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基于Java的五子棋游戏的设计源代码+LW

基于Java的五子棋游戏的设计源代码+LW

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基于Java的五子棋游戏的设计源代码+LW


目录

 


系统设计

1.1  课题背景

五子棋是起源于中国古代的传统黑白棋种之一。现代五子棋日文称之为连珠,英译为Renju,英文称之为Gobang或FIR(Five in a Row 的缩写),亦有连五子、五子连、串珠、五目、五目碰、五格等多种称谓。

五子棋起源于古代中国,发展于日本,风靡于欧洲。对于它与围棋的关系有两种说法,一说早于围棋,早在 “ 尧造围棋 ” 之前,民间就已有五子棋游戏;一说源于围棋,是围棋发展的一个分支。在中国的文化里,倍受人们的青睐。本世纪初五子棋传入欧洲并迅速风靡全欧。通过一系列的变化,使五子棋这一简单的游戏复杂化、规范化,而最终成为今天的职业连珠五子棋,同时也成为一种国际比赛棋。

Java语言是当今最为流行的程序设计语言之一 作为一门非常优秀和极为健壮的编程语言,它同时具有的面向对象,与平台无关,分布式应用,安全,稳定和多线程等优良的特征,使用Java语言,不仅可以开发出功能强大的大型应用程序,而且Java语言本身突出的跨平台的特性也使得它特别适合于Internet上的应用开发,可以这样说,Java的出现使得所开发的应用程序“一次编写,处处可用”的实现成为了可能。

1.2  本课题研究的意义

 

近来随着计算机的快速发展,各种各样的电脑游戏层出不穷,使得我们能有更多的娱乐项目,而棋类游戏能起到锻炼人的思维和修身养性的作用,而且棋类游戏水平颇高,大有与人脑分庭抗礼之势。其中战胜过国际象棋世界冠军-卡斯帕罗夫的“深蓝”便是最具说服力的代表;其它像围棋的“手淡”、象棋的“将族”等也以其优秀的人工智能深受棋迷喜爱。   

越来越多的具有智能的机器进入了人类的生活,人工智能的重要性如今显而易见。自己对人工智能比较感兴趣,而五子棋游戏程序的开发实现这个课题,正好提供给我这样一个研究的机会,通过对人工智能中博弈方面的研究(人机对弈),让我在简单的人机对弈全局设计,以及具体到相关算法上有了深入的了解。人工智能属于计算机科学的领域,它以计算机技术为基础,近几十年来,它的理论和技术已经日益成熟,应用领域也正在不断扩大,显示出强大的生命力。人工智能大致可以分成几个学科,它们每一个都是独特的,但是它们常常又互相结合起来完成设计任务,这时,这些学科之间的差别就变的很模糊。人工智能在专家系统,自然语言理解,自动定理证明,自动程序设计,人工智能在机器人学、模式识别、物景分析、数据库的智能检索、机器下棋(实质上是博弈论问题)和家用电器智能化等领域都有广泛的应用。而这个课题就是和人工智能中的博弈论领域紧密相关的。

这个题目核心是人工智能和Socekt编程,。并且人工智能中的博弈部分,由于采用了大量的搜索算法,其中很多被利用到各方面。它的概念、方法和技术,正在各行各业广泛渗透。智能已经成为当今各种新产品、新装备的发展方向。所以,趁着这个机会,对人工智能中比较容易实现的人机博弈进行了解研究学习,也是很实用且很有必要的。

1.3  本课题的研究方法

    在进行游戏设计之前,首先决定的第一个问题就是,使用什么开发环境来编写环境? 自己虽然比较熟悉Java语言,但是实际开发项目经验很少,所以决定用Jcreator,其拥有高亮语法编辑、使用向导以及完全定制的用户界面,最主要的是能够自动查找文件于 Main 方法或 Html 文件以支持Java 小应用程序,然后启动相应的工具。

    其次确定整个程序的结构框架。由于Applet运行速度较慢,如果在加上算法搜索时间,显然不符合程序的设计要求,决定用Java应用程序开发.整个程序的功能实现流程是这样的:网络对战涉及算法较少,所以先实现网络部分,实现基本的棋盘和棋子的类,添加判断胜负条件,这部是基础,也是很重要的,电脑AI也在这些基础上添加上来的。这个题目的2个功能包括2个重要算法,电脑AI和胜负条件,胜负条件运算量不大,有固定的模式。难点是人工智能,可以这样说,人工智能的好坏决定了这个题目的完成深度。所以,大部份时间花在AI算法的研究和改进上,对于算法我掌握的不多,研究了一些国内的五子棋算法,参考了一些游戏设计算法,详细比较各种算法的优缺点,而且参考了现代五子棋比赛的各种规则和技巧,尽量联系实际,努力提高电脑AI。


2、课题详细研究方法

2.1 程序结构说明

既然是JavaApplication,要实现网络对战,故采用C/S模式编写,程序包含7个独立的类文件-ChessWZQ.java、Group.java、Message.java、Player.java、ServerOneClient.java、Server.java、BoardPanel.java

其中BoardPanel.java主要负责棋盘的初始化,鼠标事件的处理,以及判断胜负条件。ChessWZQ.java定义了面板上的其他元素,包括玩家列表,标题栏等。也包括了事件处理和人工智能。ServerOneClient.java则负责网络对战的处理。其他的类都是又这3个主类延伸出去的。在具体实现的时候再介绍其作用。见图13。



系统实现

 

4.1  棋盘及棋子的类                 

4.1.1  棋盘

棋盘如图1,具体代码如下:

String line = "a b c d e f g h i j k l m n o";

char [] rowNum1 = {'1','2','3','4','5','6','7','8','9'};

char [] rowNum2={'1','0','1','1','1','2','1','3','1','4','1','5'};

这部分为棋盘的边界标识符,是必须要有的。用字符数组存储,最后确定位置放上去即可。

棋盘的绘制:

private static int xp;           // 棋子 X坐标

  private static int yp;           // 棋子Y坐标

 

public void paint(Graphics gc){        super.paint(gc);        //this.setBackground(Color.gray);        //this.invalidate();        gc.setColor(Color.blue);        //gc.setColor(new Color(255, 255, 240));        //画横向标识符        gc.drawString(line,25,15);        // 画竖向标识符        for(int i=0;i<9;i++){            gc.drawChars(rowNum1,i,1,10,35+i*30);        }        for(int i=9,j=0;i<15;i++,j+=2){            gc.drawChars(rowNum2,j,2,10,35+i*30);        }        // 画棋盘        for (int i = 0; i < 15; i++) {            gc.drawLine(30, 30 + i * 30, 450, 30 + i * 30); //行            gc.drawLine(30 + i * 30, 30, 30 + i * 30, 450); //列        }        gc.drawLine(25, 25, 455, 25);        gc.drawLine(25, 25, 25, 455);        gc.drawLine(25, 455, 455, 455);        gc.drawLine(455, 25, 455, 455); //面板初始化        for(int i=0;i<15;i++){            for (int j = 0; j < 15; j++) {                xp=16+i*30;                yp=16+j*30;                if (board[i][j] == 1){                    gc.setColor(Color.black);                    gc.fillOval(xp,yp,28,28);                    //gc.drawImage(black, 16 + i * 30, 16 + j * 30, this);                }                if (board[i][j] == 2){                    gc.setColor(Color.white);                    gc.fillOval(xp,yp,28,28);                    //gc.drawImage(white, 16 + i * 30, 16 + j * 30, this);            }          }        }      }

4.1.2 棋子

确定下子的坐标(xp,yp)画特定大小的椭圆,这里的坐标指棋子相对棋盘的绝对坐标。

private static int xp;           // 棋子 X坐标

private static int yp;           // 棋子Y坐标

 if(col==1) g.setColor(Color.black);         else g.setColor(Color.white);         g.fillOval(xp,yp,10,28,28);

  4.3胜负判断条件

要判断四个方向,横向、竖向、以及2个斜向。思想还是比较简单,相同颜色连成五子即胜利,网上有些网友评论说完整的判断胜负条件包括连五和活四,我觉得完全没必要,活四还要检查两边的棋子,虽然运算量不大,但五子棋的标准就是连五即胜,一步之差,我们既要遵守规则,也要简化代码实现尽完整的功能。

我们要事先建立一个盘面数组board[ ][ ],即棋型表,数组的每一个元素对应棋盘上的一个交叉点,用‘0’表示空位,‘1’表示黑棋,‘2’表示白棋。由于代码太多,下面给出了一般状况的判断胜负函数,及以坐标(x,y)为中心的9X9矩形,只能在棋盘的内部,如果超过棋盘,就要另外考虑。下面的代码就是一般情况,整个矩形在棋盘内部的时候的判断胜负条件,如图14。

 

 

胜负判断条件以下给出了X方向的代码:


 protected boolean judge(int x,int y,int clr){        int i=0,j=0,count=0;        // x方向        for(i=0,count=0;x-i>=0&&i<5;i++){            if (clr==board[x-i][y]){                count++;            }      else{                break;            }  // System.out.println("( "+x+" , "+y+" )"+"count = "+count);            if(count==5)                return true;        }        for(i=1;x+i<15&&i<5;i++){            if(clr==board[x+i][y]){                count++;            }else{                break;            }            if(count==5)                return true;        }        return false;}

 

为保证公平,先下子的就有禁手。但是我们一般没有这个规则限制,都是轮流先下子。理论上是这样的。但很多专家表明,先下子有很大的几率获胜,即使有禁手,先下子的一方还是有很大的优势,我觉得对于我们一般玩家而言,这些规定可以不考虑。

判断胜负的不管是单机还是玩家相互游戏,都必须开服务端,因为判断胜负是放在里面的。如果有一方获胜,弹出提示框,如果确认则清空棋盘继续新游戏。


public void getVictory(Message msg){        JOptionPane.showMessageDialog(null,                                      "You  Win  The  Game",                                      "Congratulations",                             JOptionPane.INFORMATION_MESSAGE);        //继续新游戏        label3.setText("Player2");        newGame();    }

 

需要注意的一点是落下的棋子如果离任何一方的边界小于4,则以边界为限制判断是否有一方获胜,这样的话也要考虑多种方向,但原理还是和基本情况是一样的。

 


源文件

 

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