基于Android的五子棋游戲

1、北京聯(lián)合大學(xué) 畢業(yè)論文 引 言隨著當(dāng)今社會(huì)的不斷發(fā)展變化，智能化、網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)成為未來(lái)社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)。智能手機(jī)的迅速普及早已對(duì)我們的生活產(chǎn)生了巨大的影響，智能手機(jī)數(shù)量在2014年將極有可能首次超過(guò)組裝電腦，并且用戶數(shù)量還保持著大幅的增長(zhǎng)速度。同時(shí)伴隨著3G、4G甚至是5G等移動(dòng)電話行動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的不斷發(fā)展，將給人們帶來(lái)更加優(yōu)越的用戶體驗(yàn)。對(duì)于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)這個(gè)巨大的市場(chǎng)，智能手機(jī)領(lǐng)域的爭(zhēng)奪更是愈演愈烈。在移動(dòng)終端設(shè)備成本不斷下降、移動(dòng)開(kāi)發(fā)技術(shù)快速更新升級(jí)的大背景下，搶占市場(chǎng)份額、瓜分已有用戶群，同時(shí)挖掘潛在用戶群將更加艱難。在智能手機(jī)領(lǐng)域，手機(jī)游戲的開(kāi)發(fā)與推廣已經(jīng)成為手機(jī)制造商和運(yùn)營(yíng)商的重要業(yè)務(wù)增

2、長(zhǎng)點(diǎn)，依此可以進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提升游戲軟件產(chǎn)業(yè)價(jià)值的目的。時(shí)至今日，社會(huì)的發(fā)展步伐逐漸加快，面對(duì)人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物質(zhì)文化需求，尤其是在精神層面上更高的需求，能夠在工作之余緩解壓力、在生活中獲得身心的享受成為更多人們的追求。手機(jī)游戲作為手機(jī)軟件產(chǎn)業(yè)的高附加值操作軟件之一，在持續(xù)推動(dòng)手機(jī)軟件技術(shù)升級(jí)進(jìn)步的同時(shí)，恰好迎合了一部分大眾通過(guò)玩手機(jī)游戲的方式來(lái)調(diào)節(jié)情緒、放松心情的想法，來(lái)滿足他們精神上的需求。面對(duì)當(dāng)今快節(jié)奏的生活方式，手機(jī)游戲儼然已成為了人們?cè)诜敝毓ぷ髦鄪蕵?lè)生活的一部分，并且扮演的角色越來(lái)越重。所以，在智能手機(jī)上開(kāi)發(fā)一款寓教于樂(lè)的手機(jī)游戲，從而實(shí)現(xiàn)讓客戶滿意、讓開(kāi)發(fā)商獲利的雙贏目標(biāo)。目前，使用手機(jī)

3、進(jìn)行游戲占手機(jī)用途中的很大一部分比例，在手機(jī)用途多樣化的今天，手機(jī)游戲已經(jīng)成為人們考核手機(jī)使用體驗(yàn)的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。近幾年來(lái)手機(jī)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，形式多樣的手機(jī)游戲更是層出不窮，但在讓用戶享受手機(jī)游戲帶來(lái)的娛樂(lè)體驗(yàn)的同時(shí)，也遇到了一些使用中的困惑和問(wèn)題。一款好的手機(jī)游戲可以在適合它的智能手機(jī)平臺(tái)上良好運(yùn)行使用，但一款開(kāi)發(fā)不完善的手機(jī)游戲則會(huì)給用戶帶來(lái)許多不必要的麻煩。一個(gè)成熟的下載平臺(tái)與購(gòu)買機(jī)制可以讓用戶更快的體驗(yàn)手機(jī)游戲，反之會(huì)讓用戶面對(duì)自己感興趣的手機(jī)游戲望而卻步。想體驗(yàn)一下，卻因?yàn)闆](méi)有良好的購(gòu)得渠道而放棄這款游戲，這種情況對(duì)于開(kāi)發(fā)商來(lái)說(shuō)更是一個(gè)巨大的損失。一款游戲在設(shè)備以及系統(tǒng)平臺(tái)上不能夠完美的運(yùn)

4、行，是影響用戶體驗(yàn)的一大問(wèn)題。往往對(duì)于手機(jī)游戲開(kāi)發(fā)考慮的不夠全面，導(dǎo)致開(kāi)發(fā)不完善，因?yàn)橐恍┬〉膯?wèn)題或者兼容性的問(wèn)題導(dǎo)致用戶直接放棄此游戲的情況不在少數(shù)，也就不能使開(kāi)發(fā)商的利益達(dá)到最大化。用戶使用一款游戲軟件一段時(shí)間之后，對(duì)此款游戲有了一定的感受和認(rèn)識(shí)，對(duì)其也有了自身的意見(jiàn)和建議，此時(shí)用戶和開(kāi)發(fā)商之間的溝通顯得尤為重要。一個(gè)完善的溝通渠道可以讓開(kāi)發(fā)商最快的了解用戶的需求，從而調(diào)整已有的產(chǎn)品和服務(wù)、更好的制定未來(lái)的發(fā)展方向，這樣才能在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于不敗之地?？傊T如此類的出現(xiàn)在手機(jī)游戲系統(tǒng)中的問(wèn)題，使得這樣的手機(jī)游戲無(wú)法合理有效的滿足用戶的需求。針對(duì)上述的諸多問(wèn)題，我們要本著從實(shí)際出發(fā)的原則進(jìn)行

5、手機(jī)游戲開(kāi)發(fā)，其中我們要考慮到多方面的因素來(lái)開(kāi)發(fā)一個(gè)五子棋手機(jī)游戲系統(tǒng)。在游戲系統(tǒng)中主要能夠?qū)崿F(xiàn)五子棋的基本對(duì)戰(zhàn)功能，其中包括人機(jī)對(duì)戰(zhàn)功能、人人對(duì)戰(zhàn)功能、基本的設(shè)置功能，本著這三個(gè)功能需求來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。主游戲功能由人機(jī)對(duì)戰(zhàn)功能和人人對(duì)戰(zhàn)功能組成。人機(jī)對(duì)戰(zhàn)功能的實(shí)現(xiàn)可以讓用戶在一個(gè)人的時(shí)候進(jìn)行游戲，單人與系統(tǒng)進(jìn)行五子棋游戲的對(duì)戰(zhàn)。經(jīng)過(guò)人機(jī)雙方對(duì)戰(zhàn)之后，根據(jù)兩方的實(shí)際對(duì)戰(zhàn)情況，系統(tǒng)自動(dòng)判斷雙方哪一方獲勝、哪一方失敗或者是否打平這三種情況，最終給出人機(jī)對(duì)戰(zhàn)的結(jié)果。人人對(duì)戰(zhàn)功能的實(shí)現(xiàn)可以讓兩位用戶進(jìn)行游戲，兩位用戶同時(shí)在一臺(tái)設(shè)備上進(jìn)行五子棋游戲的對(duì)戰(zhàn)。經(jīng)過(guò)兩位用戶輪流下棋，根據(jù)兩方的實(shí)際對(duì)戰(zhàn)情

6、況，系統(tǒng)自動(dòng)判斷兩位用戶之間哪一方獲勝、哪一方失敗或者是否打平這三種情況，最終給出人人對(duì)戰(zhàn)的結(jié)果。這樣，通過(guò)實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)戰(zhàn)與人人對(duì)戰(zhàn)兩個(gè)功能，能夠使用戶在手機(jī)上進(jìn)行游戲，完成最基本也是最關(guān)鍵的五子棋游戲功能。對(duì)于五子棋手機(jī)游戲的開(kāi)發(fā)，我們不僅要對(duì)各各功能的設(shè)計(jì)進(jìn)行合理高效的規(guī)劃，更重要的是選擇適合的手機(jī)游戲平臺(tái)。例如Android操作平臺(tái)，通過(guò)智能手機(jī)上的Android操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)五子棋游戲。充分利用Android平臺(tái)的特性，借鑒眾多優(yōu)秀的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)與資源，可以對(duì)現(xiàn)存的客戶群需求進(jìn)行系統(tǒng)的分析，從而使自己開(kāi)發(fā)的手機(jī)游戲系統(tǒng)更容易達(dá)到客戶的需求預(yù)期，同時(shí)對(duì)潛在客戶群進(jìn)行挖掘、讓系統(tǒng)軟件可持續(xù)性發(fā)展，

7、到達(dá)開(kāi)發(fā)商利益的最大化。開(kāi)發(fā)五子棋手機(jī)游戲軟件更需符合市場(chǎng)的規(guī)律和需求，面對(duì)用戶越來(lái)越多、越來(lái)越新穎的需求，就使得開(kāi)發(fā)商在完成以往基本功能之后，更具備創(chuàng)新意識(shí)。依托現(xiàn)有的Android平臺(tái)開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)更多的用戶需求，更多的在細(xì)節(jié)處完善系統(tǒng)軟件產(chǎn)品，通過(guò)更多、更細(xì)致的功能設(shè)置來(lái)吸引客戶。因此，根據(jù)目前五子棋手機(jī)游戲的現(xiàn)狀，故選擇開(kāi)發(fā)基于Android平臺(tái)的五子棋游戲，滿足大眾使用Android手機(jī)進(jìn)行游戲娛樂(lè)的需求。1.緒論1.1課題研究背景能夠運(yùn)行于手機(jī)上的游戲軟件叫做手機(jī)游戲。手機(jī)游戲需要具備一定硬件環(huán)境和一定系統(tǒng)級(jí)程序作為運(yùn)行基礎(chǔ)，用來(lái)編寫(xiě)手機(jī)游戲程序的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言也是種類繁多。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步

8、，現(xiàn)在手機(jī)的功能越來(lái)越多，也越來(lái)越強(qiáng)大。而手機(jī)游戲也已不是我們印象中畫(huà)面簡(jiǎn)陋，規(guī)則簡(jiǎn)單的游戲的樣子，而是依托現(xiàn)今強(qiáng)大的移動(dòng)設(shè)備平臺(tái)，進(jìn)而向掌上游戲機(jī)、甚至是PC機(jī)方向發(fā)展。在保持了自身移動(dòng)便捷的特點(diǎn)的同時(shí)，向具有更強(qiáng)的娛樂(lè)性和交互性的復(fù)雜形態(tài)融合。但是手機(jī)游戲的開(kāi)發(fā)也面臨著一些問(wèn)題，入門門檻低、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，開(kāi)發(fā)商對(duì)于市場(chǎng)宣傳和推廣經(jīng)驗(yàn)不足、對(duì)產(chǎn)品的后續(xù)服務(wù)不夠重視，產(chǎn)品創(chuàng)新意識(shí)不足、沒(méi)有很強(qiáng)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)意識(shí)等因素還影響著手機(jī)游戲的發(fā)展。雖然還存在著這樣或那樣的一些問(wèn)題，但手機(jī)游戲已經(jīng)足夠滿足我們大部分的娛樂(lè)需要了。當(dāng)今智能手機(jī)已經(jīng)成為大眾不可替代的隨身工具。手機(jī)游戲已逐漸成為一種普遍的娛樂(lè)

9、方式。其便攜性與移動(dòng)性迎合了人們快節(jié)奏的生活方式，能夠讓用戶隨時(shí)隨地的體驗(yàn)游戲，不受環(huán)境的限制，凸顯了手機(jī)游戲碎片化的特性。同時(shí)會(huì)形成龐大的潛在用戶群，所以手機(jī)游戲潛在的市場(chǎng)更是無(wú)法估量。在實(shí)際開(kāi)發(fā)中，利用智能手機(jī)可支持網(wǎng)絡(luò)的利好條件可更好的增加用戶的體驗(yàn)感，同時(shí)結(jié)合手機(jī)游戲益智、趣味和休閑的特點(diǎn)迎合了消費(fèi)者的娛樂(lè)需求。在游戲軟件產(chǎn)業(yè)價(jià)值不斷提升的大背景下，手機(jī)游戲成為手機(jī)的一種高附加值操作軟件，游戲編程是手機(jī)軟件編程的重要組成，同時(shí)也持續(xù)推動(dòng)手機(jī)軟件技術(shù)升級(jí)進(jìn)步。隨著Android手機(jī)終端的熱銷，基于Android所開(kāi)發(fā)的手機(jī)游戲擁有巨大潛力已成為行業(yè)共識(shí)。棋牌類游戲作為眾多游戲中益智性較強(qiáng)

10、的一類，有著廣泛的市場(chǎng)空間和一定的娛樂(lè)價(jià)值。五子棋因其可玩性強(qiáng)和操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，成為棋牌類游戲中最受歡迎的游戲之一。五子棋游戲編程對(duì)于計(jì)算機(jī)行業(yè)來(lái)說(shuō)已經(jīng)不是一個(gè)新鮮詞語(yǔ)，各種優(yōu)秀的設(shè)計(jì)充斥于已有的市場(chǎng)平臺(tái)。大多數(shù)軟件對(duì)于基本功能和算法都有比較不錯(cuò)的實(shí)現(xiàn)，用戶也對(duì)基于Android平臺(tái)的五子棋游戲有了一定的認(rèn)識(shí)與體驗(yàn)，同時(shí)對(duì)于不同風(fēng)格作品的受眾也有了基本的劃分。介于當(dāng)下用戶的不同需求，所以對(duì)現(xiàn)今基于Android平臺(tái)開(kāi)發(fā)的五子棋手機(jī)游戲也提出了更高的要求。因此，綜合本課題的多方面背景，開(kāi)發(fā)基于Android平臺(tái)的五子棋手機(jī)游戲，最終在Android系統(tǒng)平臺(tái)的手機(jī)上運(yùn)行，滿足用戶在Android手

11、機(jī)上進(jìn)行五子棋游戲娛樂(lè)的需求。1.2課題意義與目的本項(xiàng)目名稱為基于Android平臺(tái)的五子棋游戲的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)一套基于Android平臺(tái)的五子棋游戲，該系統(tǒng)可應(yīng)用于Android系統(tǒng)手機(jī)。它通過(guò)Android平臺(tái)和智能手機(jī)相結(jié)合，開(kāi)發(fā)基于Android平臺(tái)的五子棋游戲，使用戶可以通過(guò)智能手機(jī)進(jìn)行休閑娛樂(lè)。進(jìn)而通過(guò)五子棋這款益智游戲，以歡樂(lè)輕松的方式讓用戶在娛樂(lè)中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中娛樂(lè)，在愉快的氛圍中達(dá)到寓教于樂(lè)的目的。另一方面，隨著移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)的發(fā)展，特別是智能手機(jī)已經(jīng)深入到大眾的工作和生活的各個(gè)方面，逐漸成為人們休閑娛樂(lè)的一種重要方式?，F(xiàn)今人們的工作壓力日益增大，生活節(jié)奏不斷加快，需要

12、更好的勞逸結(jié)合才能達(dá)到更高的工作效率，在工作之余的休閑放松對(duì)人們來(lái)說(shuō)更是必不可少的。所以通過(guò)日趨成熟完善的Android平臺(tái)開(kāi)發(fā)的五子棋游戲，可以隨時(shí)隨地的增加生活中的趣味性和消遣性，拉近了人與人的距離，從而成為人們休閑娛樂(lè)的不錯(cuò)選擇。在移動(dòng)通信技術(shù)飛速發(fā)展的今天，每一次的技術(shù)變革都可能對(duì)我們的生產(chǎn)生活產(chǎn)生影響。移動(dòng)通信設(shè)備，尤其是手機(jī)設(shè)備更加人性化、智能化、多樣化，往往現(xiàn)在的一個(gè)設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)以前幾個(gè)設(shè)備所能實(shí)現(xiàn)的功能。只有這樣才能滿足用戶不斷變化個(gè)需求，但同樣也對(duì)開(kāi)發(fā)商的研發(fā)提出了更高的要求。所以，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中開(kāi)發(fā)商借鑒了不少PC機(jī)上研發(fā)、運(yùn)營(yíng)游戲的經(jīng)驗(yàn)，更是有很多成功將PC機(jī)上游戲移植到智

13、能手機(jī)上的成功案例。這樣，在賦予這款軟件系統(tǒng)新的意義的同時(shí)，更是開(kāi)拓了更大、更有潛力的市場(chǎng)。但若要將市場(chǎng)價(jià)值最大化，不是生搬硬套就可以完成的，要根據(jù)手機(jī)硬件便捷、簡(jiǎn)單、有局限性和軟件Android系統(tǒng)平臺(tái)開(kāi)放、多元的特性進(jìn)行研發(fā)。所以五子棋這類游戲與我們的開(kāi)發(fā)條件是有契合點(diǎn)的，其游戲本身容易上手、老少皆宜、鍛煉思維、寓教于樂(lè)的特點(diǎn)可以在Android平臺(tái)上很好的呈現(xiàn)，也可實(shí)現(xiàn)一定的商業(yè)價(jià)值。對(duì)于五子棋這個(gè)有著悠久歷史的游戲來(lái)說(shuō)，其本身深厚的內(nèi)涵、完善的規(guī)則、多樣的博弈過(guò)程都可以通過(guò)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)和完善。在研發(fā)設(shè)計(jì)手機(jī)五子棋這樣一個(gè)益智性極強(qiáng)的游戲過(guò)程中，將涉及到計(jì)算機(jī)技術(shù)中人工智能這一領(lǐng)

14、域。博弈是人工智能的一個(gè)主要分支，它涉及人工智能算法中的決策規(guī)劃、推理技術(shù)和搜索方法。本文運(yùn)用這些知識(shí)技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)基于Android平臺(tái)的五子棋手機(jī)游戲，實(shí)現(xiàn)其中的人機(jī)對(duì)戰(zhàn)與人人對(duì)戰(zhàn)功能。五子棋博弈問(wèn)題作為五子棋游戲研發(fā)當(dāng)中人工智能算法的關(guān)鍵，研究如何使電腦AI通過(guò)設(shè)計(jì)的算法進(jìn)行分析、邏輯推理、統(tǒng)籌規(guī)劃來(lái)解決面臨的種種實(shí)際問(wèn)題。以此在完成五子棋游戲功能的基礎(chǔ)上，對(duì)博弈過(guò)程中涉及到的算法進(jìn)行深入淺出的學(xué)習(xí)與研究。1.3五子棋簡(jiǎn)介五子棋是一種兩人對(duì)弈的純策略型棋類游戲，起源可以追溯到上古時(shí)期, 主要流行于華人和漢字文化圈的國(guó)家以及歐美一些地區(qū)。通常雙方分別使用黑白兩色的棋子，落子順序是黑先白后，

15、輪流下棋，棋子下在棋盤(pán)直線與橫線的交叉點(diǎn)上，直到分出勝負(fù)。五子棋這個(gè)名字簡(jiǎn)單明了的告訴我們了五子棋勝負(fù)判定的方法，即橫向，縱向，斜向45度與反斜向45度有連續(xù)單一顏色棋子相連就可以判定游戲結(jié)束。游戲規(guī)則簡(jiǎn)單，容易上手，老少皆宜，不僅能增強(qiáng)思維能力，提高智力，而且富含哲理，有助于修身養(yǎng)性，已在各個(gè)游戲平臺(tái)有應(yīng)用。因此，這注定是一款老少皆宜的棋類游戲。五子棋，日文亦有“連五子、五子連、串珠、五目、五目碰、五格、五石、五法、五聯(lián)、京棋”等多種稱謂，英文則稱之為“FIR（Five In A Row的縮寫(xiě)）、Gomoku（日語(yǔ)“五目”的羅馬拼音）、Gobang等。標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代五子棋的棋盤(pán)是橫豎各15條直線

16、垂直相交而成的，即15*15，共225個(gè)交點(diǎn)。棋盤(pán)大小是根據(jù)長(zhǎng)期實(shí)踐得出的比較均衡的結(jié)果。五子棋棋盤(pán)越大，先手的優(yōu)勢(shì)越大。如果棋盤(pán)縱橫在10*10以下的話，高手相遇就誰(shuí)也無(wú)法取勝了。Louis Victor Allis 在計(jì)算機(jī)上的模擬連珠時(shí)計(jì)算表明，15*15的標(biāo)準(zhǔn)棋盤(pán)下，存在先手不負(fù)的著法，前提是沒(méi)有引入其他禁手或交換規(guī)則。而且普遍相信，很可能在更大的棋盤(pán)上也存在類似著法。連珠在沒(méi)有附加規(guī)則的版本，存在完美對(duì)策使得后手不可能獲勝。1.4 Android操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介Android是專門為移動(dòng)設(shè)備開(kāi)發(fā)的基于Linux內(nèi)核的移動(dòng)平臺(tái)，該平臺(tái)包含操作系統(tǒng)、中間件、用戶界面和應(yīng)用軟件，是一個(gè)真正開(kāi)放

17、的移動(dòng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)。Android操作系統(tǒng)在移動(dòng)設(shè)備上有廣泛應(yīng)用，如智能手機(jī)和平板電腦。Android操作系統(tǒng)由Google公司和開(kāi)放手機(jī)聯(lián)盟領(lǐng)導(dǎo)及開(kāi)發(fā)，尚未有統(tǒng)一中文名稱，中國(guó)大陸地區(qū)較多人翻譯為“安卓”。Android操作系統(tǒng)最初由Andy Rubin開(kāi)發(fā)，主要支持手機(jī)。2005年8月由Google收購(gòu)注資。2007年11月，Google與84家硬件制造商、軟件開(kāi)發(fā)商及電信營(yíng)運(yùn)商組建開(kāi)放手機(jī)聯(lián)盟共同研發(fā)改良Android系統(tǒng)。隨后Google以Apache開(kāi)源許可證的授權(quán)方式，發(fā)布了Android的源代碼。第一部Android智能手機(jī)發(fā)布于2008年10月。2011年第一季度，Android在

18、全球的市場(chǎng)份額首次超過(guò)塞班系統(tǒng)，躍居全球第一。 2013年的第四季度，Android平臺(tái)手機(jī)的全球市場(chǎng)份額已經(jīng)達(dá)到78.1%。2013年09月24日Google開(kāi)發(fā)的操作系統(tǒng)Android在迎來(lái)了5歲生日，全世界采用這款系統(tǒng)的設(shè)備數(shù)量已經(jīng)達(dá)到10億臺(tái)。Android發(fā)布以來(lái)，其開(kāi)源操作系統(tǒng)的特性，使得越來(lái)越多的人關(guān)注Android的發(fā)展。Android平臺(tái)其具備的開(kāi)放、平等、無(wú)界、方便、豐富的特性也讓更多的開(kāi)發(fā)人員能夠在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化、開(kāi)放式的移動(dòng)平臺(tái)上進(jìn)行開(kāi)發(fā)，這也將為Android平臺(tái)帶來(lái)更豐富的軟件資源，進(jìn)而使得Android受到越來(lái)越多的人青睞。Android平臺(tái)的體系架構(gòu)從軟件分層的角度

19、來(lái)說(shuō)，主要由APPLICATIONS、APPLICATION FRAMEWORK、LIBRARIES和LINUX KENRNEL這幾部分構(gòu)成，如圖1-4所示：圖1-4 Android體系結(jié)構(gòu)圖(1). APPLICATIONS（應(yīng)用程序?qū)樱?yīng)用程序?qū)佣际怯肑ava語(yǔ)言編寫(xiě)的運(yùn)行在Android平臺(tái)上的程序，一般情況下，大多數(shù)應(yīng)用程序都是在同一系列的核心應(yīng)用程序包中一起發(fā)布的，如瀏覽器、播放器、日歷、撥號(hào)程序及通訊錄等程序。該層的程序是完全平等的，Android開(kāi)發(fā)人員通常需要做的就是編寫(xiě)在應(yīng)用層上運(yùn)行的應(yīng)用程序。(2). APPLICATION FRAMEWORK（應(yīng)用程序框架層）該應(yīng)用程序的

20、框架設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了組件的重用，并且其中任何一個(gè)應(yīng)用程序都可以發(fā)布自身的功能來(lái)供其他應(yīng)用程序調(diào)用，這樣也使用戶很方便地替換程序的組件而不影響其他模塊的使用。這種替換需要遵循框架的安全性限制。(3). LIBRARIES（Android運(yùn)行時(shí)庫(kù)）該層由兩部分構(gòu)成，程序庫(kù)及Android運(yùn)行時(shí)庫(kù)。程序庫(kù)為一些C或者C+庫(kù)，這些庫(kù)能夠被Android系統(tǒng)中不同的應(yīng)用程序調(diào)用，并通過(guò)應(yīng)用程序框架為開(kāi)發(fā)者提供服務(wù)。而Android運(yùn)行時(shí)庫(kù)包含了Java編程語(yǔ)言核心庫(kù)的大部分功能，提供了程序運(yùn)行時(shí)所需調(diào)用的功能函數(shù)。(4). LINUX KENRNEL（Linux內(nèi)核）Android平臺(tái)中操作系統(tǒng)是基于Linu

21、x內(nèi)核的，如安全性、內(nèi)存管理、進(jìn)程管理、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧和驅(qū)動(dòng)模型等都依賴于該內(nèi)核。該層為軟件與硬件之間增加了一層抽象層，使開(kāi)發(fā)過(guò)程中不必時(shí)時(shí)考慮底層硬件細(xì)節(jié)。1.5論文主要工作本論文以軟件系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用為開(kāi)發(fā)的最終目標(biāo)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一套基于Android平臺(tái)的五子棋游戲，該系統(tǒng)可應(yīng)用于Android系統(tǒng)手機(jī)。論文按照軟件工程的工作流程對(duì)開(kāi)發(fā)平臺(tái)與五子棋游戲本身進(jìn)行了廣泛的調(diào)研和細(xì)致的分析，采用面向?qū)ο蟮木幊趟枷脒M(jìn)行程序系統(tǒng)的類結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及代碼的實(shí)現(xiàn)。本文的主要工作是基于Android平臺(tái)對(duì)五子棋游戲進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的。五子棋游戲本身作為一款大眾所熟知的棋類游戲，有廣泛的群眾基礎(chǔ)。但在其簡(jiǎn)單、易上手的同時(shí)，

22、也有精深的棋型、棋勢(shì)變化，專業(yè)的禁手規(guī)則、復(fù)雜的棋譜算法分析等不為大眾所了解的一面。所以我在完成一般玩家用戶人機(jī)對(duì)戰(zhàn)、人人對(duì)戰(zhàn)需求的同時(shí)，增加了各種游戲功能設(shè)置，增加了游戲的趣味性和娛樂(lè)性，而并沒(méi)有對(duì)專業(yè)的算法及規(guī)則進(jìn)行深入的研究。完成這樣的一個(gè)基于Android平臺(tái)的五子棋游戲，讓用戶可以在手機(jī)上進(jìn)行休閑娛樂(lè)，基于此類用戶群定位自身系統(tǒng)軟件及市場(chǎng)價(jià)值。滿足當(dāng)下用戶更新更高的娛樂(lè)休閑要求。系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的主要內(nèi)容包括：如何設(shè)置整個(gè)游戲的界面，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)戰(zhàn)與人人對(duì)戰(zhàn)，拓展功能的設(shè)置，如何控制五子棋游戲中棋子的擺放，算法的研究，如何判斷游戲是否結(jié)束以及輸贏問(wèn)題等。實(shí)現(xiàn)上述操作的可用性及高性能運(yùn)行。最

23、終提交一套基于Android平臺(tái)的五子棋游戲運(yùn)行程序。在Android五子棋游戲的專業(yè)性與娛樂(lè)性之間找到一個(gè)更好的平衡點(diǎn)，完成一個(gè)風(fēng)格獨(dú)樹(shù)一幟的作品。2 需求分析2.1 系統(tǒng)需求分析1. 基于PC的虛擬移動(dòng)終端環(huán)境的搭建：智能終端的操作系統(tǒng)各異，本次設(shè)計(jì)選擇在PC上虛擬移動(dòng)終端環(huán)境，選擇了應(yīng)用廣泛、用戶眾多的Android平臺(tái)。2. 虛擬平臺(tái)開(kāi)發(fā)環(huán)境的選?。何覀?cè)谔摂M環(huán)境中選取對(duì)Java、Android語(yǔ)言支持較好的IDE，選擇使用Eclipse進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。 3. 游戲?qū)崿F(xiàn)中的資源約束考慮：移動(dòng)終端由于受其本身資源（主要包括處理器、存儲(chǔ)器、網(wǎng)絡(luò)帶寬等）的約束，對(duì)應(yīng)用程序的支持與PC環(huán)境差異較

24、大，對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法等要求較高，所以有效的算法模型的提取對(duì)應(yīng)用程序的效率至關(guān)重要。2.2 用戶需求分析娛樂(lè)生活在社會(huì)多元化的今天，成為了大多數(shù)人生活中不可或缺的一部分。隨著移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)的發(fā)展，手機(jī)游戲更是在快節(jié)奏生活的今天成為了人們休閑消遣的新選擇。面對(duì)市面上種類繁多的手機(jī)游戲，要想占有一席之地更要從用戶的實(shí)際需求出發(fā)。五子棋作為一款受眾面廣、群眾基礎(chǔ)好的游戲是一個(gè)很有價(jià)值的研發(fā)課題。想要比市場(chǎng)上的同類產(chǎn)品更有競(jìng)爭(zhēng)力，要開(kāi)發(fā)更友好的界面、基本功能更清晰易懂。五子棋手機(jī)游戲能夠保證良好的用戶使用時(shí)間，讓用戶在使用中放松心情、消遣休閑。對(duì)于青少年用戶還能以歡樂(lè)輕松的方式讓用戶在娛樂(lè)中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中

25、娛樂(lè)，有著寓教于樂(lè)了的教育意義從而到達(dá)擴(kuò)大產(chǎn)品影響力的效果。對(duì)于工作人群來(lái)說(shuō)壓力日益增大，生活節(jié)奏不斷加快，在工作之余的休閑放松對(duì)人們來(lái)說(shuō)更是必不可少的，所以五子棋手機(jī)游戲可以起到更好的勞逸結(jié)合作用。在實(shí)際應(yīng)用中還可利用五子棋游戲的本身特性，拉近人與人之間的關(guān)系，在用戶使用過(guò)程中潛移默化的推廣產(chǎn)品、開(kāi)拓市場(chǎng)，同時(shí)增加游戲的可玩性和生命力。相信通過(guò)日趨成熟完善的Android平臺(tái)開(kāi)發(fā)的五子棋游戲，可以隨時(shí)隨地的增加生活中的趣味性和消遣性，從而成為人們休閑娛樂(lè)的不錯(cuò)選擇?；贏ndroid平臺(tái)的五子棋游戲包括：人機(jī)對(duì)戰(zhàn)功能、人人對(duì)戰(zhàn)功能、設(shè)置功能、幫助功能。人機(jī)對(duì)戰(zhàn)功能是為了滿足單人用戶的游戲需求

26、，用戶可以與電腦AI進(jìn)行對(duì)戰(zhàn)來(lái)完成游戲。人人對(duì)戰(zhàn)功能是為了滿足兩位用戶的游戲需求，兩位用戶可以在同一臺(tái)設(shè)備上進(jìn)行對(duì)戰(zhàn)來(lái)完成游戲。設(shè)置功能是為了滿足用戶對(duì)游戲多樣化的需求，用戶可以通過(guò)設(shè)置功能對(duì)游戲進(jìn)行各方面的設(shè)置。幫助功能是為了滿足用戶對(duì)游戲認(rèn)知使用的需求，用戶可以通過(guò)設(shè)置功能了解游戲如何操作使用、反饋用戶信息。2.3 功能需求分析手機(jī)屏幕尺寸分為物理尺寸和顯示分辨率兩個(gè)概念。物理尺寸是指屏幕的實(shí)際大小。一般來(lái)說(shuō)，大的屏幕就要配備高的分辨率，顯示分辨率就是在這個(gè)尺寸下可以顯示多少個(gè)像素，顯示的像素越多，可以表現(xiàn)的余地自然就越大?，F(xiàn)在手機(jī)行業(yè)發(fā)展迅速，手機(jī)屏幕的大小也是各有不同，鑒于不同手機(jī)屏幕

27、尺寸不同，在設(shè)計(jì)游戲的時(shí)候必須考慮到設(shè)計(jì)的手機(jī)游戲能否適應(yīng)各種尺寸的手機(jī)屏幕和不同的顯示分辨率，并且要讓軟件的界面簡(jiǎn)潔明了，操作簡(jiǎn)單容易。游戲軟件在使用中需要極快的反應(yīng)速度，所以軟件具有的人工智能算法原理要簡(jiǎn)單并且運(yùn)行要快速，手機(jī)處理器的頻率直接要求需要使用簡(jiǎn)單實(shí)用的智能算法，充分體現(xiàn)其軟件系統(tǒng)本身的靈活性和適應(yīng)性。在設(shè)計(jì)本游戲時(shí)考慮到用戶需要的是一個(gè)操作簡(jiǎn)便、界面精致的五子棋游戲軟件。同時(shí)要提供人機(jī)對(duì)戰(zhàn)和人人對(duì)戰(zhàn)兩個(gè)游戲模式。特別是人機(jī)對(duì)戰(zhàn)功能，要考慮到此軟件是在手機(jī)上運(yùn)行，手機(jī)的性能與PC機(jī)有很大差距，因此在人工智能算法的設(shè)計(jì)上應(yīng)該盡可能的縮短系統(tǒng)搜索、運(yùn)算的時(shí)間，同時(shí)還要保證有一定的智能

28、水平，否則對(duì)玩家來(lái)說(shuō)喪失了一定的挑戰(zhàn)性，可玩性大大降低，也就缺少了對(duì)用戶的吸引力。此外，通過(guò)對(duì)軟件功能的分析以及對(duì)五子棋愛(ài)好者的需求調(diào)研，得出還有如下需求信息：具有重新開(kāi)始功能；具有音樂(lè)、音效開(kāi)啟關(guān)閉功能；具有幫助功能；具有返回功能；具有設(shè)置棋盤(pán)功能；具有退出游戲功能；具有判斷勝負(fù)功能。2.4 系統(tǒng)用例圖根據(jù)對(duì)系統(tǒng)、用戶、功能的需求分析，確定了用戶與AI兩個(gè)主角，通過(guò)用例圖說(shuō)明它們與功能模塊之間的需求關(guān)系，基于Android的五子棋游戲的用例圖模型如圖2-5所示： 人機(jī)對(duì)戰(zhàn) 人人對(duì)戰(zhàn) 棋盤(pán)設(shè)置 幫助功能 用戶 重新開(kāi)始 聲音設(shè)置 棋盤(pán)繪制 棋勢(shì)掃描 棋勢(shì)排序 棋勢(shì)評(píng)估 AI 擇位落子 判斷勝負(fù)

29、圖2-5 基于Android的五子棋游戲的用例圖模型1.人機(jī)對(duì)戰(zhàn)用例應(yīng)用范圍：用戶；參與者：用戶；用例類型：用戶目標(biāo)；用例描述：用戶與電腦AI進(jìn)行對(duì)戰(zhàn)。2.人人對(duì)戰(zhàn)用例應(yīng)用范圍：用戶；參與者：用戶；用例類型：用戶目標(biāo)；用例描述：用戶與用戶進(jìn)行對(duì)戰(zhàn)。3.棋盤(pán)設(shè)置用例應(yīng)用范圍：人機(jī)對(duì)戰(zhàn)、人人對(duì)戰(zhàn)；參與者：用戶；用例類型：用戶目標(biāo)；用例描述：對(duì)游戲中棋盤(pán)大小進(jìn)行設(shè)置。4.幫助功能用例應(yīng)用范圍：用戶；參與者：用戶；用例類型：用戶目標(biāo)；用例描述：幫助用戶了解游戲內(nèi)容、規(guī)則，游戲的使用方法，反饋用戶信息。5.重新開(kāi)始用例應(yīng)用范圍：人機(jī)對(duì)戰(zhàn)、人人對(duì)戰(zhàn)；參與者：用戶；用例類型：用戶目標(biāo)；用例描述：在人機(jī)對(duì)戰(zhàn)、

30、人人對(duì)戰(zhàn)中重新開(kāi)始棋局。6.聲音設(shè)置用例應(yīng)用范圍：人機(jī)對(duì)戰(zhàn)、人人對(duì)戰(zhàn)；參與者：用戶；用例類型：用戶目標(biāo)；用例描述：在人機(jī)對(duì)戰(zhàn)、人人對(duì)戰(zhàn)中設(shè)置背景音樂(lè)、音效，實(shí)現(xiàn)開(kāi)啟關(guān)閉音樂(lè)。7.棋盤(pán)繪制用例應(yīng)用范圍：人機(jī)對(duì)戰(zhàn)、人人對(duì)戰(zhàn)；參與者：電腦AI；用例類型：AI目標(biāo)；用例描述：繪制15*15的棋盤(pán)以及相關(guān)選項(xiàng)和背景，并負(fù)責(zé)用戶、電腦AI落子后棋子的繪制。8.棋勢(shì)掃描用例應(yīng)用范圍：人機(jī)對(duì)戰(zhàn)、人人對(duì)戰(zhàn)；參與者：電腦AI；用例類型：AI目標(biāo)；用例描述：根據(jù)棋盤(pán)上的實(shí)際情況掃描搜索落子位置，獲取當(dāng)下這個(gè)棋局的棋型棋勢(shì)。9.棋勢(shì)排序用例應(yīng)用范圍：人機(jī)對(duì)戰(zhàn)；參與者：電腦AI；用例類型：AI目標(biāo)；用例描述：根據(jù)編寫(xiě)的

31、算法程序?qū)Ξ?dāng)下棋勢(shì)進(jìn)行排序，便于進(jìn)行接下來(lái)的棋勢(shì)評(píng)估。10.棋勢(shì)評(píng)估用例應(yīng)用范圍：人機(jī)對(duì)戰(zhàn)；參與者：電腦AI；用例類型：AI目標(biāo)；用例描述：根據(jù)編寫(xiě)的算法程序，分別對(duì)玩家和電腦AI的棋型棋勢(shì)進(jìn)行評(píng)估，量化棋勢(shì)以便分析運(yùn)算。11.擇位落子用例應(yīng)用范圍：人機(jī)對(duì)戰(zhàn)；參與者：電腦AI；用例類型：AI目標(biāo)；用例描述：結(jié)合對(duì)玩家和電腦AI的棋勢(shì)分析，選取最優(yōu)的下棋策略。若棋勢(shì)有利于玩家，則采取“防守”策略，若棋勢(shì)有利于電腦AI，則采取“進(jìn)攻”策略。12.判斷勝負(fù)用例應(yīng)用范圍：人機(jī)對(duì)戰(zhàn)、人人對(duì)戰(zhàn)；參與者：電腦AI；用例類型：AI目標(biāo)；用例描述：每次玩家或者電腦AI落子之后，都進(jìn)行勝負(fù)判斷。若出現(xiàn)“五子連珠”

32、的情況，則“五子連珠”一方獲勝、另一方失敗，并給出判定結(jié)果，此局游戲結(jié)束。3 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境3.1 開(kāi)發(fā)環(huán)境操作系統(tǒng)：Windows 8（64位）開(kāi)發(fā)軟件：Eclipse 3.8JDK：jdk 1.6.0_37Android SDK：SDK Platform Android 4.2, API 173.2 開(kāi)發(fā)環(huán)境的配置本系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)是基于PC操作系統(tǒng)下的虛擬移動(dòng)終端之上的，開(kāi)發(fā)環(huán)境的搭建主要包括JDK的配置、Android SDK的配置、Android開(kāi)發(fā)插件ADT的安裝、AVD模擬器的創(chuàng)建等。3.2.1 JDK的配置安裝好下載的JDK文件，之后在系統(tǒng)的環(huán)境變量中進(jìn)行配置。右鍵計(jì)算機(jī)->

33、屬性->高級(jí)系統(tǒng)設(shè)置，單擊“環(huán)境變量”，在彈出對(duì)話框中單擊“系統(tǒng)變量”欄中的“新建”按鈕，創(chuàng)建新的系統(tǒng)變量。在變量名處輸入 “JAVA_HOME”、在變量值處輸入JDK安裝路徑。之后在“環(huán)境變量”對(duì)話框中雙擊Path變量對(duì)其進(jìn)行修改，在原變量值最前端添加“.;%JAVA_ HOME%bin;”變量值，最后需在控制臺(tái)中輸入javac命令，若輸出修改命令的語(yǔ)法和參數(shù)選項(xiàng)等信息，說(shuō)明JDK環(huán)境搭建成功。3.2.2 AVD模擬器的創(chuàng)建AVD（Android Virtual Device）即Android模擬器，它是Android官方提供的一個(gè)可以運(yùn)行Android程序的虛擬機(jī)，在運(yùn)行Androi

34、d程序之前，首先需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)AVD模擬器。啟動(dòng)Eclipse，單擊工具欄中的Android Virtual Device Manager按鈕，在彈出窗口中單擊New按鈕。彈出 Create new Android Virtual Device（AVD）對(duì)話框，在該對(duì)話框中輸入要?jiǎng)?chuàng)建的AVD名稱、選擇屏幕樣式及AVD模擬器版本、設(shè)置SD卡內(nèi)存大小，如圖3-2-2-1所示：圖3-2-2-1 設(shè)置AVD模擬器這樣就創(chuàng)建好了一個(gè)AVD模擬器。選擇該模擬器，可以通過(guò)單擊右側(cè)的Edit、Delete、Details和Start按鈕，分別對(duì)其進(jìn)行編輯、刪除、查看和啟動(dòng)操作，如圖3-2-2-2所示：圖3-2-

35、2-2 創(chuàng)建完成AVD模擬器4.總體設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)功能劃分基于Android的五子棋游戲主要包括人機(jī)對(duì)戰(zhàn)功能、人人對(duì)戰(zhàn)功能、游戲設(shè)置功能、游戲幫助功能，系統(tǒng)功能模塊圖如圖4-1所示基于Android平臺(tái)的五子棋游戲游戲開(kāi)始界面模塊 人機(jī)對(duì)戰(zhàn)人人對(duì)戰(zhàn)游戲幫助游戲退出 游戲設(shè)置設(shè)置重玩、音樂(lè)、音效、幫助、返回主頁(yè)退出棋盤(pán)設(shè)置 圖4-1 系統(tǒng)功能模塊圖功能實(shí)現(xiàn)方面，通過(guò)這幾個(gè)模塊的切換，實(shí)現(xiàn)不同需求的滿足，最終達(dá)到：友好的歡迎界面，增加游戲的興趣；開(kāi)始游戲主菜單選擇游戲中不同的功能，清晰明了的了解游戲的模式；選擇人機(jī)游戲?qū)?zhàn)，可與電腦AI進(jìn)行人機(jī)對(duì)決；選擇人人游戲?qū)?zhàn)，可兩人之間在一臺(tái)設(shè)備上進(jìn)行人人

36、比賽；通過(guò)設(shè)置功能，可對(duì)游戲的音樂(lè)、棋盤(pán)設(shè)置等基本游戲元素進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。4.2系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.2.1 游戲開(kāi)始界面模塊游戲開(kāi)始界面是用戶進(jìn)入游戲后最先看到的，它給用戶的第一印象至關(guān)重要，會(huì)影響到接下來(lái)的體驗(yàn)感受。游戲的主要功能都呈現(xiàn)在游戲開(kāi)始界面上，游戲開(kāi)始界面包括兩種游戲模式的選擇、游戲的設(shè)置、游戲的幫助以及退出游戲。游戲開(kāi)始界面要給用戶最簡(jiǎn)便、最直觀的使用體驗(yàn)，方便用戶操作。同時(shí)游戲開(kāi)始界面需要美觀、精致，在背景圖片上以五個(gè)按鈕的形式體現(xiàn)出人機(jī)對(duì)戰(zhàn)、人人對(duì)戰(zhàn)、游戲設(shè)置、游戲幫助、游戲退出這五個(gè)功能模塊，分別點(diǎn)擊五個(gè)按鈕就可以進(jìn)入其功能模塊，實(shí)現(xiàn)其功能。4.2.2 人機(jī)對(duì)戰(zhàn)模塊人機(jī)對(duì)戰(zhàn)

37、是系統(tǒng)兩種游戲模式之一，是游戲的核心功能模塊。進(jìn)入此模塊后，便是五子棋游戲的主游戲界面。在繪制的背景、棋盤(pán)上與電腦AI進(jìn)行對(duì)戰(zhàn)，用戶先下棋，由電腦AI進(jìn)行勝負(fù)判斷。主游戲界面作為游戲的核心，是雙方對(duì)弈的界面，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)中除了要遵循五子棋游戲本身的規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)外，還要讓用戶感到界面美觀、清晰，因?yàn)榇私缑媸怯脩粲螒蜻^(guò)程中使用時(shí)間最長(zhǎng)的界面。在此界面中除實(shí)現(xiàn)對(duì)弈功能區(qū)，還要運(yùn)用“MENU”功能鍵實(shí)現(xiàn)部分游戲元素的設(shè)置，包括重玩、音樂(lè)、音效、關(guān)于和主頁(yè)五個(gè)設(shè)置功能模塊，分別以五個(gè)按鈕的方式實(shí)現(xiàn)。點(diǎn)擊“重玩”按鈕可以實(shí)現(xiàn)棋局重置，以重新開(kāi)始游戲。點(diǎn)擊“音樂(lè)”按鈕，彈出設(shè)置對(duì)話框，對(duì)背景音樂(lè)的開(kāi)啟、關(guān)閉進(jìn)行設(shè)置

38、。點(diǎn)擊“音效”按鈕，彈出設(shè)置對(duì)話框，對(duì)游戲中諸如落子等音效進(jìn)行開(kāi)啟、關(guān)閉設(shè)置。點(diǎn)擊“關(guān)于”按鈕，進(jìn)入幫助頁(yè)面，介紹游戲的簡(jiǎn)介、規(guī)則等信息以及提供用戶反饋信息的方式。點(diǎn)擊“主頁(yè)”按鈕，返回游戲開(kāi)始主頁(yè)界面。4.2.3 人人對(duì)戰(zhàn)模塊人人對(duì)戰(zhàn)是系統(tǒng)兩種游戲模式之一，是游戲的核心功能模塊，此功能模塊在同一臺(tái)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)。進(jìn)入此模塊后，便是五子棋游戲的主游戲界面。在繪制的背景、棋盤(pán)上兩位用戶間進(jìn)行對(duì)戰(zhàn)，兩位用戶輪流下棋，由電腦AI進(jìn)行勝負(fù)判斷。主游戲界面作為游戲的核心，是雙方對(duì)弈的界面，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)中除了要遵循五子棋游戲本身的規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)外，還要讓用戶感到界面美觀、清晰，因?yàn)榇私缑媸怯脩粲螒蜻^(guò)程中使用時(shí)間最長(zhǎng)的界

39、面。在此界面中除實(shí)現(xiàn)對(duì)弈功能區(qū)，還要運(yùn)用“MENU”功能鍵實(shí)現(xiàn)部分游戲元素的設(shè)置，包括重玩、音樂(lè)、音效、關(guān)于和主頁(yè)五個(gè)設(shè)置功能模塊，分別以五個(gè)按鈕的方式實(shí)現(xiàn)。點(diǎn)擊“重玩”按鈕可以實(shí)現(xiàn)棋局重置，以重新開(kāi)始游戲。點(diǎn)擊“音樂(lè)”按鈕，彈出設(shè)置對(duì)話框，對(duì)背景音樂(lè)的開(kāi)啟、關(guān)閉進(jìn)行設(shè)置。點(diǎn)擊“音效”按鈕，彈出設(shè)置對(duì)話框，對(duì)游戲中諸如落子等音效進(jìn)行開(kāi)啟、關(guān)閉設(shè)置。點(diǎn)擊“關(guān)于”按鈕，進(jìn)入幫助頁(yè)面，介紹游戲的簡(jiǎn)介、規(guī)則等信息以及提供用戶反饋信息的方式。點(diǎn)擊“主頁(yè)”按鈕，返回游戲開(kāi)始主頁(yè)界面。4.2.4 游戲設(shè)置模塊游戲設(shè)置模塊可以幫助用戶在游戲前對(duì)游戲進(jìn)行設(shè)置。進(jìn)入游戲設(shè)置模塊對(duì)話框，可以選擇棋盤(pán)大小。棋盤(pán)設(shè)置分

40、為三檔：小格棋盤(pán)、中等棋盤(pán)、大格棋盤(pán)，其中小格棋盤(pán)為五子棋標(biāo)準(zhǔn)棋盤(pán)15*15規(guī)格。三檔棋盤(pán)的橫縱格數(shù)依次遞減，實(shí)現(xiàn)繪制出大小不同規(guī)格的棋盤(pán)，在設(shè)置后開(kāi)始游戲?qū)⒗L制所選擇的棋盤(pán)規(guī)格，滿足不同層次用戶的需求。4.2.5 游戲幫助模塊游戲幫助模塊幫助用戶了解游戲內(nèi)容、操作等信息。進(jìn)入游戲幫助界面后用戶可以了解游戲的簡(jiǎn)介、基本規(guī)則以及提供關(guān)于軟件使用后意見(jiàn)和建議的反饋渠道。4.2.6 游戲退出模塊游戲退出模塊實(shí)現(xiàn)退出系統(tǒng)軟件的功能。點(diǎn)擊“游戲退出”結(jié)束五子棋游戲系統(tǒng)，關(guān)閉應(yīng)用軟件。5 詳細(xì)設(shè)計(jì)5.1 系統(tǒng)主流程根據(jù)各個(gè)模塊功能和需求的不同，游戲系統(tǒng)有初始化模塊、主控制模塊、人工智能模塊、落子模塊、判斷

41、勝負(fù)模塊。所畫(huà)出的系統(tǒng)主流程圖,如圖5-1所示：游戲界面初始化游戲模式游戲主界面主循環(huán)控人機(jī)對(duì)戰(zhàn)主循環(huán)控人人對(duì)戰(zhàn)玩家1落子玩家2落子玩家落子分析棋盤(pán)得出最佳落子位置 AI落子判斷勝負(fù)判斷勝負(fù)重新開(kāi)始游戲幫助游戲設(shè)置結(jié)束否某方勝利某方勝利否某方退出某方退出 圖5-1 基于Android平臺(tái)的五子棋游戲系統(tǒng)主流程圖游戲界面初始化模塊：載入背景圖片，繪制棋盤(pán)、棋子，刷新棋盤(pán)，清空游戲雙方落子集合等功能。主循環(huán)控制模塊：負(fù)責(zé)控制下棋順序，當(dāng)輪到某一方下棋時(shí)，將程序流程轉(zhuǎn)到相應(yīng)的模塊中，主要擔(dān)當(dāng)一個(gè)調(diào)度者的角色。玩家落子模塊：用戶在指定落子區(qū)域單擊觸摸后，程序進(jìn)行響應(yīng)并計(jì)算該子坐標(biāo)，在相應(yīng)的位置繪制出相

42、應(yīng)的棋子。分析棋盤(pán)得出最佳落子位置模塊：是人機(jī)對(duì)戰(zhàn)功能的核心，也是本系統(tǒng)軟件的核心。通過(guò)程序設(shè)定的分析、運(yùn)算方法，電腦AI進(jìn)行棋型棋勢(shì)分析，即人工智能模塊。AI落子模塊：通過(guò)分析、運(yùn)算，電腦AI在最優(yōu)的位置上繪制相應(yīng)的棋子。判斷勝負(fù)模塊：根據(jù)編寫(xiě)程序的分析、運(yùn)算規(guī)則，對(duì)人機(jī)雙方或者人人雙方進(jìn)行游戲勝負(fù)的判定。5.2 建立模型棋子和棋盤(pán)是五子棋游戲的兩大基本要素，棋子分為黑白兩色，棋盤(pán)我們采用標(biāo)準(zhǔn)的15*15規(guī)格。五子棋游戲的棋子、棋盤(pán)模型建立流程如圖5-2所示：把棋子數(shù)據(jù)載入設(shè)置好的點(diǎn)模型建立完成根據(jù)橫縱坐標(biāo)產(chǎn)生棋盤(pán)上的線設(shè)置棋盤(pán)每個(gè)點(diǎn)大小游戲界面上的橫縱坐標(biāo)根據(jù)點(diǎn)大小計(jì)算圖5-2 模型建立流

43、程圖標(biāo)準(zhǔn)的五子棋棋盤(pán)是15*15規(guī)格的，本系統(tǒng)中可以對(duì)棋盤(pán)大小進(jìn)行設(shè)置。棋盤(pán)由背景圖片和線條組成，背景圖片為系統(tǒng)加載，而線條是在進(jìn)入主游戲界面的同時(shí)用相關(guān)函數(shù)畫(huà)出來(lái)的。所以需設(shè)置棋盤(pán)上每個(gè)點(diǎn)的大小，從而計(jì)算出游戲界面上的橫縱坐標(biāo)。繪制出棋盤(pán)的框架，根據(jù)計(jì)算出的橫縱坐標(biāo)，繪制棋盤(pán)上的所有線，這樣棋盤(pán)模型就建立好了。棋子的繪制是運(yùn)用繪制方法與設(shè)置好的點(diǎn)對(duì)應(yīng)，通過(guò)對(duì)點(diǎn)的屬性修改載入的相應(yīng)棋子模型，這樣棋子模型就建立好了。5.3 控制模塊設(shè)計(jì)控制模塊分為主控制模塊、判斷勝負(fù)模塊、落子模塊中的處理分析部分?？刂颇K如圖5-3所示：主控制模塊落子模塊 控制模塊判斷勝負(fù)模塊圖5-3 控制模塊圖主控制模塊的作

44、用是轉(zhuǎn)換下棋順序，當(dāng)輪到某一方下棋的時(shí)候，主控制模塊把整個(gè)數(shù)據(jù)和流程轉(zhuǎn)到相對(duì)應(yīng)的模塊里。落子模塊是接收并處理分析用戶點(diǎn)擊界面的事件，面向的對(duì)象時(shí)玩家與電腦AI落子模塊的處理分析。判斷勝負(fù)模塊是根據(jù)編寫(xiě)的程序規(guī)則進(jìn)行分析、運(yùn)算，給出勝負(fù)結(jié)果。5.4 顯示模塊設(shè)計(jì)游戲顯示模塊包括游戲界面初始化模塊，落子模塊中的接收點(diǎn)功能與顯示棋子功能。顯示模塊設(shè)計(jì)如圖5-4所示：游戲開(kāi)始顯示游戲界面讀取控制模塊計(jì)算出的數(shù)據(jù) 顯示棋子接收用戶觸摸信息計(jì)算棋子位置向控制模塊匯報(bào)刷新棋盤(pán)圖5-4 顯示模塊設(shè)計(jì)圖開(kāi)始游戲后用戶進(jìn)入游戲主界面，首先初始化模塊運(yùn)行，用戶將看到游戲主界面上的游戲模式選擇等按鈕，選擇游戲模式進(jìn)入

45、對(duì)弈界面，將顯示棋盤(pán)等主游戲區(qū)，可以開(kāi)始進(jìn)行游戲。落子模塊接受用戶的觸摸響應(yīng)，并在棋盤(pán)上對(duì)應(yīng)的位置顯示出所下棋子。游戲分出勝負(fù)后在主游戲界面上顯示勝負(fù)結(jié)果，再次觸摸刷新棋盤(pán)，開(kāi)始新一局游戲。5.5 AI算法的分析人工智能是一門新的技術(shù)科學(xué)，是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支。它能產(chǎn)生模擬人類智能的反應(yīng)，根據(jù)不同算法把各種人類模擬完善。在人工智能算法方面，一般有極大極小樹(shù)、深度優(yōu)先搜索、剪枝這三種方法。目前大部分博弈類游戲中的人工算法都采用極大極小樹(shù)這種方法。假設(shè)己方為MAX點(diǎn)，對(duì)方則為MIN點(diǎn)。如果當(dāng)層的節(jié)點(diǎn)為奇數(shù)時(shí)那么就為MAX層，為偶數(shù)時(shí)就為MIN層。當(dāng)在MAX層時(shí)，該層的值就應(yīng)該為下一個(gè)MIN層中的

46、最大一個(gè)的值。當(dāng)在MIN層是，該層的值就應(yīng)該為它子層MAX的最小的一個(gè)。深度優(yōu)先搜索與廣度優(yōu)先搜索的區(qū)別在于下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的選擇。DFS先選擇好節(jié)點(diǎn)，如果下個(gè)節(jié)點(diǎn)不存在或都已經(jīng)遍歷過(guò)了，就向上返回到上一個(gè)節(jié)點(diǎn)，再遍歷其它的未被訪問(wèn)過(guò)的點(diǎn)，這要用到堆棧結(jié)構(gòu)，使用一個(gè)遞歸來(lái)實(shí)現(xiàn)。BFS則是逐個(gè)的遍歷它的聯(lián)接接點(diǎn)，將已經(jīng)訪問(wèn)過(guò)的點(diǎn)放入隊(duì)列中，然后再依次取出繼續(xù)這個(gè)過(guò)程。不必要的節(jié)點(diǎn)可以被Alpha-Beta剪枝去除，并且去除了這些節(jié)點(diǎn)也不會(huì)影響結(jié)果。5.5.1 極大極小樹(shù)搜索算法五子棋雙方對(duì)戰(zhàn)，將其中一方叫做A方，另一方叫做B方。假設(shè)現(xiàn)在A走，那么他有15*15種走法（無(wú)論優(yōu)劣），而B(niǎo)也有與之相對(duì)應(yīng)的若

47、干種走法，之后又輪到A走如此往復(fù)。可以用一個(gè)博弈樹(shù)來(lái)表示五子棋游戲的這個(gè)過(guò)程，如圖5-5-1-1所示，圖中省略號(hào)表示游戲過(guò)程中的大量分枝。開(kāi)局黑子先行白方下子白方下子15*15-1種黑15*15-2黑依次遞推，直到棋子充滿棋盤(pán)或者某一方獲勝，游戲結(jié)束15*15-2圖5-5-1-1 五子棋游戲的完整博弈樹(shù)從圖5-5-1中可以看出，從游戲開(kāi)局默認(rèn)黑子先行的情況下，第一步走法的可能性等于棋盤(pán)的大小15*15（不考慮禁手，默認(rèn)空白點(diǎn)都是可以落子的點(diǎn)），第二步白子則有15*15-1種走法，如此往復(fù)，直到棋子下滿棋盤(pán)或者某一方獲勝。通過(guò)五子棋游戲的博弈樹(shù)圖，可以看出這是一個(gè)十分復(fù)雜的分析運(yùn)算過(guò)程。對(duì)于大多

48、數(shù)棋類游戲來(lái)說(shuō)都是無(wú)法建立完整的博弈樹(shù)的，因?yàn)楹芏嗲樾胃緹o(wú)法到達(dá)葉子節(jié)點(diǎn)，即使能夠建立完整的博弈搜索樹(shù)其計(jì)算的工作量更是極為巨大，大多數(shù)情況很難完成。也就是說(shuō)完成博弈算法需要一個(gè)更加切合實(shí)際的方法。極大極小算法（Minimax Algorithm）是比較適合當(dāng)前這種局面的算法。 在上面的博弈樹(shù)中，設(shè)置A勝的分值為1，B勝的分值為-1，和局的分值為0。因此每當(dāng)輪到A下棋的時(shí)候均會(huì)選擇分值最大的點(diǎn)，反之B每次下棋定會(huì)選擇分值最小的點(diǎn)。由此可以得出中間節(jié)點(diǎn)落子的一種計(jì)算方法：若該節(jié)點(diǎn)層次時(shí)該A落子，則此處的分值將是同層次中最大的，若該B落子時(shí)，則其分值必是同層節(jié)點(diǎn)中最小的。對(duì)于博弈樹(shù)來(lái)說(shuō)雖然只是形

49、式上的變化，并未觸及其本質(zhì)，但與解決實(shí)際情況更進(jìn)了一步。綜上所述，建立一顆完整的搜索樹(shù)基本上是不可行的了，那么通過(guò)建立少量的搜索為當(dāng)前局面選擇一個(gè)好的落子點(diǎn)，是一個(gè)更為實(shí)際有效的方法。在實(shí)際的游戲過(guò)程中，對(duì)于局勢(shì)的好壞并不僅僅只是如上述那般簡(jiǎn)單。也就是說(shuō)可以使用更加細(xì)致的方法來(lái)評(píng)比局面而不是如前面所說(shuō)的使用“1”，“-1”，“0”來(lái)比較。假設(shè)我們有一個(gè)函數(shù)，可以使A勝利取值為正的無(wú)窮大，B勝利取負(fù)的無(wú)窮大，和局為0，那么對(duì)于其余的局面就可以用兩者之間的數(shù)字來(lái)表示，如果這樣的話，就可以建立一個(gè)固定層數(shù)的搜索樹(shù)，這個(gè)函數(shù)被稱作靜態(tài)評(píng)值函數(shù)，用以取代超出固定深度的搜索，這樣做雖然沒(méi)有完全搜索那么精確

50、但是勝在這樣可以降低實(shí)現(xiàn)的難度。本設(shè)計(jì)中運(yùn)用到的極大極小方法就是基于這種有限深度的靜態(tài)評(píng)值函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在運(yùn)用極大極小方法進(jìn)行搜索時(shí)，需要注意的是應(yīng)當(dāng)選擇深度優(yōu)先的搜索方法，這樣可以只搜索整棵樹(shù)的一部分，搜索過(guò)的節(jié)點(diǎn)立即刪去，從而節(jié)約了大量的內(nèi)存并且極大的提高了運(yùn)行速度。深度優(yōu)先搜索極大極小樹(shù)的方法可以表示為遞歸的形式。如圖5-5-1-2所示： 1 2 3 4 5 6 7圖5-5-1-2 深度優(yōu)先搜索遞歸示例圖中2，3，4三個(gè)節(jié)點(diǎn)為1號(hào)的子節(jié)點(diǎn)，5，6，7三個(gè)節(jié)點(diǎn)為2號(hào)的子節(jié)點(diǎn)，運(yùn)用深度優(yōu)先的方法進(jìn)入1號(hào)節(jié)點(diǎn)生成2號(hào)節(jié)點(diǎn)，遍歷2號(hào)子節(jié)點(diǎn)生成其第一個(gè)子節(jié)點(diǎn)5號(hào)，5號(hào)將評(píng)值返回2號(hào)節(jié)點(diǎn)，然后刪除5

51、號(hào)、6號(hào)與7號(hào)同樣如此，最后2號(hào)從返回值之中選擇極小值返回給1號(hào)。同樣方法遍歷3號(hào)，4號(hào)極其子節(jié)點(diǎn)。最終1號(hào)在三個(gè)子節(jié)點(diǎn)的返回值中取極大值，這樣擁有極大值的子節(jié)點(diǎn)就是下一步的落子方向。在這個(gè)例子中可以看出，在搜索過(guò)程中任何時(shí)候只需保存與其層數(shù)相同個(gè)數(shù)的節(jié)點(diǎn)，上面的例子中就只需要保存3個(gè)節(jié)點(diǎn)就可以了。上述算法已經(jīng)可以完成設(shè)計(jì)的基本要求了。5.5.2 核心算法人機(jī)對(duì)戰(zhàn)模塊的算法是本次設(shè)計(jì)的核心。主體思想分為以下三個(gè)步驟：（1）根據(jù)對(duì)弈雙方當(dāng)前的形勢(shì)循環(huán)假設(shè)性的分別給我方和對(duì)方在某個(gè)范圍內(nèi)下一子，并判斷此棋子能帶來(lái)的形勢(shì)上的變化，如能不能沖4，能不能形成我方或敵方雙3等絕殺棋子；（2）根據(jù)上一步結(jié)果

52、，組合每一步棋子所帶來(lái)的所有結(jié)果，如對(duì)弈雙方某一步棋子可能形成我方1個(gè)活3，1個(gè)沖4等；（3）根據(jù)用戶給的規(guī)則對(duì)上一步結(jié)果進(jìn)行排序分析，并選擇防守或者進(jìn)攻，在最優(yōu)位置落子。算法分析流程如圖5-5-2-1所示：開(kāi)始游戲在制造活4處落子，不繼續(xù)分析第二次搜索 第一次搜索掃描所以空白點(diǎn)拋棄該點(diǎn)落第一個(gè)子計(jì)算搜索范圍清空上一輪搜索結(jié)果是否在搜索范圍內(nèi)，是否能連成五子，是否為活1，半活2是否有一方即將勝利是否有一方能制造活4 找出最佳落子位置整理出能制造活3，半活4等棋型的位置第三次搜索在即將勝利位置落子，不繼續(xù)分析否是否是否圖5-2-2-1 算法分析流程圖人機(jī)對(duì)戰(zhàn)中電腦AI的算法主要分為三次搜索分析，

53、根據(jù)設(shè)計(jì)中代碼的實(shí)例對(duì)三大步驟進(jìn)行分析說(shuō)明：第一次搜索分析：首先需初始化搜索分析的運(yùn)算范圍，如果選擇對(duì)整個(gè)棋盤(pán)進(jìn)行計(jì)算，會(huì)大大降低運(yùn)算效率，所以在選定搜索分析運(yùn)算范圍時(shí)，根據(jù)已下的棋子對(duì)其邊界值加1。之后對(duì)已下黑白棋子分別進(jìn)行遍歷，若棋子在搜索范圍內(nèi)，則當(dāng)前搜索分析范圍不變，若棋子不在搜索范圍內(nèi)，就需對(duì)當(dāng)前搜索分析范圍進(jìn)行修改使搜索棋子在當(dāng)前搜索分析范圍內(nèi)。在搜索分析范圍內(nèi)掃描空白點(diǎn)，搜尋可以形成五子連珠的空白點(diǎn)，若不能形成五子連珠則搜索分析對(duì)手落子，能否形成活4、活3、半活4等絕殺棋子。即對(duì)弈雙方是否有形成勝利的落子位置，若有則在此點(diǎn)落子，否則繼續(xù)搜索分析。同時(shí)分析每一步棋在各個(gè)方向上的可連

54、續(xù)數(shù)和狀態(tài)，即一頭通還是兩頭通。最后把此步棋的各個(gè)方向會(huì)形成的結(jié)果生成相應(yīng)對(duì)象。在此部分系統(tǒng)對(duì)分開(kāi)分析黑白雙方的第一次搜索結(jié)果，以便減少搜索時(shí)間、提高系統(tǒng)效率。第一次搜索分析流程如圖5-5-2-2所示：記錄一個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)假設(shè)電腦下棋橫向縱向斜向反斜向成5返回結(jié)果YYYYNNN回到原坐標(biāo)點(diǎn)假設(shè)玩家下棋無(wú)返回結(jié)果第一次分析圖5-5-2-2 第一次搜索分析流程圖第二次搜索分析：對(duì)第一次搜索結(jié)果進(jìn)行分析，把第一次搜索分析生成的四個(gè)對(duì)象組合在一起，生成一個(gè)對(duì)象。具體方法是搜索分析雙方能否制造出絕殺棋子。搜索對(duì)弈雙方能否制造出活4，若有一方能制造出活4，則在能制造出活4位置落子，不繼續(xù)搜索分析。若沒(méi)有此情況，

55、則退而求其次搜索出對(duì)弈雙方可以制造出活3、半活4、雙活3、半活3、雙活2、活2的點(diǎn)的位置。第三次搜索分析：進(jìn)行到第三次搜索分析說(shuō)明前兩次雙方都沒(méi)有形成五子連珠、活4等絕殺棋型。第三次搜索分析利用第二次搜索分析的結(jié)果進(jìn)行分析比較，在選擇最佳落子位置時(shí)，首先進(jìn)行防守判斷。判斷玩家的棋型、棋勢(shì)能否對(duì)電腦AI造成威脅，例如制造絕殺棋等情況。具體判斷順序?yàn)橥婕沂欠裼谢?，玩家是否有雙活3，玩家是否有沖4，玩家是否有沖雙活3。若判斷玩家的棋局不會(huì)對(duì)電腦造成威脅，則不需要進(jìn)行防守，轉(zhuǎn)而尋求進(jìn)攻。具體方法為先找電腦AI能否制造活4，不能制造活4就找能否制造雙活3，不能制造雙活3就找能否制造沖4，不能制造沖4就

56、找能否制造單活3，不能制造單活3就找能否制造雙活2，不能制造雙活2的話就只能找能否制造單活2了。這個(gè)過(guò)程是是選擇一個(gè)對(duì)玩家威脅較大的位置進(jìn)行落子。第三次搜索分析的核心是優(yōu)先選擇防守，若搜索分析后玩家不對(duì)電腦AI具有威脅，則選擇最優(yōu)位置下棋開(kāi)始進(jìn)攻。人工智能流程如圖5-2-2-3所示：是否有沖4對(duì)弈開(kāi)始是否有活4防守是否有沖雙活3能否制造單活2是是否有雙活3進(jìn)攻電腦AI落子能否制造活4能否制造雙活3都否制造沖4能否制造單活3能否制造雙活2是是是是否否否否否否否否否是是是是圖5-2-2-3 人工智能流程圖完成三次搜索分析后，電腦落子控制的分析和運(yùn)算就基本完成了。AI算法流程如圖5-5-2-4所示 AA成5A落子A勝游戲結(jié)束B(niǎo)成5NYWin（）A落子無(wú)返回，假設(shè)輪到B落子，B落一子Win（）B活3A落子Win（）A落子A為電腦AI，B為玩家圖 5-5-2-4 AI算法流程示意圖5.5.3 主控制模塊游戲中雙方下棋順序