[杂项项目]C语言打造智能AI小游戏——三子棋

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三子棋具体就不多介绍了，AI棋用O表示，我们的棋用X表示。先手后手自己选。这里主要说一下AI算法。首先AI会对整个棋盘MAP[3]，[3]进行遍历，每个格子都有一个权值weight[i][j]。权值的第一次计算方法是对每一行i每一列j进行计算，计算基于这一格有几种获胜的路线。例如没有走时，9个格的权值为：

[] [] [] 3 2 3
[] [] [] 2 4 2
[] [] [] 3 2 3

角落有横竖斜三种获胜方法，边有横竖两种方法，中心有横竖两斜4种方法。假如某格有X阻挡，那么权值会相应变化，例如

[] [] [] 2 1 2
[] X [] 1 0 1
[] [] [] 2 1 2

由于有中心阻挡，那么角只有横竖两种方法赢，因此权值为2。但该AI还需继续优化。例如以下：

[] X [] 1 0 1
[] 0 [] 1 0 2
X X 0 0 0 0

AI面对这种情况，本来下在第一个格子就赢了，但他会选择权值为2的格子。因此我们可以在现有权值条件的情况下，在附加个权值。假如某一格子的路线上已经有AI的子了，那么该条路线上未落子的所有格子权值再加1，如果有两个已落子的AI格子权值就加2。例如以下情况：

原权值 优化
[] X [] 2 0 2 5 0 3
[] 0 [] 2 0 2 3 0 4
[] X 0 2 0 0 3 0 0

第一个格子5是由于斜路线上有两个子，那在原有的基础2上先加1，再加2，所以权值为2+1+2。第2行第3列权值为4，因为横竖两条路线均有1个子，因此权值为2+1+1，其余格子路线上均有1个子，因此权值为2+1。这样落在权值5那个格子上AI就赢了。

但是仅仅这些判断是不够的。例如：

原权值 优化
X [] X 0 1 0 0 2 0
[] 0 [] 1 0 1 2 0 2
[] [] 0 1 2 0 2 4 0

AI会选择权值为4的格子。那此时AI选择权值为2的格子时，你只需要走一步就赢了，AI就输了，因此该AI算法还得继续。

那么AI可以逆向思考一番，AI可以考虑一下当前情况在计算AI权值的同时再计算一次我们的权值。例如上面例子：

AI 你
X [] X 0 1 0 0 1 0
[] 0 [] 1 0 1 1 0 0
[] [] 0 1 2 0 1 0 0
优化AI 优化你
0 2 0 0 4 0
2 0 2 2 0 0
2 4 0 2 0 0

我们把两个权值相加（另外把AI的权值应该再加1，因为AI判断赢要优先于输或平，假如AI方有权值大的，代表一步能赢的，我方也有这种情况，那相加权值相同，AI既可以选择赢棋那一格，也可以选择堵你将要赢的那一格。但AI判断赢要优先于堵对方赢。例子就不举了）：

相加权 加1权
X [] X 0 6 0 0 7 0
[] 0 [] 4 0 2 5 0 3
[] [] 0 4 4 0 5 4 0

因此AI判断到这里就会堵你了。

AI算法就介绍到这里，至于三子棋程序，由于过于简单，就不过多介绍了。主要介绍AI思想，Windows系统编译的程序。如果是Linux需要把以下代码改下。接下来我就贴上代码，供参考，如有不懂欢迎留言。

project.h

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#pragma once  
#define COLUMN 3  
#define ROW 3  
#define GOON 0  
#define WIN -1  
#define DEFEAT 1  
void init(char(*MAP)[COLUMN]);  
int victory(char(*MAP)[COLUMN]);  
bool check(char(*MAP)[COLUMN]);  
void show(char(*MAP)[COLUMN]);  
void check_stemp(char(*MAP)[COLUMN], int *x, int *y);  
void ai_auto(char(*MAP)[COLUMN]);  
int menu();  
int first_hand(char(*MAP)[COLUMN]);  
int ai_hand(char(*MAP)[COLUMN]);  
void play(char(*MAP)[COLUMN]);

project.c

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#include<stdio.h>  
#include<stdlib.h>  
#include<string.h>  
#include"project.h"  
int vis[ROW][COLUMN];  
int weight[ROW][COLUMN];  
int x, y;  
void init(char(*MAP)[COLUMN]) {  
    for (int i = 0; i < ROW; i++)  
        for (int j = 0; j < COLUMN; j++) {  
            MAP[i][j] = ' ';  
            vis[i][j] = 0;  
        }  
}  
int victory(char(*MAP)[COLUMN]) {  
    for (int i = 0; i < 3; i++) {  
        if (MAP[i][0] == 'X'&&MAP[i][1] == 'X'&&MAP[i][2] == 'X')  
            return WIN;  
        else if (MAP[i][0] == 'O'&&MAP[i][1] == 'O'&&MAP[i][2] == 'O')  
            return DEFEAT;  
        if (MAP[0][i] == 'X'&&MAP[1][i] == 'X'&&MAP[2][i] == 'X')  
            return WIN;  
        else if (MAP[0][i] == 'O'&&MAP[1][i] == 'O'&&MAP[2][i] == 'O')  
            return DEFEAT;  
    }  
    if (MAP[0][0] == 'X'&&MAP[1][1] == 'X'&&MAP[2][2] == 'X')  
        return WIN;  
    else if (MAP[0][0] == 'O'&&MAP[1][1] == 'O'&&MAP[2][2] == 'O')  
        return DEFEAT;  
    if (MAP[0][2] == 'X'&&MAP[1][1] == 'X'&&MAP[2][0] == 'X')  
        return WIN;  
    else if (MAP[0][2] == 'O'&&MAP[1][1] == 'O'&&MAP[2][0] == 'O')  
        return DEFEAT;  
    return GOON;  
}  
bool check(char(*MAP)[COLUMN]) {  
    for (int i = 0; i < ROW; i++)  
        for (int j = 0; j < COLUMN; j++)  
            if (!vis[i][j])  
                return false;  
    return true;  
}  
void show(char(*MAP)[COLUMN]) {  
    printf("-------------\n");  
    for (int i = 0; i < ROW; i++) {  
        printf("|");  
        for (int j = 0; j < COLUMN; j++) {  
            printf(" %c ", MAP[i][j]);  
            printf("|");  
        }  
        printf("\n");  
        printf("-------------\n");  
    }  
}  
void check_stemp(char(*MAP)[COLUMN], int *x, int *y) {  
    while (*x > 3 || *x <= 0 || *y>3 || *y <= 0 || MAP[*y - 1][*x - 1] != ' ') {  
        system("cls");  
        show(MAP);  
        printf("Input error, please reenter!\n");  
        scanf("%d%d", x, y);  
    }  
    MAP[*y - 1][*x - 1] = 'X';  
    vis[*y - 1][*x - 1] = 1;  
}  
void Empowerment(char(*MAP)[COLUMN], int(*weight)[COLUMN], char ai_X, char ai_0, int flag) {  
    for (int i = 0; i < 3; i++) {  
        if (MAP[i][0] != ai_X&&MAP[i][1] != ai_X&&MAP[i][2] != ai_X) {  
            weight[i][0]++;  
            weight[i][1]++;  
            weight[i][2]++;  
            int tmp = 1;  
            for (int j = 0; j < 3; j++)  
                if (MAP[i][j] == ai_0) {  
                    weight[i][0] += tmp+flag;  
                    weight[i][1] += tmp+flag;  
                    weight[i][2] += tmp+flag;  
                    tmp += 10;  
                }  
        }  
        if (MAP[0][i] != ai_X&&MAP[1][i] != ai_X&&MAP[2][i] != ai_X) {  
            weight[0][i]++;  
            weight[1][i]++;  
            weight[2][i]++;  
            int tmp = 1;  
            for (int j = 0; j < 3; j++)  
                if (MAP[j][i] == ai_0) {  
                    weight[0][i] += tmp+flag;  
                    weight[1][i] += tmp+flag;  
                    weight[2][i] += tmp+flag;  
                    tmp += 10;  
                }  
        }  
    }  
    if (MAP[0][0] != ai_X&&MAP[1][1] != ai_X&&MAP[2][2] != ai_X) {  
        weight[0][0]++;  
        weight[1][1]++;  
        weight[2][2]++;  
        int tmp = 1;  
        for (int j = 0; j < 3; j++)  
            if (MAP[j][j] == ai_0) {  
                weight[0][0] += tmp+flag;  
                weight[1][1] += tmp+flag;  
                weight[2][2] += tmp+flag;  
                tmp += 10;  
            }  
  
    }  
    if (MAP[0][2] != ai_X&&MAP[1][1] != ai_X&&MAP[2][0] != ai_X) {  
        weight[0][2]++;  
        weight[1][1]++;  
        weight[2][0]++;  
        int tmp = 1;  
        for (int j = 0; j < 3; j++)  
            if (MAP[j][2 - j] == ai_0) {  
                weight[0][2] += tmp+flag;  
                weight[1][1] += tmp+flag;  
                weight[2][0] += tmp+flag;  
                tmp += 10;  
            }  
    }  
}  
void ai_auto(char(*MAP)[COLUMN]) {  
    int weight[3][3] = { 0 };  
    Empowerment(MAP, weight, 'X', 'O', 1);  
    Empowerment(MAP, weight, 'O', 'X', 0);  
    int maxn = -1;  
    int maxm = -1;  
    for (int i = 0; i < 3; i++)  
        for (int j = 0; j < 3; j++) {  
            if (vis[i][j])  
                weight[i][j] = -1;  
            if (maxn < weight[i][j]) {  
                maxn = weight[i][j];  
                maxm = i * 3 + j;  
            }  
        }  
    MAP[maxm / 3][maxm % 3] = 'O';  
    vis[maxm / 3][maxm % 3] = 1;  
}  
int menu() {  
    int tmp;  
    printf("*************************************************************\n");  
    printf("* Please enter: * 1:First hand * 2.Back hand * Others:Close *\n");  
    printf("*************************************************************\n");  
    scanf("%d", &tmp);  
    return tmp;  
}  
int first_hand(char(*MAP)[COLUMN]) {  
    system("cls");  
    show(MAP);  
    printf("Please enter:x y\n");  
    scanf("%d%d", &x, &y);  
    check_stemp(MAP, &x, &y);  
    system("cls");  
    show(MAP);  
    if (victory(MAP) == WIN) {  
        printf("Congratulations on your victory, you are as smart as Qianyouyou.\n");  
        return 1;  
    }  
    else if (check(MAP)) {  
        printf("Draw.As smart as me.\n");  
        return 1;  
    }  
    system("pause");  
    return 0;  
}  
int ai_hand(char(*MAP)[COLUMN]) {  
    ai_auto(MAP);  
    system("cls");  
    show(MAP);  
    if (victory(MAP) == DEFEAT) {  
        printf("You lose, you're as stupid as a pig.\n");  
        return 1;  
    }  
    else if (check(MAP)) {  
        printf("Draw.As smart as me.\n");  
        return 1;  
    }  
    return 0;  
}  
void play(char(*MAP)[COLUMN]) {  
    while (!check(MAP) || victory(MAP) == GOON) {  
        if (first_hand(MAP))  
            break;  
        if (ai_hand(MAP))  
            break;  
    }  
    system("pause");  
}

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#include<stdio.h>  
#include<stdlib.h>  
#include"project.h"  
char MAP[ROW][COLUMN];  
int main() {  
    char str[2];  
    do {  
        init(MAP);  
        switch (menu()) {  
        case 1:  
            first_hand(MAP);  
        case 2: {  
            ai_hand(MAP);  
            play(MAP);  
        }  
        default: {  
            printf("Do you need to start again?(Y/N)");  
            scanf("%s", str);  
        }break;  
        }  
    } while (str[0] == 'Y' || str[0] == 'y');  
    printf("Thank you for using!\n");  
    system("pause");  
    return 0;  
}
文章结束了，但我们的故事还在继续
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