基于計算機角度談五子棋設計思路

殷豪 周治宏 田海鵬

摘要：隨著計算機的普及，游戲設計變得越來越流行，并已成為當今社會的熱門行業。因此，為了緩解每個人的壓力，讓每個人在工作和學習后都有樂趣，激活大腦，提高工作和學習的效率，益智游戲越來越受到關注。五子棋作為益智游戲之一，深受人們喜愛。它的規則簡單易變。它只能由兩個人演奏。它非常有趣和有趣。因此，五子棋的發展也備受關注。

關鍵詞：計算機;五子棋;游戲設計

一、問題的提出

隨著社會的發展和計算機的普及，五子棋不僅可以提高思維能力和智力，還可以豐富哲理，有利于修身養性。它是中西文化的交流點，是古今哲學的結晶。因此，五子棋無疑成為了一款令人難忘的游戲。

二、任務與分析

（一）主界面的設計與分析

主界面作為程序的交互界面，是整個程序中相當重要的，因此需要注意主界面的美觀性和簡潔性。這個程序的運行界面提供標準結構的15×15棋盤，黑白棋子由程序繪制。

（二）人機對弈的設計與分析

（1）設置選擇游戲模式，程序允許玩家先走或計算機先走，計算機落子由程序控制，玩家點擊棋盤上的交叉點，程序根據點擊位置確定落子點。雙方輪流行棋，自由開局。

（2）勝負或和棋完全交由程序判斷。

（3）設定一個悔棋功能，為了降低悔棋邏輯的復雜度，悔棋步數應該有一定的限制。

（4）為了使游戲更加具有生動性，需要設置玩家贏得比賽和輸掉比賽的音樂伴奏，還有落子的音效。

（三）人人對弈的設計與分析

（1）悔棋方式與人機對戰不同。需要征得對方同意才行，如果對方不同意，則不能悔棋。

（2）玩家的一方可以提出和棋要求，如果另一方玩家表示同意，則和棋，否則，不能和棋，需要繼續玩下去。

（3）玩家的一方可以提前認輸，本棋局結束。

（4）一局棋結束后，玩家的一方可以提議再開一局，如果另一方接受，則新棋局開始，否則，不能再次開局，只好等待新的玩家加入。

（5）玩家可以通過網絡聊天，互發文字信息進行溝通交流。

三、博弈規則及公平定義

（一）博弈規則

二十世紀初的時候，五子棋從日本傳到世界各地。五子棋運動在發展的過程中，由于五子棋本身的特點以及其它種種原因，其博弈規則并不統一，導致目前五子棋博弈有各種不同的規則。這些規則的差別總的來說分為三類：

1、職業比賽和業余比賽的差別。

2、十五路棋盤和十九路棋盤的差別。

3、先手有禁和無禁的差別。

目前，五子棋博弈可分為以下五種規則。這些規則主要是針對先手方制定的，因為和其它棋類不同，五子棋的先手方有巨大的優勢。

1、五子棋傳統上使用十九路棋盤，與現在的十五路棋盤相比，十九路的棋給予先手方更多的優勢。

2、禁止"長連"。在一個棋局中，如果有超過五個的同色相鄰棋子在橫向、縱向或者對角線方向連接成一條線，稱作"長連"。禁止"長連"指的是在博弈過程中，形成"長連"并不算獲勝。

3、黑子必須從中央（天元）處走出第一子，白棋第二子必須接著黑棋走。黑方第二子必須落在天元附近。此規則目的仍是減少黑方優勢，但還不夠充分。

4、黑棋在達到五連以前禁止"三三"、"四四"、以及"長連"。如果犯規即判負。

5、為了進一步削弱黑方優勢，又引入三手交換以及五手兩打：三手交換指的是黑棋第二步下完之后（也就是總的第三步），白方可以選擇是否和黑棋交換，這個是為了避免黑棋先手下出黑棋必勝或者大優的棋形。

五手兩打指的是黑白各下兩手后，黑棋第三手（總第五手）要下兩個地方，由白棋選揮留下一個，另外一個就拿走了，這也是為了減少黑棋優勢過大而設置的。上五種規則其實都在于限制先手方的優勢，這是由五子棋博弈的特點決定的。

（二）公平的定義

定義一：明確的公平性。若已證明出一方必勝，則此游戲可稱為明確不公平。

例如：不帶禁手、黑方無任何限制的五子棋普通規則就是明確不公平的。

定義二：單調不公平性。若已經證明出一方必然不會必勝，但尚無法證明另一方必然不會必勝，則此游戲可稱為單調不公平。

定義三：經驗不公平性。若大多數棋手尤其是專業棋手經過大量的實際下棋經驗認定一方必勝或者有極高的勝率，則此游戲可稱為經驗上不公平。例如早期無禁手和其它限制黑方優勢的五子棋，基本可認定是黑方必勝。

定義四：潛在的不公平性。若該游戲尚未被證明出以上三種不公平性，則可稱為潛在公平。當然，一個游戲當前是潛在公平的，不代表它就是公平游戲。如果這個游戲的潛在公平性保持得越長，可認為它越公平。

（三）模塊功能

1、人人對弈

人人對弈即是雙人對戰模式。在本系統中，人人對弈模式下每次只能一方進行，完畢后，才能另一方進行。不容許一方兩次下棋，這是游戲規則所不容許的。對局雙方各執一色棋子。空棋盤開局。執黑先、白后，交替下子，每次只能下一子。棋子下在棋盤的空白點上，棋子下定后，不得向其它點移動，不得從棋盤上拿掉或拿起另落別處。黑方的第一枚棋子可下在棋盤任意交叉點上。

2、人機對弈

人機對弈即計算機與玩家進行對戰。在游戲開始時由玩家選擇誰是先手，選擇好后開始游戲。游戲進行時黑白雙方交替落子，一次只能落一子。棋子下在棋盤的空白點上，棋子下定后，不得向其它點移動，不得從棋盤上拿掉或拿起另落別處。第一枚棋子可下在棋盤任意交叉點上。

3、下棋過程

計算機下棋與人腦下棋在原理上是一致的。一方面，他在輪詢等待棋局信息，類似于等待裁判指令，如對方下子、悔棋、對方認輸、結束比賽等;同時，它在不斷地思考計算下一步的最佳策略。因此，需要有兩個線程處理這兩個同時進行的任務，線程同步及互斥需要內核對象來協調。

4、悔棋流程

悔棋是博弈類游戲中一個常見的功能。如果對弈一方發出悔棋請求，此時首先應暫停計時器，進行回滾操作。如果AI正在工作狀態，則馬上向其發出停止信號。接下來把棋局狀態回滾到前一步。如果整個棋局的落子不超過二，則退出游戲。否則，重新繪制屏幕，返回到前一步的屏幕狀態。接下來更新棋局的實時信息。

參考文獻

[1]譚浩強.C++程序設計（第三版）[M].清華大學出版社.2004.6.

[2]王小春.PC游戲編程（人機博弈）.重慶：重慶大學出版社，2002.

作者簡介：殷豪（1999-），男，漢族，山東青島，本科，研究方向：數字媒體

周治宏（1999-），男，漢族，四川涼山，本科，研究方向：移動互聯網

田海鵬（2000-），男，漢，四川達州市，本科，研究方向：數字媒體