# 遊戲說明

這是一個五子棋遊戲，規則就如同大家熟悉的那樣，先使 5 顆棋子連成一條線就獲勝

gobang
gobang rock theme
gobang ocean theme

# 介面介紹

畫面中間為 13 * 13 大小的棋盤
左下角有一個 text area ，會顯示各種訊息
右下角有四個按鈕，分別為:

vs player : 玩家與玩家對戰
vs computer : 玩家與電腦對戰
theme : 更換主題
restart : 重新開始遊戲

# 遊戲方式介紹

遊戲未開始前，能先選擇主題，總共有三種主題，每按一次 theme 按鈕就會跳至下一個主題

基本主題 ：與一般五子棋一樣
岩石主題 ：在 13 * 13 的場地中會隨機掉落 10 顆落石，落石掉落處視為牆壁，無法下棋子
海洋主題 ：在 13 * 13 的場地中會隨機產生 10 顆泡泡 (可能重疊)，當有一名玩家下到 7 顆泡泡所在的格子時，立即獲得勝利

有兩種對戰模式可以選擇，皆為玩家先攻，按下對應的按鈕即開始遊戲

玩家 vs 玩家
玩家 vs 電腦

任何時候都能按下 restart 按鈕重新開始遊戲

# 程式碼說明

以下會說明程式的思路

初始化、變數說明
按鈕事件
滑鼠事件
電腦 AI

以下是簡單的流程:
初始化 -> 選擇主題 -> 選擇對戰模式 -> LOOP ( 下棋 -> 判斷是否勝利 ) -> 遊戲結束

# 初始化、變數說明

將一些會用到的變數初始化

	// 控制遊戲處於哪個階段，一開始設為 0
	// 0 為遊戲尚未開始
	// 1 為玩家 vs 玩家
	// 2 為玩家 vs 電腦
	//-1 為遊戲結束
	static int game_start;
	game_start = 0;

	// 控制棋子的顏色，一開始設為白與黑
	static Color chess[] = new Color[2];
	chess[0] = Color.white;
	chess[1] = Color.black;

	// 控制輪到哪一方，一開始設為 0
	static int ch;
	ch = 0;

	// 儲存棋盤的資料，一開始全部設為 0
	static int board[][] = new int[13][13];
	for (int i = 0; i < 13; ++i) for (int j = 0; j < 13; ++j) board[i][j] = 0;

將所有會用到的圖片素材從檔案讀入

	import java.io.*;
	import javax.imageio.*;

	static Image image[] = new Image[3];
	static Image sourse[] = new Image[3];

	//image 儲存對應三種不同的主題
	try { image[0] = ImageIO.read(new File("wood.png")); }
	catch(Exception ex) { System.out.println("No image"); }
	try { image[1] = ImageIO.read(new File("ground.jpg")); }
	catch(Exception ex) { System.out.println("No image"); }
	try { image[2] = ImageIO.read(new File("water.png")); }
	catch(Exception ex) { System.out.println("No image"); }

	//sourse 儲存落石及泡泡的圖片素材
	try { sourse[1] = ImageIO.read(new File("a_rock.png")); }
	catch(Exception ex) { System.out.println("No image"); }
	try { sourse[2] = ImageIO.read(new File("bubble.png")); }
	catch(Exception ex) { System.out.println("No image"); }

設定 JFrame 視窗

	static final_project frm = new final_project();

	// 使右上角 X 能夠關閉視窗
	frm.addWindowListener(new WindowAdapter(){public void windowClosing(WindowEvent e){System.exit(0);}});

	// 設定視窗標題、大小、背景顏色
	frm.setTitle("Gobang");
	frm.setSize(800, 850);
	frm.setVisible(true);
	frm.setBackground(new Color(255,255,224));

	// 使視窗增加滑鼠事件
	frm.addMouseListener(frm);
	frm.addMouseMotionListener(frm);

布局 text area 及四個按鈕

	static JButton player = new JButton("vs player");
	static JButton computer = new JButton("vs computer");
	static JButton restart = new JButton("restart");
	static JButton theme = new JButton("theme");
	static TextArea txa = new TextArea("Choose a game mode.", 1, 50, TextArea.SCROLLBARS_VERTICAL_ONLY);
	static JPanel toolbar = new JPanel();

	// 將 `text area` 與四個按鈕以 FlowLayout 的方式排版，並設置在視窗的底部
	toolbar.setLayout(new FlowLayout());
	toolbar.add(txa);
	toolbar.add(player);
	toolbar.add(computer);
	toolbar.add(theme);
	toolbar.add(restart);
	frm.add(toolbar, BorderLayout.SOUTH);

	// 使視窗增加按鈕事件
	player.addActionListener(frm);
	computer.addActionListener(frm);
	restart.addActionListener(frm);
	theme.addActionListener(frm);

paint 會將整個棋盤繪製出
此函式會自動先執行一次，後續如果要使 paint 再次執行，可以呼叫 repaint()

	public void paint(Graphics g)
	{
	Graphics2D g2 = (Graphics2D)g;

	// 繪製主題
	g2.drawImage(image[current_theme], 50, 50, 700, 700, null);

	// 設定粗細及顏色
	g2.setStroke(new BasicStroke(2));
	if (current_theme == 0) g2.setColor(Color.black);
	else if (current_theme == 1) g2.setColor(Color.white);

	// 繪製線條
	for (int i = 100; i <= 700; i += 50)
	{
	g2.drawLine(i, 100, i, 700);
	g2.drawLine(100, i, 700, i);
	}

	// 繪製圓點
	g2.fillOval(245, 245, 10, 10);
	g2.fillOval(545, 545, 10, 10);
	g2.fillOval(245, 545, 10, 10);
	g2.fillOval(545, 245, 10, 10);
	g2.fillOval(395, 395, 10, 10);
	}

# 按鈕事件 public void actionPerformed (ActionEvent e)

顧名思義就是按下按鈕會發生動作的事件
總共有四個按鈕，會執行相對應的動作

按鈕 (vs player)
按鈕 (vs computer)
按鈕 (restart)
按鈕 (theme)

	// 取得按下的按鈕
	JButton b = (JButton) e.getSource();

	// 按鈕 (vs player)，只有當遊戲尚未開始時才有用
	if (game_start == 0 && b == player)
	{
	txa.setText("Player vs player. Game started! White turn.");
	game_start = 1;

	// 若主題為岩石或海洋，則繪製落石或泡泡
	if (current_theme >= 1) draw_item();
	}

	// 按鈕 (vs computer)，只有當遊戲尚未開始時才有用
	else if (game_start == 0 && b == computer)
	{
	txa.setText("Player vs computer. Game started! White turn.");
	game_start = 2;

	// 若主題為岩石或海洋，則繪製落石或泡泡
	if (current_theme >= 1) draw_item();
	}

	// 按鈕 (restart)，隨時有用
	else if (b == restart)
	{
	txa.setText("Game restart. Choose a game mode.");
	init();
	repaint();
	}

	// 按鈕 (theme)，只有當遊戲尚未開始時才有用
	else if (game_start == 0 && b == theme)
	{
	// 切換至下一個主題
	++current_theme;
	if (current_theme == 3) current_theme = 0;

	// 根據主題設定棋子顏色
	if (current_theme == 0)
	{
	chess[0] = Color.white;
	chess[1] = Color.black;
	}
	else if (current_theme == 1)
	{
	chess[0] = Color.red;
	chess[1] = Color.blue;
	}
	else if (current_theme == 2)
	{
	chess[0] = Color.green;
	chess[1] = Color.yellow;
	}

	repaint();
	}

draw_item 函式會根據 岩石主題 或 海洋主題 繪製落石或泡泡，若為 基本主題 則不繪製

	static Random rand = new Random();
	static int bubbles[][] = new int[10][2];

	public void draw_item()
	{
	Graphics2D g = (Graphics2D)getGraphics();
	int cnt = 0, x, y;

	do
	{
	// 隨機產生一個座標
	x = rand.nextInt(13);
	y = rand.nextInt(13);
	if (board[y][x] != 0) continue;

	// 繪製落石或泡泡
	g.drawImage(sourse[current_theme], 70 + x * 50, 70 + y * 50, 60, 60, null);

	// 若為岩石主題，則將棋盤對應位置設為無法下
	// 若為海洋主題，則儲存座標至 bubbles
	if (current_theme == 1) board[y][x] = 3;
	else if (current_theme == 2)
	{
	bubbles[cnt][0] = x;
	bubbles[cnt][1] = y;
	}

	++cnt;

	} while (cnt != 10);
	}

# 滑鼠事件 public void mouseClicked (MouseEvent e)

由於只會使用滑鼠點擊事件，所以其他滑鼠事件設為空

	public void mouseMoved(MouseEvent e){}
	public void mouseReleased(MouseEvent e){}
	public void mouseEntered(MouseEvent e){}
	public void mouseExited(MouseEvent e){}
	public void mouseDragged(MouseEvent e){}
	public void mousePressed(MouseEvent e){}

滑鼠點擊事件會取得座標

	// 若遊戲尚未開始或遊戲已經結束，則滑鼠點擊無效
	if (game_start <= 0) return;

	// 根據滑鼠點擊的位置繪製棋子
	if (find_and_draw(e.getX(), e.getY(), 1) && game_start == 2)
	{
	// 若為玩家 vs 電腦，則電腦產生一個位置並繪製
	int pos[] = new int[2];
	get_computer(pos);
	find_and_draw(pos[0], pos[1], 2);
	}

尋找並繪製指定位置的棋子，若成功繪製，則再判斷是否有達成勝利條件

	public boolean find_and_draw(int x, int y, int h)
	{
	Graphics2D g = (Graphics2D)getGraphics();
	int cur = 0;

	// 因為電腦產生的座標為 (0 ~ 13, 0 ~ 13)，所以要轉為點擊棋盤的座標
	if (h == 2)
	{
	x = x * 50 + 80;
	y = y * 50 + 80;
	}

	for (int i = 75, cnt_j = 0; i <= 675; i += 50, ++cnt_j)
	for (int j = 75, cnt_i = 0; j <= 675; j += 50, ++cnt_i)
	// 若沒有超出邊界與當前座標位置還未下棋，進入 if
	if (x >= j && x <= j + 50 && y >= i && y <= i + 50 && board[cnt_j][cnt_i] == 0)
	{
	cur = board[cnt_j][cnt_i] = ch + 1;

	// 繪製棋子及外框
	g.setColor(chess[ch]);
	g.fillOval(j + 5, i + 5, 40, 40);
	ch ^= 1;
	g.setColor(chess[ch]);
	g.drawOval(j + 5, i + 5, 40, 40);

	// 判斷遊戲是否結束
	if (isEnd(cnt_i, cnt_j, cur) == true)
	{
	// 若是由五子連線獲勝，則繪製出連線
	if (bbwin == false)
	{
	g.setColor(Color.red);
	g.setStroke(new BasicStroke(4));
	g.drawLine(result[0] * 50 + 100, result[1] * 50 + 100, result[2] * 50 + 100, result[3] * 50 + 100);
	}

	if (game_start == 1)
	{
	if (cur == 1) txa.setText("Player 1 wins!");
	else txa.setText("Player 2 wins!");
	}
	else
	{
	if (cur == 1) txa.setText("Player wins!");
	else txa.setText("Computer wins!");
	}

	// 遊戲結束
	game_start = -1;
	}
	else
	{
	if (game_start == 1)
	{
	if (cur == 1) txa.setText("Player 1 goes (" + cnt_i + ", " + cnt_j + ") It's Player 2's turn.");
	else txa.setText("Player 2 goes (" + cnt_i + ", " + cnt_j + ") It's Player 1's turn.");
	}
	else
	{
	if (cur == 1) txa.setText("Player goes (" + cnt_i + ", " + cnt_j + ") It's Computer's turn.");
	else txa.setText("Computer goes (" + cnt_i + ", " + cnt_j + ") It's Player's turn.");
	}

	}

	// 繪製成功
	return true;
	}

	// 繪製失敗
	return false;
	}

根據下棋的座標及輪到何方判斷是否達成勝利

	// 判斷是否是由下到 7 個泡泡的位置而獲勝，一開始設為 false
	static boolean bbwin;
	bbwin = false;

	// 分別代表橫線、直線、兩個方向的斜線
	static int move[][] = <!--swig0-->;

	// 儲存某方達成五子連線時的起點與終點座標
	// 四個 int 分別為 (x1, y1) (x2, y2)
	static int result[] = new int[4];

	public static boolean isEnd(int x, int y, int cur)
	{
	// 只有在海洋主題中，才會進行泡泡的判斷
	if (game_start == 2)
	{
	int cnt = 0;
	for (int i = 0; i < 10; ++i)
	{
	int bx = bubbles[i][0];
	int by = bubbles[i][1];

	if (board[by][bx] == cur) ++cnt;
	}
	if (cnt >= 7)
	{
	bbwin = true;
	return true;
	}
	}

	for (int i = 0; i < 4; ++i)
	{
	int cnt = 0;

	for (int j = -4; j <= 4; ++j)
	{
	int nx = x + move[i][0] * j;
	int ny = y + move[i][1] * j;

	// 根據基準座標的正負四顆棋子 (共 9 顆棋子) 判斷是否存在連續 5 顆棋子連線
	if (nx >= 0 && nx < 13 && ny >= 0 && ny < 13 && board[ny][nx] == cur) ++cnt;
	else cnt = 0;

	// 儲存連線起點
	if (cnt == 1)
	{
	result[0] = nx;
	result[1] = ny;
	}
	// 儲存連線終點，並回傳結束
	else if (cnt == 5)
	{
	result[2] = nx;
	result[3] = ny;
	return true;
	}
	}
	}

	return false;
	}

# 電腦 AI

這個部分是整個程式中最複雜的部份
它的原理是會遍歷棋盤上所有未走過的點，根據兩方的棋子各打出一個分數，找出分數最高的點即為最佳點

棋型有以下幾種:

ooooo 五連線
_oooo_ 活四
_oooo 、 oooo_ 死四 (強)
oo_oo 、 ooo_o 、 o_ooo 死四 (弱)
__ooo_ 、 _ooo__ 活三 (強)
_o_oo_ 、 _oo_o_ 活三 (弱)
__ooo 、 ooo__ 、 _ooo_ 、 _o_oo 、 oo_o_ 、 _oo_o 、 o_oo_ 、 o__oo 、 oo__o 、 o_o_o 死三
_oo___ 、 __oo__ 、 ___oo_ 活二
___oo 、 oo___ 死二

而這些棋型的組合及數量決定分數:

1分 什麼也沒有
2分 1 個死二
3分 1 個死三
4分 1 個活二
5分 2 個活二
6分 1 個死四 (弱)
7分 1 個死四 (強)
8分 1 個活三 (弱)
9分 1 個活三 (強)
10分 1 個死四 + 1 個活三 (弱)
11分 1 個死四 + 1 個活三 (強)
12分 2 個活三
13分 1 個活四，2 個死四
100分 達成五連線

取得棋盤上所有點中最佳的點

	public void get_computer(int[] pos)
	{
	int best_attack[] = new int[2];
	int best_defence[] = new int[2];
	int tmp1[] = new int[2];
	int tmp2[] = new int[2];

	// 遍歷棋盤上所有點
	for (int i = 0; i < 13; ++i) for (int j = 0 ; j < 13; ++j)
	{
	if (board[i][j] != 0) continue;

	// 取得攻擊及防守分數
	int c_ = score(j, i, 2);
	int p_ = score(j, i, 1);

	// 紀錄最佳攻擊及防守的座標，一共有兩種模式
	// 1. 攻擊為主，防禦為輔
	// 2. 防禦為主，攻擊為輔
	if (c_ > best_attack[0] \|\| (c_ == best_attack[0] && p_ > best_attack[1]))
	{
	best_attack[0] = c_;
	best_attack[1] = p_;
	tmp1[0] = j;
	tmp1[1] = i;
	}
	if (p_ > best_defence[0] \|\| (p_ == best_defence[0] && c_ > best_defence[1]))
	{
	best_defence[0] = p_;
	best_defence[1] = c_;
	tmp2[0] = j;
	tmp2[1] = i;
	}
	}

	// 優先採取為主分數較高的那一個點
	// 若為主分數一樣，則採取為輔分數較高的那一個點 (攻擊優先)
	if (best_attack[0] > best_defence[0])
	{
	pos[0] = tmp1[0];
	pos[1] = tmp1[1];
	}
	else if (best_defence[0] > best_attack[0])
	{
	pos[0] = tmp2[0];
	pos[1] = tmp2[1];
	}
	else if (best_attack[1] >= best_defence[1])
	{
	pos[0] = tmp1[0];
	pos[1] = tmp1[1];
	}
	else
	{
	pos[0] = tmp2[0];
	pos[1] = tmp2[1];
	}
	}

取得此點的分數

	public int score(int x, int y, int cur)
	{
	int opposite = (cur == 1 ? 2 : 1);
	int five = 0;
	int four_alive = 0, four_die1 = 0, four_die2 = 0;
	int three_alive1 = 0, three_alive2 = 0, three_die = 0;
	int two_alive = 0, two_die = 0;

	// 同樣根據 move 尋找四個方向
	for (int i = 0; i < 4; ++i)
	{
	int cnt = 1;
	int l = 0, r = 0;
	int left[] = new int[4];
	int right[] = new int[4];

	// 找出基準點右邊連線的點
	for (int j = 1; j <= 4; ++j)
	{
	int nx = x + move[i][0] * j;
	int ny = y + move[i][1] * j;

	if (nx >= 0 && nx < 13 && ny >= 0 && ny < 13 && board[ny][nx] == cur) ++cnt;
	else
	{
	r = j;
	break;
	}
	}

	// 找出基準點左邊連線的點
	for (int j = -1; j >= -4; --j)
	{
	int nx = x + move[i][0] * j;
	int ny = y + move[i][1] * j;

	if (nx >= 0 && nx < 13 && ny >= 0 && ny < 13 && board[ny][nx] == cur) ++cnt;
	else
	{
	l = j;
	break;
	}
	}

	// 將此連線的座左端及最右端再取得四個位置，分別存入 left 與 right，若為牆壁則設為對手的棋子
	for (int j = 0; j < 4; ++j, --l, ++r)
	{
	int nx = x + move[i][0] * l;
	int ny = y + move[i][1] * l;
	if (nx >= 0 && nx < 13 && ny >= 0 && ny < 13) left[j] = board[ny][nx];
	else left[j] = opposite;

	nx = x + move[i][0] * r;
	ny = y + move[i][1] * r;
	if (nx >= 0 && nx < 13 && ny >= 0 && ny < 13) right[j] = board[ny][nx];
	else right[j] = opposite;
	}

	// 判斷為哪一種棋型
	if (cnt == 5) ++five;
	else if (cnt == 4)
	{
	if (left[0] == 0 && right[0] == 0) ++four_alive; // _oooo_
	else if (left[0] == 0 \|\| right[0] == 0) ++four_die1; // _oooo, oooo_
	}
	else if (cnt == 3)
	{
	if ((left[0] == 0 && left[1] == cur) \|\| (right[0] == 0 && right[1] == cur)) ++four_die2; // o_ooo, ooo_o
	else if (left[0] == 0 && right[0] == 0 && (left[1] == 0 \|\| right[1] == 0)) ++three_alive1; // __ooo_, _ooo__
	else if ((left[0] == 0 && left[1] == 0) \|\| (right[0] == 0 && right[1] == 0)) ++three_die; // __ooo, ooo__
	else if (left[0] == 0 && right[0] == 0) ++three_die; // _ooo_
	}
	else if (cnt == 2)
	{
	if ((left[0] == 0 && left[1] == cur && left[2] == cur) \|\| (right[0] == 0 && right[1] == cur && right[2] == cur)) ++four_die2; // oo_oo
	else if ((left[0] == 0 && right[0] == 0) && (left[1] == cur && left[2] == 0) \|\| (right[1] == cur && right[2] == 0)) ++three_alive2; // _o_oo_, _oo_o_
	else if ((left[0] == 0 && left[1] == cur && left[2] == 0) \|\| (right[0] == 0 && right[1] == cur && right[2] == 0)) ++three_die; //_o_oo, oo_o_
	else if ((left[0] == 0 && left[1] == 0 && left[2] == cur) \|\| (right[0] == 0 && right[1] == 0 && right[2] == cur)) ++three_die; // o__oo, oo__o
	else if (left[0] == 0 && right[0] == 0 && (left[1] == 0 && left[2] == 0) \|\| (left[1] == 0 && right[1] == 0) \|\| (right[1] == 0 && right[2] == 0)) ++two_alive; // _oo___, __oo__, ___oo_
	else if ((left[0] == 0 && left[1] == 0 && left[2] == 0) && (right[0] == 0 && right[1] == cur && right[2] == 0)) ++two_die; // ___oo, oo___
	}
	else if (cnt == 1)
	{
	if ((left[0] == 0 && left[1] == cur && left[2] == cur && left[3] == cur) \|\| (right[0] == 0 && right[1] == cur && right[2] == cur && right[3] == cur)) ++four_die2; // ooo_o, o_ooo
	else if ((left[0] == 0 && right[0] == 0) && ((left[1] == cur && left[2] == cur && left[3] == 0) \|\| ( right[1] == cur && right[2] == cur && right[3] == 0))) ++three_alive2; // _oo_o_, _o_oo_
	else if (left[0] == 0 && right[0] == 0 && ((left[1] == cur && left[2] == cur) \|\| (right[1] == cur && right[2] == cur))) ++three_die; // oo_o_, _o_oo
	else if ((left[0] == 0 && left[1] == cur && left[2] == cur && left[3] == 0) \|\| (right[0] == 0 && right[1] == cur && right[2] == cur && right[3] == 0)) ++three_die; // _oo_o, o_oo_
	else if ((left[0] == 0 && left[1] == 0 && left[2] == cur && left[3] == cur) \|\| (right[0] == 0 && right[1] == 0 && right[2] == cur && right[3] == cur)) ++three_die; // oo__o, o__oo
	else if ((left[0] == 0 && left[1] == cur && left[2] == 0 && left[3] == cur) \|\| (right[0] == 0 && right[1] == cur && right[2] == 0 && right[3] == cur)) ++three_die; // o_o_o
	}
	}

	// 根據棋型的數量得出最後的分數
	if (five >= 1) return 100; // ooooo
	else if (four_alive >= 1 \|\| (four_die1 + four_die2) >= 2 \|\| ((four_die1 + four_die2) >= 1 && (three_alive1 + three_alive2) >= 1)) return 13;
	else if ((three_alive1 + three_alive2) >= 2) return 12;
	else if (three_alive1 >= 1 && (four_die1 + four_die2) >= 1) return 11;
	else if (three_alive2 >= 1 && (four_die1 + four_die2) >= 1) return 10;
	else if (three_alive1 >= 1) return 9;
	else if (three_alive2 >= 1) return 8;
	else if (four_die1 >= 1) return 7;
	else if (four_die2 >= 1) return 6;
	else if (two_alive >= 2) return 5;
	else if (two_alive >= 1) return 4;
	else if (three_die >= 1) return 3;
	else if (two_die >= 1) return 2;
	else return 1;
	}

詳細的程式碼與圖片素材放在 github

# 遊戲作者

Ping's notes

C++ programing, UVa