Tic Tac Toe,又称井字棋,是一种两人对弈的纯策略型游戏。游戏的目标是在3x3的棋盘上,通过放置自己的标记(通常是X和O),使得三个标记连成一条直线,无论是水平、垂直还是对角线。本文将介绍如何使用C#和WPF开发Tic Tac Toe游戏,并实现一个AI对手,使其在游戏中几乎无法被击败。
本游戏使用.NET Framework 3.5版本进行开发,运行在Windows XP或更高版本的操作系统上。开发语言选择了C#,并且使用WPF(Windows Presentation Foundation)作为用户界面的框架。
游戏的核心逻辑是判断如何放置标记以赢得比赛。玩家首先需要考虑的是如何放置自己的标记,以及如何阻止对手赢得比赛。对于AI来说,它需要能够预测玩家的下一步动作,并做出最优的应对策略。
在设计AI时,首先考虑的是使用搜索树和最小-最大算法。尽管有许多现成的Tic Tac Toe实现,但为了保持原创性,没有参考它们,而是创建了自己的解决方案。发现,只需要对每个动作进行分类,选择对玩家和电脑来说最好的动作就足够了。
游戏类(Game)包含了游戏逻辑,棋盘是一个3x3的数组,每个元素是一个字段值(FieldValue)。字段值是一个枚举,包含了空白、白色、黑色以及下一步移动的标记。
public enum FieldValue { blank = 0, white, black, nextMove };
等级枚举(Rank)包含了不同的等级,用于对棋盘上的每个动作进行评分。
public enum Rank { wins = 6, blocksWin = 5, winsOnNextMove = 4, canWinOnNextMove = 3, canWinInTwoMoves = 2, winNotPossible = 1, undefined = 0 };
游戏类中的Move命令会遍历棋盘上的所有单元格,并返回评分最高的动作。每个动作(Move)包含一个X和Y坐标,一个颜色,以及一个等级。
public class Move {
public int X, Y;
public FieldValue Color;
public Rank RankI;
// ...
}
Move方法会检查棋盘上的所有单元格,如果当前单元格不是空白的,则抛出异常。然后,它会遍历棋盘上的每个单元格,使用RankMove方法对每个可能的动作进行评分,并返回评分最高的动作。
方向动作(DirectionMove)是从当前单元格向所有方向移动,并填充相应的DirectionMove。它记录了在当前方向上找到的同色标记的数量(SequenceLength),以及是否可以在该方向上扩展(CanExpand)。
class DirectionMove : Move {
public int SequenceLength;
public bool CanExpand;
// ...
}
RankMove方法会计算出相反方向的SequenceLength之和,并累加到ExpandForSequenceLength中。blankBlankNeighbours用于确定当序列长度为1时,是否能够在一个方向上达到三个标记的目标。
游戏方法(Game)是GUI调用的公共入口点,用于决定是返回电脑的动作还是玩家的动作作为下一步动作。如果玩家可以在下一步赢得比赛,它会设置blocksWin等级。在Classify方法中,Move会根据简单的分类得到一个等级。
测试类(Tests)包含了一系列的测试方法,用于验证游戏逻辑的正确性。每个测试方法都会设置一个特定的棋盘状态,然后调用Move方法,并验证返回的动作是否符合预期。
[Test]
public void TryThree_Horizontal() {
// ...
}