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[教你做小游戏]《五子棋》怎么判断输赢?你能5分钟交出代码吗?
我是公众号「线下聚会游戏」的作者,开发了一些联机桌游网页(UNO、斗地主、五子棋等),总结了一些小游戏开发经验,汇总在专栏《教你做小游戏》,分享给大家,欢迎关注。
1.问题描述
《五子棋》游戏,如何判断输赢呢?
这个问题是不是很简单?适合给代码初学者练手。
但是如果你真的只想快速开发一个五子棋,常年混迹开发业务、多年没摸算法的你,的确可能会在这个问题上头疼。
因为目标不一样:代码初学者愿意花好几个小时在这上面优化算法,但业务开发者只想5分钟内解决掉这个问题。
今天,我们作为业务开发者,5分钟实现它。
输入
当前棋盘上的棋子分布信息,分布信息通常有2种存储方式,见上篇文章《五子棋怎么存棋局信息?》。本文采用的是文中2.6节的方案一:
用一个列表存储已落的棋子,列表顺序表明棋子顺序,列表每一项的值代表棋子的位置,值为0-224(刚好15*15=225个值),奇数位置是黑棋,偶数位置是白棋。
以这局为例:
注意:网址参数中,是用15进制表示棋子的。每2位是一个棋子。
//网址参数对应这样的输入数据:constinput=[0,1,15,16,30,31,45,46,60];//分别是000110112021303140奇数位置是黑棋,偶数位置是白棋
输出
有3种可能:
黑棋赢
白棋赢
没人赢(游戏应该继续)
(当然也有诉求判断是否平局,但场景不多,本文不考虑这种判断是否平局的诉求。另外也因为我游戏中有认输功能,不会出现棋盘下满导致双方无法做任何操作的情况)
基本假设
有且仅有最后一手棋,导致某方五联珠胜利。
也就是说:
如果最后一手是黑棋,那么当前白棋一定没赢,只需要判断黑棋是否赢,就知道输出是1还是3。
如果最后一手是白棋,那么当前黑棋一定没赢,只需要判断白棋是否赢,就知道输出是2还是3。
这个基本假设,符合真实的五子棋场景。
2.解决方案2.1五分钟方案
如果你觉得这个问题又简单又恶心,只想快速做完,可以这样做:
先找到最后一手棋的颜色,拿到该颜色棋子的集合:
constinput=[0,1,15,16,30,31,45,46,60];constpieces=input.filter((piece,index)=>input.length%2!==index%2);console.log(pieces);
比如input.length是奇数,表明最后一手是黑棋,筛选出input的所有第偶数项(从0开始)都是黑棋。
然后遍历这个集合,看看它上下左右斜共8个方向,有没有5连珠,若有,则他赢;否则他没赢。
constinput=[0,1,15,16,30,31,45,46,60];constpieces=input.filter((piece,index)=>input.length%2!==index%2);console.log(pieces);constjudge=(pieces)=>{constpieceSet=newSet(pieces);for(leti=0;i<pieces.length;i++){constpiece=pieces[i];if(piece%15>=4&&pieceSet.has(piece-1)&&pieceSet.has(piece-2)&&pieceSet.has(piece-3)&&pieceSet.has(piece-4))returntrue;if(piece%15<=10&&pieceSet.has(piece+1)&&pieceSet.has(piece+2)&&pieceSet.has(piece+3)&&pieceSet.has(piece+4))returntrue;if(Math.floor(piece/15)>=4&&pieceSet.has(piece-15)&&pieceSet.has(piece-30)&&pieceSet.has(piece-45)&&pieceSet.has(piece-60))returntrue;if(Math.floor(piece/15)<=10&&pieceSet.has(piece+15)&&pieceSet.has(piece+30)&&pieceSet.has(piece+45)&&pieceSet.has(piece+60))returntrue;if(piece%15>=4&&Math.floor(piece/15)>=4&&pieceSet.has(piece-1-15)&&pieceSet.has(piece-2-30)&&pieceSet.has(piece-3-45)&&pieceSet.has(piece-4-60))returntrue;if(piece%15<=10&&Math.floor(piece/15)<=10&&pieceSet.has(piece+1+15)&&pieceSet.has(piece+2+30)&&pieceSet.has(piece+3+45)&&pieceSet.has(piece+4+60))returntrue;if(piece%15>=4&&Math.floor(piece/15)<=10&&pieceSet.has(piece-1+15)&&pieceSet.has(piece-2+30)&&pieceSet.has(piece-3+45)&&pieceSet.has(piece-4+60))returntrue;if(piece%15<=10&&Math.floor(piece/15)>=4&&pieceSet.has(piece+1-15)&&pieceSet.has(piece+2-30)&&pieceSet.has(piece+3-45)&&pieceSet.has(piece+4-60))returntrue;}returnfalse;};console.log(judge(pieces));
算法描述
如果最后一手为黑棋,则遍历所有黑棋:以该黑棋为五联珠的顶点,看看它的上、下、左、右、左上、右下、左下、右上是否有连续的4个黑棋,只要找到任意一项成立,则黑棋赢。若遍历了所有棋子的所有方向后,没找到能使任意if成立的,则表明黑棋没赢。
里面有1个for循环,用于遍历黑棋。8个if判断,分布判断8个方向是否有4连珠。
注意事项
8个if判断的前缀表达式:
piece%15是棋子在第几行。Math.floor(piece/15)是第几列。
这个前缀表达式判断不可省略。想想为什么?
答案:
如果你省略,会出错,比如在这种情况,算法会误判:
constinput=[11,224,12,223,13,222,14,221,15];
算法点评
我相信这是大多数人,看到这道题最快能想到的暴力解法。该算法虽然比较蠢,有很多地方可以剪枝优化,但是因为pieces最长长度为Math.ceil(225/2)=113的列表,所以该算法实际情况下不会慢多少。完全可以投入生产环境使用。
我五子棋第一个版本就采用了该算法,当时只是为了快速加上胜利判断功能。
2.2十五分钟方案
如果你把产品需求赶完了,有时间做技术优化了,可以对2.1方案做个剪枝优化。
(当然产品需求是一辈子也做不完的,你可能没时间做优化了)
看该方案前,需要强调一下基本假设:有且仅有最后一手棋,导致某方五联珠胜利。
而最后一手棋胜利,有4个可能的方向:上下5连珠、左右5连珠、左上右下五联珠、右上左下五联珠。
所以,我们判断最后一手棋的4个方向的连珠,只要任意方向有5连珠,就赢了。否则没赢。
完整代码
这也是我的五子棋游戏采用的方案,我直接贴源码:
exportfunctionjudgeWin(pieces:number[]){//先选出与最后一手同色的棋子集合constsamePieces=newSet<number>();constcolor=pieces.length%2;pieces.forEach((v,i)=>{if(i%2!==color){samePieces.add(v);}});//拿到最后一手棋子的坐标constp=pieces[pieces.length-1];//判断该棋子【上下、左右、左上右下、左下右上】四条直线方向,最大有多少连珠。若找到5连珠,则胜利letcount=0;//右上for(leti=1;i<=Math.min(4,p%15,14-Math.floor(p/15));i++){if(samePieces.has(p-i+15*i)){count+=1;}else{break;}}//左下for(leti=1;i<=Math.min(4,14-(p%15),Math.floor(p/15));i++){if(samePieces.has(p+i-15*i)){count+=1;}else{break;}}//右上和左下,累计4个连珠,就赢了if(count>=4)returntrue;//若上述方向没赢,再看其它方向count=0;//左上for(leti=1;i<=Math.min(4,p%15,Math.floor(p/15));i++){if(samePieces.has(p-i-15*i)){count+=1;}else{break;}}//右下for(leti=1;i<=Math.min(4,14-(p%15),14-Math.floor(p/15));i++){if(samePieces.has(p+i+15*i)){count+=1;}else{break;}}//左上和右下,累计4个连珠,就赢了if(count>=4)returntrue;//若上述方向没赢,再看其它方向count=0;//上for(leti=1;i<=Math.min(4,p%15);i++){if(samePieces.has(p-i)){count+=1;}else{break;}}//下for(leti=1;i<=Math.min(4,14-(p%15));i++){if(samePieces.has(p+i)){count+=1;}else{break;}}//上和下,累计4个连珠,就赢了if(count>=4)returntrue;//若上述方向没赢,再看其它方向count=0;//左for(leti=1;i<=Math.min(4,Math.floor(p/15));i++){if(samePieces.has(p-i*15)){count+=1;}else{break;}}//右for(leti=1;i<=Math.min(4,14-Math.floor(p/15));i++){if(samePieces.has(p+i*15)){count+=1;}else{break;}}//左和右,累计4个连珠,就赢了。否则,方向已经遍历完了,说明没赢returncount>=4;}
算法分析
相比5分钟方案,真的是翻倍的快了。虽然两个算法复杂度都是O(n),但是15分钟方案少了很多次遍历过程。
当然,方案二的算法复杂度主要来源于开始遍历棋子,生成同色棋子集合。如果抛开这个过程,只谈判断同色棋子是否存在5连珠,方案二的算法复杂度是O(1),但方案一的算法复杂度是O(n)。
注意事项
该代码写法不是最精简的,你能通过方向数组,把8个for循环简化成嵌套的2或3个for循环。这不会改变代码复杂度,但是会缩短代码长度。
什么是方向数组?
constdx=[0,0,1,-1,1,-1,1,-1];constdy=[1,-1,0,0,1,-1,-1,1];
这样找相邻棋子的写法,就可以统一了。通过加一层循环,把j从0遍历到7即可:p-i-15*i变成p+i*dx[j]+15*i*dy[j]。
感兴趣的朋友可以尝试精简一下。我只是个业务开发者,就不花过多时间了,哈哈。
3.写在最后
这种算法,你不去自己开发《五子棋》,可能不会去思考。但是当你做的时候,会发现,非常好玩儿,实现方案很多,你要选出最适合你的那一个。
,也是我开发我的联机《五子棋》时,所采用的方案。欢迎体验,游戏地址在这里:我做了个《联机桌游合集:UNO+斗地主+五子棋》无需下载,点开即玩!叫上朋友,即刻开局!不看广告,不做任务,享受「纯粹」的游戏!
开发五子棋时,我始终追求极致用户体验,参考文章:[极致用户体验]我做的《联机五子棋》是如何追求极致用户体验的?(上)
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原文:
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对于下载223小游戏,看完本文,小编觉得你已经对它有了更进一步的认识,也相信你能很好的处理它。如果你还有其他问题未解决,可以看看辉程攻略网的其他内容。
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