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《嵌入式项目作业》

五子棋程序设计与系统分析

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完 成 日 期： 2013年06月20 日

目录
一系统分析与总体设计 3
1.1开发背景及其开发意义 3
1.2需求分析 3
1.2.1 功能需求 3
1.2.2 界面设计需求 4
1.3总体设计 4
1.3.1开发环境描述 4
1.3.2系统总体功能设计 5
1.3.3游戏界面设计 6
1.3.4操作设计 7
二系统的详细设计与实现 7
2.1算法实现 7
2.1.1使用到的主要数据结构 7
2.1.2使用到的主要函数 8
2.2程序流程图 8
三系统实现与调试 10
3.1调试过程中错误信息和解决方法 10
3.2调试过程：程序时间流程中的解决方法 10
3.3系统运行的结果 11
四总结 13
五附录（主要代码） 13
六参考文献 13

一系统分析与总体设计
1.1开发背景及其开发意义
五子棋是一种两人对弈的纯策略型棋类游戏，棋具与围棋通用，是起源于中国古代的传统黑白棋种之一。
相传中华民族的祖先轩辕黄帝无意之中画下了十七条横线十条竖线，这无意中的发明造就出了五子棋。后来，中国古代的五子棋先由中国传到高丽（今朝鲜），然后传到日本。20世纪初传统五子棋及连珠从日本传入欧洲。许多国家的人对五子棋都有不同的爱称，例如，韩国人把五子棋称为“情侣棋”；欧洲人称其为“绅士棋”，代表下五子棋的君子风度胜似绅士；日本人则称其为“中老年棋”，说明五子棋适合中老年人的生理特点和思维方式；美国人喜欢将五子棋称为“商业棋”，也就是说，商人谈生意时可边下棋边谈生意，棋下完了生意也谈成了。
由于五子棋游戏规则简单易懂，老少皆宜，而且趣味横生，引人入胜；不仅能增强思维能力，提高智力，而且富含哲理，有助于修身养性。已在各个游戏平台有应用。
基于Windows的游戏设计方式很多，如基于Java的跨平台设计，基于.net平台的设计，基于JAVA的设计由于运行在虚拟机上运行，等等。嵌入式系统根据应用需求满足应用系统的功能、可靠性、成本、体积等要求，提高了运行效率。本文采用EVC在ARM平台上进行设计来完成五子棋游戏。
1.2需求分析
1.2.1 功能需求
① 实现游戏界面的显示；
② 显示用户行程，提示用户下子；
③ 查看用户的输入是否出界；
④ 实现悔棋功能；
⑤ 实现新一局游戏开始功能；
⑥ 判断每局游戏输赢；
⑦ 用户选择是否开始新一盘五子棋游戏；
⑧ 退出游戏。
1.2.2 界面设计需求
① 显示游戏运行界面，棋盘大小规格为15*15；
② 根据功能需求，显示新游戏和悔棋按钮；
③ 系统和用户需要用不同的颜色的棋子，最后以红色棋子显示赢家。
1.3总体设计
1.3.1开发环境描述
随着个人掌上电脑Pocket PC、智能手机及工业控制器等各种嵌入式产品的不断发展，人们对Microsoft Windows CE也越发关注起来，使用WinCE可以成为新一代智能设备设计高性能的应用程序。
五子棋游戏软件基于ARM的wince5.0平台，利用PXA270RP实验箱模拟仿真器，利用EVC编程来具体实现，在实验箱的触摸屏上进行游戏。
嵌入式系统作为芯片和软件的集成体，在科学研究、工业控制、军事技术、医疗卫生、消费电子等方面有着普遍的应用，此软件基于ARM处理器和windows CE 的研究平台，windows CE是由优先级的多任务操作系统它允许多重功能、进程，在相同的时间系统中运行Windowns CE 支持最大的32位同步进程，微软Windowns CE被设计成针对小型设备的通用操作系统，它可以通过设计一层位于内核和硬件之间代码来设定硬件平台。嵌入式工具包包括设备驱动器(DDK)和软件开发包（SDK），DDK提供了关于写驱动器的附加文本，SDK提供库、头文件、样本代码、文本以允许，开发者对基于Windowns CE的平台进行写操作，Windowns CE提供了相同的程序界面，以用来为其他的视窗操作系统开发功能。
①技术可行性
运用Windows2000/XP以上的操作系统，SQL SERVER2000的数据库技术，开发以Windows XP为用户的操作平台，界面友善、功能齐全的《五子棋双人对战小游戏》。
②经济可行性
一方面，新系统中棋盘界面和更强劲的功能支持，不仅增加了游戏的趣味性，而且使游戏者更尽兴；另一方面系统开发成本低，现有PC机即可提供该系统开发工作需要的所有硬件设备环境。
③操作可行性
操作上是键盘的使用，主要凭借输入坐标确定棋子落子位置，方便简单。使用前只要看明白游戏规则及其方法即可。
1.3.2系统总体功能设计
游戏开始时，由用户开局，将一枚棋子落在棋盘一坐标上，然后由电脑落子，如此轮流下子，直到某一方首先在棋盘的竖、横或斜三方向上的五子连成线，则该方该局获胜；在下棋途中可以悔棋，也可以从新开局。如图1-1所示是五子棋总体设计功能图。

图1-1 五子棋总体设计功能图

1.3.3游戏界面设计
游戏界面设计包括：游戏界面的布局，分伟三大板块，分别是游戏显示界面，左下角是新游戏开始按钮，右下角是悔棋按钮。如图1-2所示，游戏界面设计图：

图1-2游戏界面设计图

图1-3游戏界面设计图
1.3.4操作设计
①游戏开始：打开游戏，用户可以直接进入游戏，由用户首先开始下棋。
②游戏进悔棋操作：用户可以点击“悔棋”按钮，取消前一步所下的棋子，重新落子。
③游戏开始新游戏操作：用户可以点击“新游戏”按钮，重新开始新一轮的游戏。
④游戏结束操作：游戏结束时，用户可以选择是否开始新一轮游戏。
二系统的详细设计与实现
2.1算法实现
2.1.1使用到的主要数据结构
① wzwin表示哪方获胜的情况,当inner=0时还未确定哪方获胜，inter=1，白子获胜，inter=2黑子获胜。
struct wzwin
{
int winner;
int nx1;
int nx2;
int ny1;
int ny2;
};
② Wzsave保存下棋记录,即（ix，iy）这个坐标是否使用，used=0未使用，used=1已使用，colour表示此处棋子的颜色。
struct wzsave
{
bool used;
bool color;
int ix;
int iy;
};
2.1.2使用到的主要函数
①开始新游戏的函数：void NewGame()；
②画棋子void DrawQZ(int nx,int ny,bool style)；
③当需要画棋盘时调用void draw()；
④绘图所用到的函数
黑色下子bool userAd(int nx,int ny);
白色下子bool userBd(int nx,int ny);
⑤ bool downzi(int nx,int ny);//外部调用此函数下子
⑥判断胜败函数bool bewinner2(bool style,int nx,int ny);
⑦用户悔棋函数bool goback();
⑧设置棋子类型void setback(int nx,int ny,bool style);
⑨用户是否可以悔棋判断函数bool getbackble()。
2.2程序流程图
如下图2-1所示，为程序流程图：

图2-1五子棋程序流程图
三系统实现与调试
3.1调试过程中错误信息和解决方法
开发五子棋程序中，遇到的问题及技术难题如下：
①错误信息：C:\Users\qingxue\Desktop \brick\brick.rc(10) : fatal error RC1015: cannot open include file 'afxres.h'.
解决方法：C:\WINCE500\OTHERS\MFC\INCLUDE路径添加到Microsoft eMbedded Visual C++ 4.0中ToolsàOptionsàDirectoriesàinclude files下即可。
②错误信息：LINK : fatal error LNK1104: cannot open file 'mfcs42d.lib'
解决方法：C:\WINCE500\OTHERS\MFC\LIB\X86路径添加到Microsoft eMbedded Visual C++ 4.0中ToolsàOptionsàDirectoriesàLibrary files下即可。
3.2调试过程：程序时间流程中的解决方法
① 首先，建立盘面，用函数void draw()画棋盘，然后初始化显示器、键盘、鼠等输入输出设备并在屏幕上画出棋盘（棋盘可以不显示）。
② 当轮到用户(即黑子)下时，您通过键盘或鼠标在棋盘上落子，程序会根据该点的位置，在map[15][15]数组的相应地方记录‘1’，以表明该子是用户下的；当轮到系统(即白子)下时，您通过键盘或鼠标在棋盘上落子，程序会根据该点的位置，在map[15][15]数组的相应地方记录‘2’，以表明该子是系统下的。
③ 当有棋子落下时，调用 void DrawQZ()画棋子函数在棋盘上画出。
④ bool downzi()外部调用此函数下子,控制下棋顺序，当轮到某方下子时，负责将程序转到相应的模块中去。
⑤ 盘面分析填写棋型表
用户在下五子棋时，一定会先根据棋盘上的情况，找出当前最重要的一些点位，如“活三”、“冲四”等；然后再在其中选择落子点。我们从棋盘左上角出发，向右逐行搜索用户棋型表，当遇到一个空白点时，以它为中心向左挨个查找，如果遇到己方的子则记录然后继续，如果遇到对方的子、空白点或边界就停止查找。左边完成后再向右进行同样的操作；最后把左右两边的记录合并起来，得到的数据就是该点横向上的棋型，然后把棋型的编号填入到储存棋局中unsigned char user[x][y][n]表示用户棋局; unsigned char pc[15][15][4] 表示系统棋局;（x、y代表坐标，n=0、1、2、3分别代表横、竖、左斜、右斜四个方向）,而其他三个方向的棋型也可用同样的方法得到，当搜索完整张棋盘后，用户棋型表也就填写完毕了。
⑥对方落子
有了上面填写的两张棋型表，就是遍历棋型表user[15][15][4]和pc[15][15][4]找出其中数值最大的一点，在该点下子即可。但这种算法的弱点非常明显，只顾眼前，不能顾全大局，这就和许多五子棋初学者一样犯了目光短浅的毛病。如果在这儿下子将会形成对手不得不防守的棋型,例如：‘冲四’、‘活三’,那么下一步对手就会照您的思路下子来防守您，如此一来便完成了第一步的预测。这时再调用模块4对预测后的棋进行盘面分析，如果出现了‘四三’、‘双三’或‘双四’等制胜点，那么己方就可以获胜了；否则照同样的方法向下分析，就可预测出第二步、第三步……要是盘面上没有对手必须防的棋型，那么进攻不成的话就得考虑防守了，将自己和对手调换一下位置，然后用上面的方法来预测对手的棋，这样既可以防住对手巧妙的攻击，又能待机发动反击。
3.3系统运行的结果
点击游戏界面上的开始按钮，用户就可以进行游戏的一系列操作。

图3-1游戏图

图3-2游戏图

图3-3游戏图
四总结
在系统分析阶段，针对五子棋游戏，将整个游戏分成若干个部分，逐步解决过程中遇到的每一个问题，初步地实现了基本功能，并最终实现所想要的效果。此程序的用户界面已基本实现了俄罗斯方块游戏的一些基本的控制操作，但由于时间和能力的限制，程序有许多不足之处，很多功能还没有完全实现，或者还没有完善。若要设计出更加具有可玩性和好玩性的五子棋游戏，就要靠以后更多和更深入的学习。
五附录（主要代码）
六参考文献
① 《EVC高级编程及其应用开发》 王兵 李存斌 陈鹏 等编著 中国水利水电出版社
② 《270RP_wince实验指导书》