C语言高级教程-C语言数组(七)：数组综合实例之井字棋游戏问题

一、本文的编译环境

本文的编译环境使用的是集成开发环境：Visual Studio 2019

Visual Studio 2019官网链接如下

Visual Studio 2019官网链接

Visual Studio 2019集成的开发环境的特点有

• Visual Studio 2019默认安装Live Share代码协作服务。
• 帮助用户快速编写代码的新欢迎窗口、改进搜索功能、总体性能改进。
• Visual Studio IntelliCode AI帮助。
• 更好的Python虚拟和Conda支持。
• 以及对包括WinForms和WPF在内的.NET Core 3.0项目支持等 。

二、井字棋游戏的问题

把计算机当作对手来编写一-个游戏超出了前面介绍的范围，所以下面编写的程序是让两个人在计算机上玩井字游戏(也称为圈叉游戏)。

三、井字棋游戏的分析

井字棋游戏的分析如下所示

• 井字游戏是一一个3X3的方格。
• 两个人轮流在方格中输入标记X或O。
• 谁先使自己的3个标记连接成水平、垂直或对角线，谁就是赢家。

知道了这个游戏怎么玩，如何将它设计成程序?这需要:

• 一个3X3的方格，存储两个人交替输入的标记。这很简单，使用一个3行3列的二维数组即可。轮到一个玩家输 入标记时，需要一种方法标记选择出来的方格。可以用1~9的数字标记这9个方格。 玩家只需输入要选择的方格数字。
• 有一种让两个玩家轮流输入标记的方法。 可以将两个玩家识别为1 和2，编号1的玩家先玩。然后根据轮流的次数决定输入标记的玩家号码。轮到奇数号时，就由玩家1输入标记。轮到偶数号时，就由玩家2输入标记。
• 指定将玩家的标记放在哪个方格中，并检查它是否有效。一个有效的选择是1~9的数字。如果用1、2、3标记方格的第一行，用4、5、6标记第二行，用7、8、9标记第三行，就可以从方格数字中计算出列和行的索引。假定玩家的选择存储在变量choice中。
• 如果将玩家选择的方格数字减1,方格数就是0-8。

如图下图所示

表达式choice/3会得到行数。

如图下图所示

表达式choice%3 会得到列数。

如图下图所示

• 找出其中一位玩家获胜。每次轮完后，都需检查方格上的列、行或对角线是否有相同的标志。如果有，后一位玩家就赢了。
• 确定游戏的结束。因为板上有9个方格，所以游戏是在有人获胜或轮玩9次后结束。

四、井字棋游戏的程序编写步骤

4.1、添加主要的游戏循环和显示这个方格

添加主要的游戏循环和显示这个方格的代码如下所示

	/// <summary>
    /// 变量定义
    /// </summary>
    /// <param name=""></param>
    /// <returns></returns>
    int player = 0;                       // 当前玩家编号- 1或2
    int winner = 0;                       // 中奖选手号码

    char board[3][3] = {
    
                      // The board
                {
    
    '1','2','3'},            // 初始值为字符“1”到“9”
                {
    
    '4','5','6'},            // 用于选择一个空白的方格
                {
    
    '7','8','9'}             // 轮到一个玩家了。
    };

    /// <summary>
    /// 主要的游戏循环。游戏将持续9个回合
    /// 只要没有赢家
    /// </summary>
    /// <param name=""></param>
    /// <returns></returns>
    for (unsigned int i = 0; i < 9 && winner == 0; ++i)
    {
    
    
        /// <summary>
        ///  展示棋局
        /// </summary>
        /// <param name=""></param>
        /// <returns></returns>
        printf("\n");
        printf(" %c | %c | %c\n", board[0][0], board[0][1], board[0][2]);
        printf("---+---+---\n");
        printf(" %c | %c | %c\n", board[1][0], board[1][1], board[1][2]);
        printf("---+---+---\n");
        printf(" %c | %c | %c\n", board[2][0], board[2][1], board[2][2]);
    }

• 这里声明了以下变量:
• i是循环变量; player, 存储目前玩家的识别码1或2; winner,含有获胜者的识别码;数组board，它的类型是char。
• 因为这个数组把标记X或0放在，方格中。这个数组用方格的识别数字作为初始值。游戏的主循环只要循环条件为就会继续执行。如果winner的值不等于0(表示找到获胜者)，或循环计数器的值大于等于9(表示方格板上的9格全部填满)，循环条件就是false。
• 在循环中显示方格时，使用“|”和“_”字符绘制方框。 玩家选择了一个方格时，玩家的标志将会取代这个字符。

4.2、让玩家选择-一个方格， 并确定那个方格是否有效

让玩家选择-一个方格， 并确定那个方格是否有效的代码如下所示

	/// <summary>
    /// 变量定义
    /// </summary>
    /// <param name=""></param>
    /// <returns></returns>
    int player = 0;                       // 当前玩家编号- 1或2
    int winner = 0;                       // 中奖选手号码
    int choice = 0;                       // 选择广场
    unsigned int row = 0;                 // 正方形的行索引
    unsigned int column = 0;              // 正方形的列索引
    unsigned int line = 0;                // 检查循环中的行或列索引

    char board[3][3] = {
    
                      // The board
                {
    
    '1','2','3'},            // 初始值为字符“1”到“9”
                {
    
    '4','5','6'},            // 用于选择一个空白的方格
                {
    
    '7','8','9'}             // 轮到一个玩家了。
    };

    /// <summary>
    /// 主要的游戏循环。游戏将持续9个回合
    /// 只要没有赢家
    /// </summary>
    /// <param name=""></param>
    /// <returns></returns>
    for (unsigned int i = 0; i < 9 && winner == 0; ++i)
    {
    
    
        /// <summary>
        ///  展示棋局
        /// </summary>
        /// <param name=""></param>
        /// <returns></returns>
        printf("\n");
        printf(" %c | %c | %c\n", board[0][0], board[0][1], board[0][2]);
        printf("---+---+---\n");
        printf(" %c | %c | %c\n", board[1][0], board[1][1], board[1][2]);
        printf("---+---+---\n");
        printf(" %c | %c | %c\n", board[2][0], board[2][1], board[2][2]);

        /// <summary>
        /// 选择玩家
        /// </summary>
        /// <param name=""></param>
        /// <returns></returns>
        player = i % 2 + 1;                   

        /// <summary>
        /// 获得有效的玩家方块选择
        /// </summary>
        /// <param name=""></param>
        /// <returns></returns>
        do
        {
    
    
            printf("玩家% d，请输入有效的数字，"
                "对于你想要放置 % c的位置: ",
                player, (player == 1) ? 'X' : 'O');
            scanf("%d", &choice);

            row = --choice / 3;                 // 获取square的行索引
            column = choice % 3;                // 获取square的列索引
        } while (choice < 0 || choice > 9 || board[row][column] > '9');

        /// <summary>
        /// 插入玩家符号
        /// </summary>
        /// <param name=""></param>
        /// <returns></returns>
        board[row][column] = (player == 1) ? 'X' : 'O';
    }

• 在do-while循环中提示当前的玩家输入标记，并且把方格数字读入choice变量。这个值将使用前面给出的表达式计算数组中列和行的索引值。行和列的索引值分别保存在变量row和column中。
• do-while的循环条件确认选择的方格是有效的。
• 有3种可能导致选择无效:
• 1. 输入的方格数小于 0
• 2. 输入的方格数大于 8
• 3. 选择已包含 X或O的方格
• 在后一种情况下，方格的内容将大于字符’9’，因为X和0的字符码都大于9的字符码。如果输入的choice属于以上任一种情况，必须要求玩家再选择-一个方 格。

4.3、添加检查获胜线

添加检查获胜线的代码如下所示

	/// <summary>
    /// 变量定义
    /// </summary>
    /// <param name=""></param>
    /// <returns></returns>
    int player = 0;                       // 当前玩家编号- 1或2
    int winner = 0;                       // 中奖选手号码
    int choice = 0;                       // 选择广场
    unsigned int row = 0;                 // 正方形的行索引
    unsigned int column = 0;              // 正方形的列索引
    unsigned int line = 0;                // 检查循环中的行或列索引

    char board[3][3] = {
    
                      // The board
                {
    
    '1','2','3'},            // 初始值为字符“1”到“9”
                {
    
    '4','5','6'},            // 用于选择一个空白的方格
                {
    
    '7','8','9'}             // 轮到一个玩家了。
    };

    /// <summary>
    /// 主要的游戏循环。游戏将持续9个回合
    /// 只要没有赢家
    /// </summary>
    /// <param name=""></param>
    /// <returns></returns>
    for (unsigned int i = 0; i < 9 && winner == 0; ++i)
    {
    
    
        /// <summary>
        ///  展示棋局
        /// </summary>
        /// <param name=""></param>
        /// <returns></returns>
        printf("\n");
        printf(" %c | %c | %c\n", board[0][0], board[0][1], board[0][2]);
        printf("---+---+---\n");
        printf(" %c | %c | %c\n", board[1][0], board[1][1], board[1][2]);
        printf("---+---+---\n");
        printf(" %c | %c | %c\n", board[2][0], board[2][1], board[2][2]);

        /// <summary>
        /// 选择玩家
        /// </summary>
        /// <param name=""></param>
        /// <returns></returns>
        player = i % 2 + 1;                   

        /// <summary>
        /// 获得有效的玩家方块选择
        /// </summary>
        /// <param name=""></param>
        /// <returns></returns>
        do
        {
    
    
            printf("玩家% d，请输入有效的数字，"
                "对于你想要放置 % c的位置: ",
                player, (player == 1) ? 'X' : 'O');
            scanf("%d", &choice);

            row = --choice / 3;                 // 获取square的行索引
            column = choice % 3;                // 获取square的列索引
        } while (choice < 0 || choice > 9 || board[row][column] > '9');

        /// <summary>
        /// 插入玩家符号
        /// </summary>
        /// <param name=""></param>
        /// <returns></returns>
        board[row][column] = (player == 1) ? 'X' : 'O';

        /// <summary>
        /// 先用对角线看是否有获胜的线
        /// </summary>
        /// <param name=""></param>
        /// <returns></returns>
        if ((board[0][0] == board[1][1] && board[0][0] == board[2][2]) ||
            (board[0][2] == board[1][1] && board[0][2] == board[2][0]))
            winner = player;
        else
        {
    
    
            /// <summary>
            /// 检查行和列，找出获胜的行
            /// </summary>
            /// <param name=""></param>
            /// <returns></returns>
            for (line = 0; line <= 2; ++line)
            {
    
    
                if ((board[line][0] == board[line][1] && board[line][0] == board[line][2]) ||
                    (board[0][line] == board[1][line] && board[0][line] == board[2][line]))
                    winner = player;
            }
        }
    }

• 检查获胜线时，可以用线上的一个元素比较线上的其他两个元素，确定它们是否相同。如果3个都相同，就有一个获胜线。用if表达式检查board数组中的两个对角线，如果任一条对角线中的3个标志完全相同，就把winner设定成当前的玩家。
• 当前的玩家一定是赢家，因为他是最后一个在方格中放置标志的。如果两个对角线都没有相同的标志，就在else子句中用一个for 循环去检查列和行。这个for循环含有一个if语句，它检查列和行是否有相同的元素。如果有，就把winner设定成当前的玩家。当然，如果winner设定为一个值，主循环的条件就是false，所以结束循环，继续执行主循环后的代码。

4.4、显示格子上最后各个标记的位置

最后的任务是显示格子上最后各个标记的位置，显示比赛结果。如果winner是0,这局就是平手:否则winner含有获胜者的号码。代码如下所示

	/// <summary>
    /// 变量定义
    /// </summary>
    /// <param name=""></param>
    /// <returns></returns>
    int player = 0;                       // 当前玩家编号- 1或2
    int winner = 0;                       // 中奖选手号码
    int choice = 0;                       // 选择广场
    unsigned int row = 0;                 // 正方形的行索引
    unsigned int column = 0;              // 正方形的列索引
    unsigned int line = 0;                // 检查循环中的行或列索引

    char board[3][3] = {
    
                      // The board
                {
    
    '1','2','3'},            // 初始值为字符“1”到“9”
                {
    
    '4','5','6'},            // 用于选择一个空白的方格
                {
    
    '7','8','9'}             // 轮到一个玩家了。
    };

    /// <summary>
    /// 主要的游戏循环。游戏将持续9个回合
    /// 只要没有赢家
    /// </summary>
    /// <param name=""></param>
    /// <returns></returns>
    for (unsigned int i = 0; i < 9 && winner == 0; ++i)
    {
    
    
        /// <summary>
        ///  展示棋局
        /// </summary>
        /// <param name=""></param>
        /// <returns></returns>
        printf("\n");
        printf(" %c | %c | %c\n", board[0][0], board[0][1], board[0][2]);
        printf("---+---+---\n");
        printf(" %c | %c | %c\n", board[1][0], board[1][1], board[1][2]);
        printf("---+---+---\n");
        printf(" %c | %c | %c\n", board[2][0], board[2][1], board[2][2]);

        /// <summary>
        /// 选择玩家
        /// </summary>
        /// <param name=""></param>
        /// <returns></returns>
        player = i % 2 + 1;                   

        /// <summary>
        /// 获得有效的玩家方块选择
        /// </summary>
        /// <param name=""></param>
        /// <returns></returns>
        do
        {
    
    
            printf("玩家% d，请输入有效的数字，"
                "对于你想要放置 % c的位置: ",
                player, (player == 1) ? 'X' : 'O');
            scanf("%d", &choice);

            row = --choice / 3;                 // 获取square的行索引
            column = choice % 3;                // 获取square的列索引
        } while (choice < 0 || choice > 9 || board[row][column] > '9');

        /// <summary>
        /// 插入玩家符号
        /// </summary>
        /// <param name=""></param>
        /// <returns></returns>
        board[row][column] = (player == 1) ? 'X' : 'O';

        /// <summary>
        /// 先用对角线看是否有获胜的线
        /// </summary>
        /// <param name=""></param>
        /// <returns></returns>
        if ((board[0][0] == board[1][1] && board[0][0] == board[2][2]) ||
            (board[0][2] == board[1][1] && board[0][2] == board[2][0]))
            winner = player;
        else
        {
    
    
            /// <summary>
            /// 检查行和列，找出获胜的行
            /// </summary>
            /// <param name=""></param>
            /// <returns></returns>
            for (line = 0; line <= 2; ++line)
            {
    
    
                if ((board[line][0] == board[line][1] && board[line][0] == board[line][2]) ||
                    (board[0][line] == board[1][line] && board[0][line] == board[2][line]))
                    winner = player;
            }
        }
    }

    /// <summary>
    /// 游戏结束，展示最后的棋盘
    /// </summary>
    /// <param name=""></param>
    /// <returns></returns>
    printf("\n");
    printf(" %c | %c | %c\n", board[0][0], board[0][1], board[0][2]);
    printf("---+---+---\n");
    printf(" %c | %c | %c\n", board[1][0], board[1][1], board[1][2]);
    printf("---+---+---\n");
    printf(" %c | %c | %c\n", board[2][0], board[2][1], board[2][2]);

    /// <summary>
    /// 显示结果信息
    /// </summary>
    /// <param name=""></param>
    /// <returns></returns>
    if (winner)
        printf("\n恭喜玩家%d，你是赢家!\n", winner);
    else
        printf("\n多无聊啊，是平局吗？\n");

五、井字棋游戏程序运行结果

井字棋游戏程序运行结果如下所示

5.1、有玩家获胜的棋局

 1 | 2 | 3
---+---+---
 4 | 5 | 6
---+---+---
 7 | 8 | 9
玩家 1，请输入有效的数字，对于你想要放置 X的位置: 1

 X | 2 | 3
---+---+---
 4 | 5 | 6
---+---+---
 7 | 8 | 9
玩家 2，请输入有效的数字，对于你想要放置 O的位置: 2

 X | O | 3
---+---+---
 4 | 5 | 6
---+---+---
 7 | 8 | 9
玩家 1，请输入有效的数字，对于你想要放置 X的位置: 5

 X | O | 3
---+---+---
 4 | X | 6
---+---+---
 7 | 8 | 9
玩家 2，请输入有效的数字，对于你想要放置 O的位置: 3

 X | O | O
---+---+---
 4 | X | 6
---+---+---
 7 | 8 | 9
玩家 1，请输入有效的数字，对于你想要放置 X的位置: 9

 X | O | O
---+---+---
 4 | X | 6
---+---+---
 7 | 8 | X

恭喜玩家1，你是赢家!
请按任意键继续. . .

5.2、没有玩家获胜的棋局

 1 | 2 | 3
---+---+---
 4 | 5 | 6
---+---+---
 7 | 8 | 9
玩家 1，请输入有效的数字，对于你想要放置 X的位置: 1

 X | 2 | 3
---+---+---
 4 | 5 | 6
---+---+---
 7 | 8 | 9
玩家 2，请输入有效的数字，对于你想要放置 O的位置: 5

 X | 2 | 3
---+---+---
 4 | O | 6
---+---+---
 7 | 8 | 9
玩家 1，请输入有效的数字，对于你想要放置 X的位置: 2

 X | X | 3
---+---+---
 4 | O | 6
---+---+---
 7 | 8 | 9
玩家 2，请输入有效的数字，对于你想要放置 O的位置: 3

 X | X | O
---+---+---
 4 | O | 6
---+---+---
 7 | 8 | 9
玩家 1，请输入有效的数字，对于你想要放置 X的位置: 7

 X | X | O
---+---+---
 4 | O | 6
---+---+---
 X | 8 | 9
玩家 2，请输入有效的数字，对于你想要放置 O的位置: 4

 X | X | O
---+---+---
 O | O | 6
---+---+---
 X | 8 | 9
玩家 1，请输入有效的数字，对于你想要放置 X的位置: 6

 X | X | O
---+---+---
 O | O | X
---+---+---
 X | 8 | 9
玩家 2，请输入有效的数字，对于你想要放置 O的位置: 8

 X | X | O
---+---+---
 O | O | X
---+---+---
 X | O | 9
玩家 1，请输入有效的数字，对于你想要放置 X的位置: 9

 X | X | O
---+---+---
 O | O | X
---+---+---
 X | O | X

多无聊啊，是平局吗？
请按任意键继续. . .

六、井字棋游戏程的完整程序代码

井字棋游戏程的完整程序代码如下所示

6.1、Main.h头文件

#ifndef MAIN_H
#define MAIN_H

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#endif

6.2、Main.c源文件

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#include "Main.h"

int main(void)
{
    
    
    system("color 3E");

    /// <summary>
    /// 变量定义
    /// </summary>
    /// <param name=""></param>
    /// <returns></returns>
    int player = 0;                       // 当前玩家编号- 1或2
    int winner = 0;                       // 中奖选手号码
    int choice = 0;                       // 选择广场
    unsigned int row = 0;                 // 正方形的行索引
    unsigned int column = 0;              // 正方形的列索引
    unsigned int line = 0;                // 检查循环中的行或列索引

    char board[3][3] = {
    
                      // The board
                {
    
    '1','2','3'},            // 初始值为字符“1”到“9”
                {
    
    '4','5','6'},            // 用于选择一个空白的方格
                {
    
    '7','8','9'}             // 轮到一个玩家了。
    };

    /// <summary>
    /// 主要的游戏循环。游戏将持续9个回合
    /// 只要没有赢家
    /// </summary>
    /// <param name=""></param>
    /// <returns></returns>
    for (unsigned int i = 0; i < 9 && winner == 0; ++i)
    {
    
    
        /// <summary>
        ///  展示棋局
        /// </summary>
        /// <param name=""></param>
        /// <returns></returns>
        printf("\n");
        printf(" %c | %c | %c\n", board[0][0], board[0][1], board[0][2]);
        printf("---+---+---\n");
        printf(" %c | %c | %c\n", board[1][0], board[1][1], board[1][2]);
        printf("---+---+---\n");
        printf(" %c | %c | %c\n", board[2][0], board[2][1], board[2][2]);

        /// <summary>
        /// 选择玩家
        /// </summary>
        /// <param name=""></param>
        /// <returns></returns>
        player = i % 2 + 1;                   

        /// <summary>
        /// 获得有效的玩家方块选择
        /// </summary>
        /// <param name=""></param>
        /// <returns></returns>
        do
        {
    
    
            printf("玩家% d，请输入有效的数字，"
                "对于你想要放置 % c的位置: ",
                player, (player == 1) ? 'X' : 'O');
            scanf("%d", &choice);

            row = --choice / 3;                 // 获取square的行索引
            column = choice % 3;                // 获取square的列索引
        } while (choice < 0 || choice > 9 || board[row][column] > '9');

        /// <summary>
        /// 插入玩家符号
        /// </summary>
        /// <param name=""></param>
        /// <returns></returns>
        board[row][column] = (player == 1) ? 'X' : 'O';

        /// <summary>
        /// 先用对角线看是否有获胜的线
        /// </summary>
        /// <param name=""></param>
        /// <returns></returns>
        if ((board[0][0] == board[1][1] && board[0][0] == board[2][2]) ||
            (board[0][2] == board[1][1] && board[0][2] == board[2][0]))
            winner = player;
        else
        {
    
    
            /// <summary>
            /// 检查行和列，找出获胜的行
            /// </summary>
            /// <param name=""></param>
            /// <returns></returns>
            for (line = 0; line <= 2; ++line)
            {
    
    
                if ((board[line][0] == board[line][1] && board[line][0] == board[line][2]) ||
                    (board[0][line] == board[1][line] && board[0][line] == board[2][line]))
                    winner = player;
            }
        }
    }

    /// <summary>
    /// 游戏结束，展示最后的棋盘
    /// </summary>
    /// <param name=""></param>
    /// <returns></returns>
    printf("\n");
    printf(" %c | %c | %c\n", board[0][0], board[0][1], board[0][2]);
    printf("---+---+---\n");
    printf(" %c | %c | %c\n", board[1][0], board[1][1], board[1][2]);
    printf("---+---+---\n");
    printf(" %c | %c | %c\n", board[2][0], board[2][1], board[2][2]);

    /// <summary>
    /// 显示结果信息
    /// </summary>
    /// <param name=""></param>
    /// <returns></returns>
    if (winner)
        printf("\n恭喜玩家%d，你是赢家!\n", winner);
    else
        printf("\n多无聊啊，是平局吗？\n");

    system("pause");
    return 0;
}

七、总结

本文主要介绍了C语言高级编程的数组的综合实例：井字棋游戏的编程。

• 本文到这里就结束啦！！！
• 希望本文的C语言数组综合实例之井字游戏。
• 能对你有所帮助。