【專案展示】自己用C語言編寫的五子棋小程式
1、前言
2015年，我剛剛上大一。大一上學期，我們就學習了C語言這門課程。學了大概兩個多月吧，我就心血來潮，在學校圖書館的機房裡自主編寫了我的第一個C語言專案——五子棋小程式。
我依稀記得，那個夏日的夜晚，風帶著些許暑氣，一個少年揹著沉重的書包，拖著疲憊卻又輕快的身軀，滿意地走出圖書館的身影。他的心中有說不盡的甜——畢竟，做成了此生第一個完全由自己開發的小遊戲。
而當時的我編寫的五子棋小遊戲是什麼樣子的呢？當時的我還不會GUI程式設計（雖然到現在也還沒學會……），所以就借鑑了一下更早以前玩過的一個基於CUI的圍棋小程式。那個圍棋小程式，是用點「·」來表示棋盤上的每一個交叉點，用加號「+」來表示九個星位，用字母x來表示黑棋，用字母o來表示白棋。所以我的第一個五子棋小程式，也是這麼做的。
用一個二維陣列來儲存當前棋盤的狀態，然後用switch-case結構與雙重for迴圈把它顯示成對應的字元。接著，提示使用者輸入縱座標與橫座標，在落子前還要先判斷一下使用者輸入的座標值是否超出範圍。然後，再用原始又冗長的一長段判斷語句，來判斷有沒有連成五子。雖然現在回看起來，那個判斷條件真的是蠢萌蠢萌的，但當時的我真的是較勁了腦汁、使出了渾身解數，才想到了相對當時來說最高效的演演算法。
總的來說吧，那段時間還是挺快樂的，因為過得很充實，做這個做那個的，學到了很多，也創造了很多。但是呢，這個程式也暴露了當時的我程式設計的很多問題。比如，程式碼冗長，不懂得封裝（因為還沒有學到函數）；比如，（現在看來）不必要的狀態指示變數太多了，結構過於複雜。
基於以上種種問題，我決心把我的這個五子棋小程式從頭再寫一遍。利用後來所學的知識，該優化規格的優化規格，該優化程式碼的優化程式碼，該優化演演算法的優化演演算法。於是就做成了這篇文章所介紹的，我的新版本（2021版）五子棋小程式。
2、專案規格
【外部規格】
介面表現形式：CUI
操作方法：通過WSAD鍵控制遊標上下左右移動，按空格鍵落子。
對戰形式：僅可進行雙人單機對戰。無法進行人機對戰、聯網對戰模式。
例外處理：當要落子的座標上已經有棋子時，會報錯提醒玩家重新落子。
回合制：否。該版本暫時為一回合遊戲。勝負分曉即結束遊戲。
BUG情況：最新版本中暫未發現BUG
【內部規格】
開發所用語言：C語言
程式碼總行數：195行
函數總數：6個（包括main函數）
3、核心演演算法
本程式用以檢驗是否連成五子的演演算法為，當棋手按下空格鍵落下棋子後即判定。以棋手落子位置為原點，首先進行x軸方向的判定：判斷其本身與左側4座標點、右側4座標點，合計9個座標點的範圍內是否存在連續的五個子。具體的方法是，定義一個stoneCounter變數（初始值設作0），用以計數目標棋子在指定範圍內連續出現了多少次。用for迴圈遍歷這9個位置，每遇到一個目標棋子，stoneCounter++。但凡遇到一個非目標棋子的點，stoneCounter就立刻清零，從下一次再遇到目標棋子時開始重新計數。如果stoneCounter的值一旦達到了5，則立刻終止迴圈（注意：檢測到五子連珠後立即終止迴圈很重要，否則容易出現BUG，導致明明已經五子了卻判定為沒有贏。因為，如果不停下來，而五子後面還有待檢測的座標，與目標棋子的程式碼不一致的話，stoneCounter就會清零，顯示沒有找到連續的五個子），返回肯定的判定結果給main函數，主程式就知道這名棋手勝利了。而如果遍歷完9個位置，stoneCounter卻始終沒有到達過5，則說明檢測範圍內沒有出現五子連珠。以此類推，y軸方向、函數y=x影象所在直線方向、函數y=-x影象所在直線方向亦然。
4、原始碼
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> //要呼叫系統命令，需要匯入stdlib.h標頭檔案
#include <conio.h> //要接收鍵盤事件，需要匯入conio.h標頭檔案
#define X 1
#define O 2
char toSymbol(int num){ //函數作用：給定一個棋盤位置的狀態值，返回這個狀態值所對應的圖形符號
switch(num){ //其實本來是想用實心圓●表示黑棋，用空心圓⭕表示白棋的，但這次下的這個編譯器似乎不太允許這樣，顯示出來全是亂碼，於是只好改用X和O。
case 0:
return '.'; //空交叉點
case X:
return 'X'; //棋子X
case O:
return 'O'; //棋子O
case 9:
return '+'; //星位
}
}
int check_hor(int panel[][15], int y, int x, int object){ //檢查x軸方向上是否連成五子
int stoneCount = 0;
for(int i = x-4; i<=x+4; i++){
if(panel[y][i]==object){
stoneCount++;
if(stoneCount == 5){
break;
}
}else{
stoneCount = 0;
}
}
if(stoneCount >= 5){
return 1;
}else{
return 0;
}
}
int check_ver(int panel[][15], int y, int x, int object){ //檢查y軸方向上是否連成五子
int stoneCount = 0;
for(int i = y-4; i<=y+4; i++){
if(panel[i][x]==object){
stoneCount++;
if(stoneCount==5){
break;
}
}else{
stoneCount = 0;
}
}
if(stoneCount >= 5){
return 1;
}else{
return 0;
}
}
int check_slash(int panel[][15], int y, int x, int object){ //檢查函數y=-x的影象所在直線方向上是否連成五子
int stoneCount = 0;
for(int i = y-4,j=x-4; i<= y+4; i++,j++){
if(panel[i][j]==object){
stoneCount++;
if(stoneCount==5){
break;
}
}else{
stoneCount = 0;
}
}
if(stoneCount >= 5){
return 1;
}else{
return 0;
}
}
int check_backslash(int panel[][15], int y, int x, int object){ //檢查函數y=x的影象所在直線方向上是否連成五子
int stoneCount = 0;
for(int i = y+4, j=x-4; i>=y-4; i--,j++){
if(panel[i][j]==object){
stoneCount++;
if(stoneCount==5){
break;
}
}else{
stoneCount = 0;
}
}
if(stoneCount >= 5){
return 1;
}else{
return 0;
}
}
int main(void){
int key = 0;
//棋盤初始狀態
int panel[15][15] =
{{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
{0,0,0,9,0,0,0,0,0,0,0,9,0,0,0},
{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
{0,0,0,0,0,0,0,9,0,0,0,0,0,0,0},
{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
{0,0,0,9,0,0,0,0,0,0,0,9,0,0,0},
{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}};
int cus[]={7,7}; //遊標初始位置
int turn = X; //初始玩家
int winner=0; //贏家：預設暫時沒有
while(1){
//清屏，並顯示現在是誰走棋
system("cls");
printf("現在是【%c】方走棋……\n",toSymbol(turn));
//顯示棋盤
for(int i = 0; i < 15; i++){
for(int j=0; j < 15; j++){
if(i==cus[0] && j==cus[1]){
printf("[ %c ]", toSymbol(panel[i][j]));
}else{
printf(" %c ", toSymbol(panel[i][j]));
}
}//next j
printf("\n\n");
}//next i
//如果有人贏了，顯示贏家是誰，並結束程式
if(winner!=0){
printf("五子連珠！玩家【%c】勝！\n", toSymbol(winner));
return 0;
}
//接收鍵盤事件
key = getch();
//按WASD進行控制，空格鍵落子，L鍵結束遊戲
switch(key){
case 'w': case 'W':
if(cus[0]==0) cus[0]=14;
else cus[0]--;
break;
case 'a': case 'A':
if(cus[1]==0) cus[1]=14;
else cus[1]--;
break;
case 's': case 'S':
if(cus[0]==14) cus[0]=0;
else cus[0]++;
break;
case 'd': case 'D':
if(cus[1]==14) cus[1]=0;
else cus[1]++;
break;
case 32:
if(panel[cus[0]][cus[1]] != X && panel[cus[0]][cus[1]] != O){
panel[cus[0]][cus[1]] = turn;
if(check_hor(panel,cus[0],cus[1],turn)==1
|| check_ver(panel,cus[0],cus[1],turn)==1
|| check_slash(panel,cus[0],cus[1],turn)==1
|| check_backslash(panel, cus[0],cus[1],turn)==1){
winner = turn;
break;
}
if(turn == X) turn = O;
else turn = X;
}else{
printf("這裡已經有子了，重來！\n");
system("pause");
}
break;
case 'l': case 'L':
printf("結束程式……\n");
system("pause");
return 0;
default:
printf("無效按鍵！\n");
system("pause");
break;
}
}
return 0;
}
5、執行結果
一開始的時候出了幾個小BUG，比如遊標無法正確移動啦，無法正確判定是否連成五子什麼的。但後來，這些問題也都在我的刻苦鑽研下迎刃而解了。目前看來結果還算是正常的，沒有再發現什麼其他BUG了。不過如果有熱心的同志執行我的程式碼發現了新的BUG，或者有什麼意見或建議的（特別是在演演算法優化方面），歡迎評論留言私信。
6、未來計劃
未來還計劃製作基於CUI的象棋小程式、漢諾塔小程式。並且再往後還計劃走出CUI，使用Java將他們GUI化，做出真正的圖形介面遊戲。如果你還有什麼新穎的創意，也歡迎聯絡我。
路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索。