基于java五子棋游戲開發(fā)設(shè)計(jì)說明

1、. . . . 畢 業(yè) 論 文論文題目基于java五子棋游戲開發(fā)院（系）名稱計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院專業(yè)名稱軟件技術(shù)12 / 15目錄容摘要 1關(guān) 鍵 詞 1Abstract 1Keywords 11 系統(tǒng)概述 21.1 五子棋簡(jiǎn)介 21.2 課題背景與意義 31.3 JAVA簡(jiǎn)介 42. 系統(tǒng)分析 52.1 系統(tǒng)需求 62.2 系統(tǒng)的功能簡(jiǎn)介 82.3 系統(tǒng)的可行性分析 83系統(tǒng)設(shè)計(jì) 83.1 系統(tǒng)關(guān)鍵類介紹83.2 勝負(fù)判斷 114.總結(jié) 13參考文獻(xiàn) 13致 13容摘要：五子棋作為中國(guó)古代的傳統(tǒng)黑白棋種之一，有著廣泛的群眾基礎(chǔ)，是一種老少皆宜的棋類休閑游戲。開發(fā)一款五子棋游戲可以使廣大棋牌游

2、戲愛好者在閑暇時(shí)間切磋棋藝，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推廣和個(gè)人棋藝的提高都有好處。的提高都有好處。 本文是采用JAVA語(yǔ)言寫的五子棋游戲，JAVA語(yǔ)言無(wú)論體現(xiàn)在跨平臺(tái)還是在面向?qū)ο?，可移植性，安全性，并發(fā)機(jī)制和可視化圖形界面的支持都是很好的。選用它作為開發(fā)語(yǔ)言，對(duì)程序開發(fā)來說，很具有高效性。關(guān) 鍵 詞： JAVA語(yǔ)言 棋牌游戲 跨平臺(tái)性Abstract：Backgammon in ancient China, one of the traditional Othello species has a broad mass base, is a casual chess games for all ages

3、. Development of a backgammon board games game can make the general demonstrate their chess enthusiasts in their spare time on Internet technology to promote and improve individual chess is good.This article is written by JAVA language Gobang games, JAVA language or both reflected in the cross-platf

4、orm object-oriented, portability, security, concurrency mechanisms and visualization support for graphical interfaces are good. Use it as a development language for the program development, it is very efficient.Key words：JAVA languageCard GamesCross-platform1. 第一章 系統(tǒng)概述1.1五子棋簡(jiǎn)介1.1.1五子棋五子棋是起源于中國(guó)古代的傳統(tǒng)黑

5、白棋種之一。亦“連五子”、“五子連”、“串珠”、“五目”、“五目碰”、“五格”等多種稱謂。玩家根據(jù)自身等級(jí)和習(xí)慣，可以自由選擇不同的游戲房間。其游戲規(guī)則也有所不同。詳細(xì)分為三種棋室：普通棋室、國(guó)標(biāo)棋室、職業(yè)棋室。其中普通棋室不受任何規(guī)則限制；國(guó)標(biāo)棋室有禁手規(guī)則限制；而職業(yè)棋室則在國(guó)標(biāo)棋室的基礎(chǔ)上增加“三手交換”和“五手兩打”兩項(xiàng)規(guī)則。（三手交換：是指黑棋下盤面第3著棋后，白方在應(yīng)白之前，如感覺黑方棋形不利于己方，可提出交換，即執(zhí)白棋一方變?yōu)閳?zhí)黑棋一方，而黑方不可以不換。五手兩打：是指黑棋在下盤面上關(guān)鍵的第5手棋時(shí)，必須下兩步棋，讓白棋在這兩步棋中任選一步，然后再繼續(xù)對(duì)弈。）國(guó)際比賽規(guī)則規(guī)定：對(duì)

6、局中如黑方出現(xiàn)禁手，白方應(yīng)立即指出禁手點(diǎn)，黑方即負(fù)。如白方在黑方出現(xiàn)禁手后，又落一步白子，黑棋禁手則不成立了。所以 在"有禁手"的房間里，如果黑方出現(xiàn)禁手，白方應(yīng)立即按下"禁手"按鈕。程序會(huì)判黑方負(fù)。如果這時(shí)白方又在棋盤上落一子，黑棋禁手則不成立了。為了簡(jiǎn)化用戶對(duì)"禁手"按鈕的使用，也有"走禁手就輸"和"禁手不能落子"規(guī)則的房間，顧名思義不多介紹。雖然采取了禁手的限制，黑棋先行仍有優(yōu)勢(shì)，黑棋仍可以必勝。所以如果用戶是高段位的棋手,或者想成為高手一定要選擇國(guó)際上比賽選用的比賽標(biāo)準(zhǔn)，即“三手交換，五

7、手兩打”。1.1.2五子棋棋盤棋盤正中一點(diǎn)為“天元”。棋盤兩端的橫線稱端線。棋盤左右最外邊的兩條縱線稱邊線。從兩條端線和兩條邊線向正中發(fā)展而縱橫交叉在第四條線形成的四個(gè)點(diǎn)稱為“星”。天元和星應(yīng)在棋盤上用直徑約為0.5厘米的實(shí)心小圓點(diǎn)標(biāo)出。以持黑方為準(zhǔn)，棋盤上的縱軸線從左到右用英文字母AO標(biāo)記。橫行線從近到遠(yuǎn)用阿拉伯?dāng)?shù)字115標(biāo)記?？v橫軸上的橫縱線交叉點(diǎn)分別用橫縱線標(biāo)記的名稱合寫成。如“天元”H8，四個(gè)“星”分別為D4、D12、L12、L4等。 圖 1.1.2 五子棋棋盤1.1.3五子棋棋盤u 行棋順序黑先、白后，從天元開始相互順序落子。u 判斷勝負(fù)1、最先在棋盤橫向、豎向、斜向形成連續(xù)的一樣色

8、五個(gè)棋子的一方為勝。 2、黑棋禁手判負(fù)(Lose)，白棋無(wú)禁手。黑棋禁手包括“三、三”(Double Three)(包括“四、三、三”)、“四、四”(Double Four)(包括“四、四、三”)、“長(zhǎng)連”(Overline)。黑棋只能以“四、三”取勝。 3、如分不出勝負(fù)，則定為平局(Draw)。 4、對(duì)局中中途退場(chǎng)判為負(fù)。 5、五連與禁手同時(shí)形成，先五為勝。 6、黑方禁手形成時(shí)，白方應(yīng)立即指出。若白方未發(fā)現(xiàn)或發(fā)現(xiàn)后未指明而繼續(xù)應(yīng)子，則不能判黑方負(fù)。1.2課題背景與意義1.2.1開發(fā)背景隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，青少年的生活環(huán)境日益改善，再加上他們基本上都是獨(dú)生子女，父母家庭對(duì)他們的關(guān)愛也就特別強(qiáng)烈

9、。由于家庭給了孩子們太多的關(guān)愛，致使許多孩子養(yǎng)成了“以自我為中心”的陋習(xí)。圍繞“自我”片面地分析問題，解決問題是很難把事情辦好的。而五子棋是雙人對(duì)弈的項(xiàng)目，行棋過程中就必須同時(shí)考慮雙方的意圖和利益，只顧自己的利益，得到的往往是“速敗”。再次，五子棋棋手必須從全局入手，正確分析全盤形勢(shì)，盡最大限度調(diào)用自己的有利因素才能達(dá)到取勝的目的。由此看來，五子棋可以改善青少年的思維方式，讓他們培學(xué)會(huì)“知己知彼” “大局入手”的思考方法，這對(duì)他們今后走上競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的社會(huì)是大有好處的。 一個(gè)沒有經(jīng)歷過失敗的人，一定是個(gè)什么也不懂的人。許多青少年碰到一點(diǎn)挫折就退縮，不敢面對(duì)，這是他們脆弱的心理所造成的。五子棋有

10、助于修身養(yǎng)性，對(duì)下棋的孩子來說，勝敗是常事，關(guān)鍵是要學(xué)會(huì)善于自我反思，善于吸取教訓(xùn)， 善于積累經(jīng)驗(yàn)，使他們有面對(duì)失敗的勇氣，有自我調(diào)整心態(tài)的能力，這也是他們今后走向社會(huì)所必須具備的。1.2.2開發(fā)的意義畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)的總結(jié)，同時(shí)也是自己綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的一次鍛煉。鑒于以上這些，我感覺有必要普與五子棋，發(fā)揚(yáng)這種思維方式與方法。而互聯(lián)網(wǎng)作為現(xiàn)今最大的青少年平臺(tái)。能很好的推廣青少年去學(xué)習(xí)五子棋，發(fā)展智力。開發(fā)五子棋程序，并放置在互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上，這樣會(huì)很好的讓青少年去關(guān)注，以至于愛好它，學(xué)習(xí)五子棋，培養(yǎng)青少年的智力發(fā)育，提高國(guó)民整體素質(zhì)。1.3 JAVA簡(jiǎn)介Java是一種簡(jiǎn)單的，面向?qū)ο?/p>

11、的，分布式的，解釋型的，健壯安全的，結(jié)構(gòu)中立的，可移植的，性能優(yōu)異、多線程的動(dòng)態(tài)語(yǔ)言。它不只是一門編程語(yǔ)言，也是一個(gè)平臺(tái)，它基于Java虛擬機(jī)技術(shù)，借助這個(gè)東西建立了跨平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)。Java技術(shù)的重要性就不講了，從最近流行的一個(gè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)上來說，目前世界上編程語(yǔ)言Java 、C 、VB、C+依次排名前4位，這排名本身不說明什么，至少也是工業(yè)界對(duì)編程語(yǔ)言使用上一個(gè)側(cè)面的反映吧。Java平臺(tái)：平臺(tái)是程序運(yùn)行的硬件或軟件環(huán)境。Java平臺(tái)與大多數(shù)其它平臺(tái)不同之處在于它是運(yùn)行于其它基于硬件平臺(tái)的純軟件平臺(tái)。大多數(shù)其它平臺(tái)是硬件和操作系統(tǒng)的結(jié)合。Java平臺(tái)由兩部分組成： * Java虛擬機(jī)（Java VM

12、） * Java應(yīng)用程序界面（Java API）Java平臺(tái)是一種純軟件平臺(tái)，它有三個(gè)版本JavaSE(Java2 Platform Standard Edition，java平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)版)，JavaEE(Java 2 Platform,Enterprise Edition，java平臺(tái)企業(yè)版)，JavaME(Java 2 Platform Micro Edition，java平臺(tái)微型版)。Java SE（Java Platform，Standard Edition）這個(gè)版本以前叫做J2SE，后來版本號(hào)從1.4直接跳到5.0，其實(shí)也就是1.5，所以就叫成Java SE 5.0。目前Java開發(fā)人

13、員使用較多的版本是5.0，當(dāng)然還有Java SE 6.0這個(gè)更新的版本。它允許開發(fā)和部署在桌面、服務(wù)器、嵌入式環(huán)境和實(shí)時(shí)環(huán)境中使用的Java 應(yīng)用程序。Java SE還包含了支持Java Web服務(wù)開發(fā)的類，并為Java EE這個(gè)版本提供基礎(chǔ)。雖說桌面應(yīng)用程序，Java一直不被看好，但也稍微提一下，負(fù)責(zé)桌面GUI開發(fā)的類庫(kù)我知道的有：JDK自帶的主要是AWT/SWING這個(gè)Java原生類庫(kù)；也可以使用IBM的SWT/JFace這個(gè)第三方類庫(kù)。開發(fā)工具我了解的有：NetBeans（最近已經(jīng)是6.0final版了，做GUI有使用VB的感覺），Eclipse（SWT/JFace這個(gè)項(xiàng)目其實(shí)就是做Ec

14、lipse項(xiàng)目時(shí)擴(kuò)展出來的，所以對(duì)SWT/JFace支持的也不錯(cuò)）。Java EE（Java Platform，Enterprise Edition）這個(gè)版本以前叫做J2EE，也就是大家可能聽得比較多的，也是Java比較流行的領(lǐng)域，Java的企業(yè)級(jí)版本。Java EE下有很多流行的開發(fā)框架，像Struts、Spring、Hibernate這種流行的所謂SSH組合等。 Java平臺(tái)由Java虛擬機(jī)（Java Virtual Machine）和Java 應(yīng)用編程接口(Application Programming Interface、簡(jiǎn)稱API)構(gòu)成。Java 應(yīng)用編程接口為Java應(yīng)用提供了一個(gè)

15、獨(dú)立于操作系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)接口，可分為基本部分和擴(kuò)展部分。在硬件或操作系統(tǒng)平臺(tái)上安裝一個(gè)Java平臺(tái)之后，Java應(yīng)用程序就可運(yùn)行?，F(xiàn)在Java平臺(tái)已經(jīng)嵌入了幾乎所有的操作系統(tǒng)。這樣Java程序可以只編譯一次，就可以在各種系統(tǒng)中運(yùn)行。Java應(yīng)用編程接口已經(jīng)從1.1x版發(fā)展到1.2版。目前常用的Java平臺(tái)基于Java1.4，最近版本為Java1.7。2. 第二章 系統(tǒng)分析2.1系統(tǒng)需求我們?cè)谠O(shè)計(jì)游戲的時(shí)候有以下一些要求：一 軟件的界面簡(jiǎn)潔明了，操作簡(jiǎn)單容易。我們?cè)O(shè)計(jì)的軟件界面必須是簡(jiǎn)潔的，游戲需要設(shè)計(jì)得易操作。二 軟件具有人工智能算法原理要簡(jiǎn)單，并且運(yùn)行快速。游戲是需要快速反應(yīng)的。我們需要使用簡(jiǎn)單

16、實(shí)用的智能算法。三 游戲要設(shè)置幾個(gè)難度，便于不同玩家選擇.玩家的游戲水平不一樣，我們?cè)O(shè)置不同難度供各個(gè)水平的玩家選擇。游戲玩法與規(guī)則 現(xiàn)代五子棋專用棋盤為十五路(15X15)，共225個(gè)交叉點(diǎn)。棋盤正中一點(diǎn)為天元。對(duì)局開始時(shí)，先由執(zhí)黑棋一方將一枚棋子落在天元點(diǎn)上，然后由執(zhí)白棋一方在黑棋周圍的交叉點(diǎn)上落子。但是，為了尊重對(duì)方和禮貌起見，持白棋的一方通常將盤面的第二著棋布在自己河界的一側(cè)，即直止或斜止。此后黑白雙方輪流落子，直到某一方首先在棋盤的橫線、縱線或斜線上形成連續(xù)五子或五子以上僅對(duì)白棋而言，則該方就算獲勝。連珠五子棋的一個(gè)特點(diǎn)是先行的一方優(yōu)勢(shì)很大，因此在職業(yè)比賽中對(duì)黑方做了種種限制，以利公

17、平競(jìng)爭(zhēng)。五子棋的比賽規(guī)則如下：1、黑先、白后，從天元開始相互順序落子； 2、最先在棋盤橫向、縱向或斜向形成連續(xù)的同色五個(gè)棋子的一方為勝； 3、 黑棋禁手判負(fù)、白棋無(wú)禁手。黑棋禁手有“三、三”、“四、四”和“長(zhǎng)連”， 包括“四、三、三”和“四、四、三”。黑棋只能以“四、三”取勝；4、如分不出勝負(fù)，則到為平局；5、五連與禁手同時(shí)形成，判勝；6、黑方禁手形成時(shí)，白方應(yīng)立即指出。若白方未發(fā)現(xiàn)或發(fā)現(xiàn)后不立即指出，反而繼續(xù)落子，則禁手失效，不再判黑方負(fù)。2.2系統(tǒng)的功能簡(jiǎn)介人機(jī)對(duì)弈的程序，至少應(yīng)具備如下幾個(gè)部分：1、某種在機(jī)器中表示棋局的方法，能夠讓程序知道博弈的狀態(tài)。2、產(chǎn)生合法走法的規(guī)則，以使博弈公正

18、地進(jìn)行，并可以判斷人類對(duì)手是否亂走。3、從所有合法走法中選擇最佳走法的技術(shù)。4、一種評(píng)估局面優(yōu)劣的方法，用以同上面的技術(shù)配合做出智能的選擇。5、一個(gè)界面，有了它，這個(gè)程序才能用。2.2.1棋盤表示棋盤表示就是使用一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來描述棋盤與棋盤上的棋子，通常使用一個(gè)二維數(shù)組。棋盤的數(shù)據(jù)表示直接影響到程序的時(shí)間與空間復(fù)雜度。為了追求更高的效率，研究人員針對(duì)不同棋類提出了多種不同的表示方法。有些方法具有更高的效率如比特棋盤表示法。2.2.2走法產(chǎn)生博弈的規(guī)則決定了哪些走法是合法的。對(duì)有的游戲來說，這很簡(jiǎn)單，比如五子棋，任何空白的位置都是合法的落子點(diǎn)。但是對(duì)于象棋來說，就有馬走日，象走田等一系列復(fù)雜的規(guī)

19、則。走法產(chǎn)生是博弈程序中一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜而且耗費(fèi)運(yùn)算時(shí)間的過程。不過，通過良好的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以顯著的提高走法生成的速度。2.2.3搜索技術(shù)對(duì)于計(jì)算機(jī)來說，直接通過棋盤信息判斷走法的好壞并不精確。除了輸贏這樣的局面可以準(zhǔn)確判斷外，其它的判斷都只能做到大致估計(jì)。判斷兩種走法孰優(yōu)孰劣的一個(gè)好方法就是觀看棋局走下去的結(jié)果。也就是向下搜索若干步，然后比較發(fā)展下去的結(jié)果。為了避免差錯(cuò)，我們假定對(duì)手的思考也和我們一樣，也就是，我們想到的容，對(duì)手也想到了。這就是極大極小搜索算法的基本原則。極大極小搜索算法的時(shí)間復(fù)雜度是O（bn）。這里b是分枝因子，指棋局在各種情況下的合法走步的平均值；n是搜索的最大深度，也就是向下

20、搜索的博弈雙方的走步之和。例如向下搜索甲乙雙方各走一步的情形，n就是2。顯然對(duì)于五子棋這種分枝因子在200左右的棋類游戲，時(shí)間開銷隨著n的增大會(huì)急劇的增長(zhǎng)，不出幾層就會(huì)超出計(jì)算機(jī)的處理能力，這將導(dǎo)致在有限時(shí)間得不到令人滿意的結(jié)果。人們?cè)陂_發(fā)高效的搜索算法上投入了大量的研究。在過去的幾十年中，一些相當(dāng)成功的改進(jìn)大大提高了極大極小搜索的效率。Alpha-Beta剪枝、迭代深化、置換表、歷史啟發(fā)等手段的綜合運(yùn)用將搜索效率提高了幾個(gè)數(shù)量級(jí)。2.2.4用戶功能用戶可以直接使用的游戲功能，通過按鍵進(jìn)行操作。每個(gè)用例的簡(jiǎn)要說明如下：1、新游戲：初始化相關(guān)變量，清空棋盤。2、步數(shù)計(jì)算：計(jì)算當(dāng)前是第幾步4、棋子

21、坐標(biāo)：顯示當(dāng)前所下棋子坐標(biāo)。6、下棋提示：提示該哪方下棋子。7、重新開局：初始化相關(guān)變量，清空棋盤。2.3系統(tǒng)的可行性分析2.3.1經(jīng)濟(jì)可行性本游戲使用模塊化設(shè)計(jì)方案，易于編寫和維護(hù)，核心代碼易于移植，總體開發(fā)成本低。游戲短小精悍，對(duì)目標(biāo)設(shè)備要求低，產(chǎn)品面向受眾廣，可以帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。2.3.2技術(shù)可行性JAVA提供了豐富的接口和類服務(wù)，本游戲的開發(fā)只需要用到基本的繪圖接口和系統(tǒng)的文件服務(wù)，實(shí)現(xiàn)起來非常簡(jiǎn)單。使用JAVA封裝好的數(shù)據(jù)類可以簡(jiǎn)化編碼實(shí)現(xiàn)，避免不必要的錯(cuò)誤。對(duì)于以處理數(shù)據(jù)為主的棋類游戲，編碼實(shí)現(xiàn)沒有困難。2.3.3系統(tǒng)安全性分析本游戲的開發(fā)只使用很少的系統(tǒng)接口和系統(tǒng)服務(wù)，數(shù)據(jù)處

22、理都是在程序部解決，不涉與與其它程序的數(shù)據(jù)交互。使用JAVA定義好的構(gòu)造法分配存空間，這樣不會(huì)在構(gòu)造出現(xiàn)異常時(shí)產(chǎn)生存泄露。系統(tǒng)會(huì)根據(jù)已經(jīng)入棧的對(duì)象指針，通過析構(gòu)函數(shù)收回存。所以即使程序因?yàn)榇娌蛔銦o(wú)法運(yùn)行，也不會(huì)因此而影響系統(tǒng)本身的穩(wěn)定性和安全性。另外，使用模塊化方法進(jìn)行設(shè)計(jì)編碼，可以很方便的調(diào)整算法的搜索深度，減小存的使用量，提高程序的兼容性3. 第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)關(guān)鍵類介紹1、Chess類是游戲的主類，負(fù)責(zé)初始化游戲棋盤，其實(shí)Chess類就是游戲的入口，只有啟動(dòng)了此類，才有游戲菜單，才可以進(jìn)行選擇游戲。代碼如下 setVisible(true);setLayout(null);Lab

23、el label = new Label("Gobang v1.0", Label.CENTER);add(label);label.setBounds(10, 50, 440, 26);label.setBackground(Color.orange);add(chesspad);chesspad.setBounds(10, 90, 440, 440);addWindowListener(new WindowAdapter() public void windowClosing(WindowEvent e) System.exit(0););pack();setSize(

24、460, 540);2、Evaluate類是用來估算估值點(diǎn)的坐標(biāo)，返回的是這個(gè)點(diǎn)的價(jià)值。代碼如下：int max_x, max_y, max; /定義坐標(biāo) x,y與最大值public void evaluate(int shape) int i = 0, j = 0;for (i = 0; i < 19; i+)for (j = 0; j < 19; j+) switch (shapeij0) case 5:shapeij4 = 200;break;case 4:switch (shapeij1) case 4:shapeij4 = 150 + shapeij2 + shapeij

25、3;break;case 3:shapeij4 = 100 + shapeij2 + shapeij3;break;default:shapeij4 = 50 + shapeij2 + shapeij3;break;case 3:switch (shapeij1) case 3:shapeij4 = 75 + shapeij2 + shapeij3;break;default:shapeij4 = 20 + shapeij2 + shapeij3;break;case 2:shapeij4 = 10 + shapeij1 + shapeij2+ shapeij3;break;case 1:sh

26、apeij4 = shapeij0 + shapeij1+ shapeij2 + shapeij3;default:shapeij4 = 0;int x = 0, y = 0;max = 0;for (x = 0; x < 19; x+)for (y = 0; y < 19; y+)if (max < shapexy4) max = shapexy4;max_x = x;max_y = y;3.2勝負(fù)判斷Judge類中的judge方法是通過掃描當(dāng)前點(diǎn)周圍的同色棋子數(shù)進(jìn)行判斷，如果勝利則返回True，否則返回False。這個(gè)方法需要配合使用，電腦會(huì)在下子之后調(diào)用這個(gè)方法。這個(gè)方法實(shí)現(xiàn)的偽代碼如下：stat