制用户数量
维护房间列表信息
维护用户列表信息

比如，玩家断开连接：要及时从玩家列表清理，更新列表，并发送给在线的玩家。
比如，玩家退出房间：查找到该房间，更新房间信息，发送给在线玩家

举个栗子

相对于客户端而言，服务端的代码量少很多，除了通用的代码，大概四百行左右。

某玩家退出某房间

    case MsgType.Quit:{GameRoom r = SearchRoomBySenderName(mp.senderName);GamePlayer p = SearchUserByName(mp.senderName);r.QuitRoom(p);if (r.PlayerNumber == 0)roomList.Remove(r);else{mp = new MessagePackage(MsgType.Quit, "", "", "", "");tcpServer.Send(r.RoomMaster.Session, mp.ConvertToString());                          }mp = new MessagePackage(MsgType.RoomList, GetRoomList(), "", "", DateTime.Now.ToString());foreach (Session session in tcpServer.SessionTable.Values){tcpServer.Send(session, mp.ConvertToString());}break;}

根据玩家名称，从房间列表该找到房间。
r.QuitRoom§: 判断该玩家是不是房主，是：将另一名玩家提升为房主；finally：从房间中清除该玩家。
若房间玩家全部退出，删除该房间
发送新的房间列表信息给所有玩家。

Socket通信

重点来了，我开头就说要学网络编程的。最后简单介绍一下C#中Socket编程。当然，C#也提供了更高级别的封装如TcpClient，TcpListener。以及更高性能的异步套接字：SocketAsyncEventArgs。

服务端Socket

    mainSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);mainSocket.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Any, 4396));mainSocket.Listen(5);mainSocket.BeginAccept(new AsyncCallback(AcceptConn), mainSocket);

新建Socket实例：指定使用IPv4，流传输，TCP协议。
绑定到本机，4396端口
开始监听，连接队列最大为5
将AcceptConn函数注册为连接回调函数。回调函数必须接收一个类型为IAsyncResult的参数。
```
 mainSocket.BeginAccept(new AsyncCallback(AcceptConn), mainSocket);
```

BeginAccept会阻塞当前线程。当有连接进入后，将mainSocket封装为作为IAsyncResult对象，作为参数传递给AcceptConn。

连接回调函数AcceptConn的用法

    protected virtual void AcceptConn(IAsyncResult iar){          Socket Server = (Socket)iar.AsyncState;Socket client = Server.EndAccept(iar);if (clientCount == maxClient){ServerFull?.Invoke(this, new NetEventArgs(new Session(client)));}else{Session clientSession = new Session(client);sessionTable.Add(clientSession.SessionId, clientSession);clientCount++;clientSession.Socket.BeginReceive(receiveBuffer, 0, DefaultBufferSize, SocketFlags.None, new AsyncCallback(ReceiveData), clientSession.Socket);ClientConn?.Invoke(this, new NetEventArgs(clientSession));Server.BeginAccept(new AsyncCallback(AcceptConn), Server);}}

从IAsyncResult中获取到mainSocket，并结束异步操作。这是较为经典的异步编程模型写法。
服务器满，触发ServerFull事件，通知客户端无法进入。
服务器未满，将接入的socket连接进行封装，加入到玩家集合中

开始接收该Socket的消息

 clientSession.Socket.BeginReceive(receiveBuffer, 0, DefaultBufferSize, SocketFlags.None, new AsyncCallback(ReceiveData), clientSession.Socket);BeginReceive函数有多种重载形式，看看说明不难理解。

服务端继续监听连接

 Server.BeginAccept(new AsyncCallback(AcceptConn), Server);

客户端Socket

连接

 Socket newSoc = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);IPEndPoint remoteEP = new IPEndPoint(IPAddress.Parse(ip), port);newSoc.BeginConnect(remoteEP, new AsyncCallback(Connected), newSoc);

发送

 public virtual void Send(string datagram){if (datagram.Length == 0){return;}if (!isConnected){throw (new ApplicationException("没有连接服务器，不能发送数据"));}//获得报文的编码字节 byte[] data = coder.GetEncodingBytes(datagram);session.Socket.BeginSend(data, 0, data.Length, SocketFlags.None,new AsyncCallback(SendDataEnd), session.Socket);}

接收

  session.Socket.BeginReceive(receiveBuffer, 0, DefaultBufferSize, SocketFlags.None, new AsyncCallback(RecvData), socket);

结尾

当然实际编程的时候会遇到好多问题，比如：

Socket连接正常断开和异常断开的问题。
事件驱动模型中，事件侦听程序不再直接引用，发布程序仍会有引用存在，垃圾回收器就不能对其进行回收。当多个界面都存在事件侦听操作时，会发生混乱。等。

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