Python实现井字棋游戏

拼搏现实的明天。 2023-06-17 05:56 31阅读 0赞

*  推荐自己的专栏：[分享一些Python案例，将所学用出来][Python]

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井字棋，英文名叫Tic-Tac-Toe，**是一种在3\*3格子上进行的连珠游戏**，和五子棋类似，由于棋盘一般不画边框，格线排成井字故得名。

游戏需要的工具仅为纸和笔，然后**由分别代表O和X的两个游戏者轮流在格子里留下标记（一般来说先手者为X），任意三个标记形成一条直线，则为获胜**。

不得不说，井字棋是我们上课时与同桌打发枯燥时光，必不可少的游戏。简单又有趣，但玩透了之后，基本是平局。

![在这里插入图片描述][20191127181205177.png]

*  中心（4）
 *  角（0、2、6、8）
 *  边（1、3、5、7）

获胜规律：  
先手下角，后手必中  
先手下中，后手必角  
否则，必有一个死棋

# **井字棋的设计思路** #

棋盘采用包含9个元素的列表来实现

棋盘bord，

bord\[0\]到bord\[8\]存储代表棋子的字符串

![在这里插入图片描述][20191127181205177.png]

字符串0到8代表未落子

字符串`X`、`O`表示两种棋子

**程序的流程：**

1.  初始化棋盘

board = list("012345678")

1.  询问玩家选择棋子：棋子`X`先走，棋子`O`后走
2.  显示棋盘及落子布局

1.  循环轮流落子

**计算机人工智能（AI）落子算法如下：**

*  如果某位置落子可以获胜，则选择该位置
 *  否则，如果某个位置，玩家下一步落子可以获胜，则选择该位置
 *  否则，按中心（4）、角（0、2、6、8）、边（1、3、5、7)顺序选择空的位置

> 就按照这个规律，我下不赢AI，把把都是平手…

AI需要先得到棋盘可落子位置（棋盘该位置若为‘O’、‘X’则表明已被落子）

def legal_moves(board):
        """返回可落子的位置列表"""
        moves = []#存放的是int类型
        for i in range(9):
            if board[i] in list("012345678"):
                moves.append(i)
        return moves

三个参数：棋盘（数据类型：列表）、AI棋子类型、玩家棋子类型  
调用函数isWinner()，赢则返回True

def getComputerMove(board, computerLetter, playerLetter):
        """核心算法：计算人工智能AI的落子位置"""
        boardcopy = board.copy()
    
        # 规则一：判断如果某位置落子可以获胜，则选择该位置
        for move in legal_moves(boardcopy):
            boardcopy[move] = computerLetter
            if isWinner(boardcopy):
                return move
            boardcopy[move] = str(move)  #复原
        
        # 规则二：某个位置玩家下一步落子可以获胜，则选择该位置
        for move in legal_moves(boardcopy):
            boardcopy[move] = playerLetter
            if isWinner(boardcopy):
                return move
            boardcopy[move] = str(move)
        
        # 规则三：按照中心、角、边的顺序选择空的位置
        for move in (4,0,2,6,8,1,3,5,7):
            if move in legal_moves(board):
                return move

**判断输赢规则如下：**

1.  三条横线  
    0、1、2；  
    3、4、5；  
    6、7、8
2.  三条竖线  
    0、3、6；  
    1、4、7；  
    2、5、8
3.  两条对角线  
    0、4、8；  
    2、4、6

以上八种情况的三个位置的棋子相同，则该棋子方赢棋。

def isWinner(board):
        """判断所给的棋子是否获胜"""
        WAYS_TO_WIN = { (0,1,2), (3,4,5), (6,7,8), (0,3,6), (1,4,7), (2,5,8), (0,4,8), (2,4,6)}
        for r in WAYS_TO_WIN:
            if board[r[0]] == board[r[1]] == board[r[2]]:
                return True
        return False

如果全部位置落子，则平局

def isTie(board):
        """判断是否平局"""
        for i in list("012345678"):
            if i in board:
                return False
        return True

# **代码实现** #

**tic-tac-toe.py**

def display_board(board):
        """显示棋盘"""
        print("\t{0} | {1} | {2}".format(board[0], board[1], board[2]))
        print("\t_ | _ | _")
        print("\t{0} | {1} | {2}".format(board[3], board[4], board[5]))
        print("\t_ | _ | _")
        print("\t{0} | {1} | {2}".format(board[6], board[7], board[8]))
    
    
    def legal_moves(board):
        """返回可落子的位置列表"""
        moves = []#存放的是int类型
        for i in range(9):
            if board[i] in list("012345678"):
                moves.append(i)
        return moves
    
    
    def getPlayerMove(board):
        """询问并确定玩家的选择落子位置，无效位置时重复询问"""
        move = 9
        while move not in legal_moves(board):
            move = int(input("请选择落子位置（0-8）："))
        return move
    
    
    def getComputerMove(board, computerLetter, playerLetter):
        """核心算法：计算人工智能AI的落子位置"""
        boardcopy = board.copy()
    
        # 规则一：判断如果某位置落子可以获胜，则选择该位置
        for move in legal_moves(boardcopy):
            boardcopy[move] = computerLetter
            if isWinner(boardcopy):
                return move
            boardcopy[move] = str(move)
        
        # 规则二：某个位置玩家下一步落子可以获胜，则选择该位置
        for move in legal_moves(boardcopy):
            boardcopy[move] = playerLetter
            if isWinner(boardcopy):
                return move
            boardcopy[move] = str(move)
        
        # 规则三：按照中心、角、边的顺序选择空的位置
        for move in (4,0,2,6,8,1,3,5,7):
            if move in legal_moves(board):
                return move
    
            
    def isWinner(board):
        """判断所给的棋子是否获胜"""
        WAYS_TO_WIN = { (0,1,2), (3,4,5), (6,7,8), (0,3,6), (1,4,7), (2,5,8), (0,4,8), (2,4,6)}
        for r in WAYS_TO_WIN:
            if board[r[0]] == board[r[1]] == board[r[2]]:
                return True
        return False
    
    
    def isTie(board):
        """判断是否平局"""
        for i in list("012345678"):
            if i in board:
                return False
        return True
    
    
    def tic_tac_toe():
        """井字棋"""
        board = list("012345678")
        playerLetter = input("请选择棋子X或者O（X先走，O后走）：")
        if playerLetter in ("X", "x"):
            turn = "player"
            playerLetter = "X"
            computerLetter = "O"
        else:
            turn = "computer"
            computerLetter = "X"
            playerLetter = "O"
        print("{}先走！".format(turn))
    
        while True:
            display_board(board)
            if turn == 'player':
                move = getPlayerMove(board)
                board[move] = playerLetter
                if isWinner(board):
                    display_board(board)
                    print("恭喜玩家获胜！")
                    break
                else:
                    turn = "computer"
            else:
                move = getComputerMove(board, computerLetter, playerLetter)
                print("计算机人工智能AI落子位置：", move)
                board[move] = computerLetter
                if isWinner(board):
                    display_board(board)
                    print("计算机人工智能AI获胜！")
                    break
                else:
                    turn = "player"
    
            if isTie(board):
                display_board(board)
                print('平局！！！')
                break
    
    
    if __name__ == '__main__':
        tic_tac_toe()

# **运行效果** #

这是一次我与AI对弈的过程：

请选择棋子X或者O（X先走，O后走）：x
    player先走！
    	0 | 1 | 2
    	_ | _ | _
    	3 | 4 | 5
    	_ | _ | _
    	6 | 7 | 8
    请选择落子位置（0-8）：3
    	0 | 1 | 2
    	_ | _ | _
    	X | 4 | 5
    	_ | _ | _
    	6 | 7 | 8
    计算机人工智能AI落子位置： 4
    	0 | 1 | 2
    	_ | _ | _
    	X | O | 5
    	_ | _ | _
    	6 | 7 | 8
    请选择落子位置（0-8）：6
    	0 | 1 | 2
    	_ | _ | _
    	X | O | 5
    	_ | _ | _
    	X | 7 | 8
    计算机人工智能AI落子位置： 0
    	O | 1 | 2
    	_ | _ | _
    	X | O | 5
    	_ | _ | _
    	X | 7 | 8
    请选择落子位置（0-8）：8
    	O | 1 | 2
    	_ | _ | _
    	X | O | 5
    	_ | _ | _
    	X | 7 | X
    计算机人工智能AI落子位置： 7
    	O | 1 | 2
    	_ | _ | _
    	X | O | 5
    	_ | _ | _
    	X | O | X
    请选择落子位置（0-8）：1
    	O | X | 2
    	_ | _ | _
    	X | O | 5
    	_ | _ | _
    	X | O | X
    计算机人工智能AI落子位置： 2
    	O | X | O
    	_ | _ | _
    	X | O | 5
    	_ | _ | _
    	X | O | X
    请选择落子位置（0-8）：5
    	O | X | O
    	_ | _ | _
    	X | O | X
    	_ | _ | _
    	X | O | X
    平局！！！

[Python]: https://blog.csdn.net/zhangguohao666/category_9939572.html
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