QT-五子棋游戏

news2024/12/26 20:59:42

QT-五子棋游戏

  • 一、演示效果
  • 二、核心代码
  • 三、下载链接

一、演示效果

请添加图片描述

二、核心代码

#include "GameModel.h"
#include <time.h>
#include <stdlib.h>

GameModel::GameModel(){

}

void GameModel::startGame(GameType type){
    gameType = type;
    //初始化棋盤
    gameMapVec.clear();
    for(int i=0;i<BOARD_GRAD_SIZE;i++){
        std::vector<int> lineBoard;
        for(int j=0;j<BOARD_GRAD_SIZE;j++){
            lineBoard.push_back(0);
        }
        gameMapVec.push_back(lineBoard);
    }
    //如果是AI模式，需要初始化評分數組
    if(gameType == AI){
        scoreMapVec.clear();
        for(int i=0;i<BOARD_GRAD_SIZE;i++){
            std::vector<int> lineScores;
            for(int j=0;j<BOARD_GRAD_SIZE;j++){
                lineScores.push_back(0);
            }
            scoreMapVec.push_back(lineScores);
        }
    }
    //輪到黑方下棋為true，反之
    playerFlag = true;
}

void GameModel::actionByPerson(int row, int col){
    updateGameMap(row,col);
}
void GameModel::updateGameMap(int row, int col){
    if(playerFlag){
        gameMapVec[row][col] = 1;
    }else{
        gameMapVec[row][col] = -1;
    }
    //換手
    playerFlag = !playerFlag;
}

bool GameModel::isWin(int row,int col){
    /*判斷下棋點的水平、垂直、左斜、右斜方中
     * 有沒有5子相連的情況，如有則贏
     */
    for(int i=0;i<5;i++){
        //先判斷水平方向是否有5子相連
        if(row>0 && row<BOARD_GRAD_SIZE &&
           col-i>0 && col-i+4<BOARD_GRAD_SIZE &&
           gameMapVec[row][col-i] == gameMapVec[row][col-i+1] &&
           gameMapVec[row][col-i] == gameMapVec[row][col-i+2] &&
           gameMapVec[row][col-i] == gameMapVec[row][col-i+3] &&
           gameMapVec[row][col-i] == gameMapVec[row][col-i+4]){
            return true;
        }
        //先判斷垂直方向是否有5子相連
        if(row-i>0 && row-i+4<BOARD_GRAD_SIZE &&
           col>0 && col<BOARD_GRAD_SIZE &&
           gameMapVec[row-i][col] == gameMapVec[row-i+1][col] &&
           gameMapVec[row-i][col] == gameMapVec[row-i+2][col] &&
           gameMapVec[row-i][col] == gameMapVec[row-i+3][col] &&
           gameMapVec[row-i][col] == gameMapVec[row-i+4][col]){
            return true;
        }
        //先判斷"/"方向是否有5子相連，左下->右上
        if(
           row-i>0 && row-i+4<BOARD_GRAD_SIZE &&
           col+i-4>0 && col+i<BOARD_GRAD_SIZE &&
           gameMapVec[row-i][col+i] == gameMapVec[row-i+1][col+i-1] &&
           gameMapVec[row-i][col+i] == gameMapVec[row-i+2][col+i-2] &&
           gameMapVec[row-i][col+i] == gameMapVec[row-i+3][col+i-3] &&
           gameMapVec[row-i][col+i] == gameMapVec[row-i+4][col+i-4]){
            return true;
        }
        //先判斷"\"方向是否有5子相連，右下->左上
        if(row-i>0 && row-i+4<BOARD_GRAD_SIZE &&
           col-i>0 && col-i+4<BOARD_GRAD_SIZE &&
           gameMapVec[row-i][col-i] == gameMapVec[row-i+1][col-i+1] &&
           gameMapVec[row-i][col-i] == gameMapVec[row-i+2][col-i+2] &&
           gameMapVec[row-i][col-i] == gameMapVec[row-i+3][col-i+3] &&
           gameMapVec[row-i][col-i] == gameMapVec[row-i+4][col-i+4]){
            return true;
        }

    }
    return false;
}

//計算每格分數函數
void GameModel::calculateScore(){
    //統計玩家或者電腦連成的子
    int personNum = 0; //玩家連成子的個數
    int botNum = 0;   //AI連成子的個數
    int emptyNum = 0;   //各方向空白位的個數

    //清空評分數組
    scoreMapVec.clear();
    for(int i=0;i<BOARD_GRAD_SIZE;i++){
        std::vector<int> lineScores;
        for(int j=0;j<BOARD_GRAD_SIZE;j++){
            lineScores.push_back(0);
        }
        scoreMapVec.push_back(lineScores);
    }
    //計分
    /*計分個人理解：
     * 遍歷每一個格子，判斷哪些是空白的點(即為0的點)，以該點為中心，判斷周圍的八個點向外延伸的四格裡，
     * 有多少個是黑子、白子、空白，以此作為依據來評分。下方算法是以守為主，所以守的分數>攻的分數
     */
    for(int row=0;row<BOARD_GRAD_SIZE;row++){
        for(int col=0;col<BOARD_GRAD_SIZE;col++){
            //空白點才算
            if(row>0 && col>0 && gameMapVec[row][col]==0){
                //遍歷周圍8個方向
                for(int y=-1;y<=1;y++){
                    for(int x=-1;x<=1;x++){
                        //重置
                        personNum = 0;
                        botNum = 0;
                        emptyNum = 0;
                        //原坐標不算
                        if(!(y==0 && x==0)){
                            //每個方向延伸4個子

                            //對玩家黑子評分(正反兩個方向)
                            for(int i=1;i<=4;i++){
                                if(row+i*y>0 && row+i*y<BOARD_GRAD_SIZE &&
                                   col+i*x>0 && col+i*x<BOARD_GRAD_SIZE &&
                                   gameMapVec[row+i*y][col+i*x]==1){ //真人玩家的子
                                    personNum++;
                                }else if(row+i*y>0 && row+i*y<BOARD_GRAD_SIZE &&
                                         col+i*x>0 && col+i*x<BOARD_GRAD_SIZE &&
                                         gameMapVec[row+i*y][col+i*x]==0){ //空白位
                                    emptyNum++;
                                    break;
                                }else{ //出邊界，或有白子
                                    break;
                                }
                            }
                            for(int i=1;i<=4;i++){
                                if(row-i*y>0 && row-i*y<BOARD_GRAD_SIZE &&
                                   col-i*x>0 && col-i*x<BOARD_GRAD_SIZE &&
                                   gameMapVec[row-i*y][col-i*x]==1){ //真人玩家的子
                                    personNum++;
                                }else if(row-i*y>0 && row-i*y<BOARD_GRAD_SIZE &&
                                         col-i*x>0 && col-i*x<BOARD_GRAD_SIZE &&
                                         gameMapVec[row-i*y][col-i*x]==0){ //空白位
                                    emptyNum++;
                                    break;
                                }else{ //出邊界，或有白子
                                    break;
                                }
                            }
                            if(personNum == 1){                 //殺2
                                scoreMapVec[row][col]+=10;
                            }else if(personNum == 2){           //殺3
                                if(emptyNum == 1)
                                    scoreMapVec[row][col]+=30;
                                else if(emptyNum == 2)
                                    scoreMapVec[row][col]+=40;
                            }else if(personNum == 3){           //殺4
                                //量變空位不一樣，優先級不一樣
                                if(emptyNum == 1)
                                    scoreMapVec[row][col]+=60;
                                else if(emptyNum == 2)
                                    scoreMapVec[row][col]+=110;
                            }else if(personNum == 4){           //殺5
                                scoreMapVec[row][col]+=10100;
                            }

                            //進行一次清空
                            emptyNum = 0;

                            //對AI白子評分
                            for(int i=1;i<=4;i++){
                                if(row+i*y>0 && row+i*y<BOARD_GRAD_SIZE &&
                                   col+i*x>0 && col+i*x<BOARD_GRAD_SIZE &&
                                   gameMapVec[row+i*y][col+i*x]==-1){ //AI的子
                                    botNum++;
                                }else if(row+i*y>0 && row+i*y<BOARD_GRAD_SIZE &&
                                         col+i*x>0 && col+i*x<BOARD_GRAD_SIZE &&
                                         gameMapVec[row+i*y][col+i*x]==0){ //空白位
                                    emptyNum++;
                                    break;
                                }else{ //出邊界
                                    break;
                                }
                            }
                            for(int i=1;i<=4;i++){
                                if(row-i*y>0 && row-i*y<BOARD_GRAD_SIZE &&
                                   col-i*x>0 && col-i*x<BOARD_GRAD_SIZE &&
                                   gameMapVec[row-i*y][col-i*x]==-1){ //AI的子
                                    botNum++;
                                }else if(row-i*y>0 && row-i*y<BOARD_GRAD_SIZE &&
                                         col-i*x>0 && col-i*x<BOARD_GRAD_SIZE &&
                                         gameMapVec[row-i*y][col-i*x]==0){ //空白位
                                    emptyNum++;
                                    break;
                                }else{ //出邊界
                                    break;
                                }
                            }
                            if(botNum == 0){
                                scoreMapVec[row][col]+=5;  //活1
                            }else if(botNum == 1){
                                scoreMapVec[row][col]+=10; //活2
                            }else if(botNum == 2){         //活3
                                if(emptyNum == 1)
                                    scoreMapVec[row][col]+=25;
                                else if(emptyNum == 2)
                                    scoreMapVec[row][col]+=50;
                            }else if(botNum == 3){         //活4
                                if(emptyNum == 1)
                                    scoreMapVec[row][col]+=55;
                                else if(emptyNum == 2)
                                    scoreMapVec[row][col]+=100;
                            }else if(botNum >= 4){         //活5
                                scoreMapVec[row][col]+=20000;
                            }


                        }
                    }
                }
            }
        }
    }

}
//AI執行下棋
void GameModel::actionByAI(int &clickRow,int &clickCol){
    //計算評分
    calculateScore();

    //從評分中找出最大分數的位置
    int maxScore = 0;
    std::vector<std::pair<int,int>> maxPoints;
    for(int row = 1;row<BOARD_GRAD_SIZE;row++){
        for(int col = 1;col<BOARD_GRAD_SIZE;col++){
            //前提是這個坐標是空的
            if(gameMapVec[row][col] == 0){
                if(scoreMapVec[row][col]>maxScore){     //找最大數和坐標
                    maxPoints.clear();
                    maxScore = scoreMapVec[row][col];
                    maxPoints.push_back(std::make_pair(row,col));
                }else if(scoreMapVec[row][col] == maxScore){   //如果有多個最大值就將他們存儲起來，在後面的代碼隨機抽1個
                    maxPoints.push_back(std::make_pair(row,col));
                }
            }
        }
    }
    //隨機落子，如果有多個點的話
    srand((unsigned)time(0));
    int index = rand()%maxPoints.size();
    std::pair<int,int> pointPair = maxPoints.at(index);
    clickRow = pointPair.first;
    clickCol = pointPair.second;
    updateGameMap(clickRow,clickCol);
}


#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"
#include <QPainter>
#include <QMouseEvent>
#include <math.h>
#include <QMessageBox>
#include <QTimer>
#include <QDebug>

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
    this->setFixedSize(
     MARGIN*2+BLOCK_SIZE*BOARD_GRAD_SIZE,
     MARGIN*2+BLOCK_SIZE*BOARD_GRAD_SIZE);
    initGame();

}

MainWindow::~MainWindow()
{
    delete ui;
}

void MainWindow::paintEvent(QPaintEvent* event){
    QPainter painter(this);
    painter.setRenderHint(QPainter::Antialiasing); //設置抗鋸齒

    for(int i=0;i<BOARD_GRAD_SIZE+1;i++){
        //從左到右，第(i+1)條豎線
        painter.drawLine(MARGIN+BLOCK_SIZE*i,MARGIN,
                         MARGIN+BLOCK_SIZE*i,this->height()-MARGIN);
        //從上到下，第(i+1)條橫線
        painter.drawLine(MARGIN,MARGIN+BLOCK_SIZE*i,
                         this->width()-MARGIN,MARGIN+BLOCK_SIZE*i);
    }
    //繪製選中點
    QBrush brush;
    brush.setStyle(Qt::SolidPattern);
    //繪製落子標記(防止鼠標出框越界)
    if(clickPosRow>0 && clickPosRow<BOARD_GRAD_SIZE &&
       clickPosCol>0 && clickPosCol<BOARD_GRAD_SIZE &&
        game->gameMapVec[clickPosRow][clickPosCol]==0){

        if(game->playerFlag){
            brush.setColor(Qt::black);
        }else{
            brush.setColor(Qt::white);
        }
        painter.setBrush(brush);
        painter.drawRect(MARGIN+BLOCK_SIZE*clickPosCol-MARK_SIZE/2,MARGIN+BLOCK_SIZE*clickPosRow-MARK_SIZE/2,MARK_SIZE,MARK_SIZE);
    }
    for(int i=0;i<BOARD_GRAD_SIZE;i++){
        for(int j=0;j<BOARD_GRAD_SIZE;j++){
            if(game->gameMapVec[i][j]==1){
                brush.setColor(Qt::black);
                painter.setBrush(brush);
                painter.drawEllipse(MARGIN+BLOCK_SIZE*j-CHESS_RADIUS,MARGIN+BLOCK_SIZE*i-CHESS_RADIUS,CHESS_RADIUS*2,CHESS_RADIUS*2);
            }else if(game->gameMapVec[i][j]==-1){
                brush.setColor(Qt::white);
                painter.setBrush(brush);
                painter.drawEllipse(MARGIN+BLOCK_SIZE*j-CHESS_RADIUS,MARGIN+BLOCK_SIZE*i-CHESS_RADIUS,CHESS_RADIUS*2,CHESS_RADIUS*2);
            }

        }
    }
    //判斷輸嬴
    if(clickPosCol>0 && clickPosCol<BOARD_GRAD_SIZE &&
       clickPosRow>0 && clickPosRow<BOARD_GRAD_SIZE &&
       (game->gameMapVec[clickPosRow][clickPosCol]==1||game->gameMapVec[clickPosRow][clickPosCol]==-1)){  //代碼解析：game->gameMapVec[clickPosRow][clickPosCol]==1||game->gameMapVec[clickPosRow][clickPosCol]==-1，防止因為5個0(空白)相連也被判勝利
        if(game->isWin(clickPosRow,clickPosCol) && game->gameStatus == PLAYING){
            game->gameStatus = WIN;
            QString str;
            str = game->gameMapVec[clickPosRow][clickPosCol]==1?u8"黑棋":u8"白棋";
            QMessageBox::StandardButton btnValue = QMessageBox::information(this,u8"五子棋嬴家",str+u8"勝利");
            if(btnValue == QMessageBox::Ok){
                game->startGame(game_type);
                game->gameStatus = PLAYING;
            }

        }
    }
}
//初始化遊戲
void MainWindow::initGame(){
    game = new GameModel();
    QMessageBox::StandardButton select = QMessageBox::question(this,u8"選擇遊戲模式",u8"YES[玩家VS電腦]  NO[玩家VS玩家]");
    if(select == QMessageBox::Yes){
        game_type = AI;
    }else {
        game_type = MAN;
    }
    game->gameStatus = PLAYING;

    game->startGame(game_type);
    update();
}



void MainWindow::mouseMoveEvent(QMouseEvent* event){
    //通過鼠標的hover確定落子的標記
    int x = event->x();
    int y = event->y();

    //棋盤邊緣不能落子
    if(x>=MARGIN+BLOCK_SIZE/2&&
           x<this->width()-MARGIN-BLOCK_SIZE/2&&
           y>=MARGIN+BLOCK_SIZE/2&&
           y<this->height()-MARGIN-BLOCK_SIZE/2){
        //獲取最近的左上角的點
        int col = (x-MARGIN)/BLOCK_SIZE;
        int row = (y-MARGIN)/BLOCK_SIZE;

        int leftTopPosX = MARGIN+BLOCK_SIZE*col;
        int leftTopPosY = MARGIN+BLOCK_SIZE*row;

        //根據距離算出合適的點擊位置，一共四個點，根據半徑距離選最近的
        clickPosRow = -1; //初始化最終值
        clickPosCol = -1;
        int len = 0;  //計算完後取整就可以了

        selectPos = false;

        //確定一個誤差在範圍內的點，且只可能確定一個出來
        //len：與左上角的點的距離
        len = sqrt((x-leftTopPosX)*(x-leftTopPosX)+(y-leftTopPosY)*(y-leftTopPosY));
        if(len<POS_OFFSET){
            clickPosRow = row;
            clickPosCol = col;
            if(game->gameMapVec[clickPosRow][clickPosCol]==0){
                selectPos = true;
            }
        }
        //len：與右上角的點的距離
        len = sqrt((x-leftTopPosX-BLOCK_SIZE)*(x-leftTopPosX-BLOCK_SIZE)+(y-leftTopPosY)*(y-leftTopPosY));
        if(len<POS_OFFSET){
            clickPosRow = row;
            clickPosCol = col+1;
            if(game->gameMapVec[clickPosRow][clickPosCol]==0){
                selectPos = true;
            }
        }
        //len：與左下角的點的距離
        len = sqrt((x-leftTopPosX)*(x-leftTopPosX)+(y-leftTopPosY-BLOCK_SIZE)*(y-leftTopPosY-BLOCK_SIZE));
        if(len<POS_OFFSET){
            clickPosRow = row+1;
            clickPosCol = col;
            if(game->gameMapVec[clickPosRow][clickPosCol]==0){
                selectPos = true;
            }
        }
        //len：與右下角的點的距離
        len = sqrt((x-leftTopPosX-BLOCK_SIZE)*(x-leftTopPosX-BLOCK_SIZE)+(y-leftTopPosY-BLOCK_SIZE)*(y-leftTopPosY-BLOCK_SIZE));
        if(len<POS_OFFSET){
            clickPosRow = row+1;
            clickPosCol = col+1;
            if(game->gameMapVec[clickPosRow][clickPosCol]==0){
                selectPos = true;
            }
        }
    }
    //存了坐標後也要重繪
    update();
}

void MainWindow::mouseReleaseEvent(QMouseEvent* event){
    if(selectPos == false){
        return;
    }else{
        selectPos = false;
    }
    //由人來下棋
    chessOneByPerson();
    if(game_type == AI){ //人機模式
        //AI 下棋
        QTimer::singleShot(AI_THINK_TIME,this,SLOT(chessOneByAI()));
    }
}

void MainWindow::chessOneByPerson(){
    if(clickPosRow!=-1 && clickPosCol!=-1 && game->gameMapVec[clickPosRow][clickPosCol]==0){
        //在遊戲的數據模型中落子
        game->actionByPerson(clickPosRow,clickPosCol);
        //播放落子音效

        //重繪
        update();

    }
}

void MainWindow::chessOneByAI(){
    game->actionByAI(clickPosRow,clickPosCol);
    update();
}

三、下载链接

https://download.csdn.net/download/u013083044/89656663

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