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案例介绍

本案例采用 python 实现了一个简单的井字棋游戏。该游戏在控制台界面中进行，有游戏提示。游戏棋盘为 3 X 3 的九宫格样式，每个棋格与数字键盘上的 1 - 9 数字键一一对应，可通过输入数字来选择落棋位置和落子。游戏的规则是两个玩家轮流下棋，首先实现横线、竖线、斜线连续三个格棋子一样的获胜。

学习目标

本案例主要是对 python 基础知识的运用，包括语法、列表型数据结构、元组、类、函数、循环、条件判断、控制台输入与输出、引入模块等基础知识。通过本案例的学习，将强化对这些知识的理解和运用。

需要的引入的模块

本案例以 python 3.5.3 版本为基础，需要引入三个模块 random 、 sys 、 copy .

模块 random ：主要用于生成随机数；
模块 sys ：该模块包含了与 Python 解释器和它的环境有关的函数。
模块 copy ：主要用于拷贝对象。
案例结构和主要算法
该案例是个游戏，其主要算法为：

初始化棋盘，确定玩家执什么棋子，并随机确定谁执先手；
玩家和计算机轮换下棋。
计算机依据玩家落棋的位置，先依次做五个检测：自己下一步棋是否会赢、玩家下一步棋是否会赢、检测四个角是否为空、检测中心是否为空、检测边是否有空位，然后根据检测结果将棋子下在相应的位置，直到游戏结束。
该案例包含的功能模块
该案例只有一个程序文件： tictactoe.py ，其包含的功能模块为：

starGame( ) 函数：定义了本游戏的主要流程和逻辑——初始化棋盘、输出帮助信息、取得玩家姓名和希望执的棋子、随机选择谁执先手、进入游戏循环。
drawBoard( ) 函数：绘制或更新棋盘。如果没有棋盘，就绘制棋盘；如果棋盘已经存在，就更新棋盘。
help( ) 函数：输出帮助信息。
inputPlayerLetter( ) 函数：确定游戏双方选择的代表棋子的字符。
startGameLoop( ) 函数：定义了游戏的主循环。玩家和计算机轮换下棋，直到某一方获胜或达成平局。
getPlayerMove( ) 函数：玩家下棋，返回输入的位置数字。
makeMove( ) 函数：下棋，将字符配给相应的棋盘网格。
isWin( ) 函数：判断获胜的标准。
isBoardFull( ) 函数：检测棋盘是否下满棋。
isSpaceFree( ) 函数：检测哪个位置为空的，可以下棋。
getComputerMove( ) 函数：依次做五个检测，确定计算机要下棋的位置。
chooseRandomMove( ) 函数：随机下棋。
endGame( ) 函数：游戏结束时给出选择，再来一次，还是退出。
exitGame( ) 函数：退出游戏。
‘’’

代码实现

# -*- coding: utf-8 -*-import random
import sys
import copyclass TicTacToe:# 初始化信息def __init__(self):self.board = [' '] * 10self.playerName = ''self.playerLetter = ''self.computerName = 'Leo'self.computerLetter = ''self.corners = [1,3,7,9]self.sides = [2,4,6,8]self.middle = 5self.form = '''\t        |   |\t      %s | %s | %s\t        |   |\t    -------------\t        |   |\t      %s | %s | %s\t        |   |\t    -------------\t        |   |\t      %s | %s | %s\t        |   |'''# 开始游戏def startGame(self):# 欢迎信息print('''\n\t------------------------------------\n\t             TIC-TAC-TOE\n\t------------------------------------''')# 画棋盘，调用 drawBoard()self.drawBoard(board = None)# 显示帮助信息，调用 help()self.help()# 获取玩家姓名self.playerName = input("您好，我是 %s" % self.computerName + ". 请问您的名字是? ")# 获取代表棋子的字符，调用 inputPlayerLetter()self.playerLetter, self.computerLetter = self.inputPlayerLetter()print("您的选择是 " + self.playerLetter)# 随机选择谁执先手，并开始游戏。调用 startGameLoop()if random.randint(0,1) == 0:print(self.computerName + "为执先手方!")self.startGameLoop(self.computerName)else:print(self.playerName + "为执先手方!")self.startGameLoop(self.playerName)# 画棋盘，如果游戏新开始，没有棋盘，就初始化棋盘，棋盘格都为空。如果在游戏中，就在网格中显示字符。def drawBoard(self,board = None):if board is None:print(self.form % tuple(self.board[7:10] + self.board[4:7] + self.board[1:4]))else:print(self.form % tuple(board[7:10] + board[4:7] + board[1:4]))# 帮助信息def help(self):print('''\n\t 游戏说明：\n\t 1、游戏棋盘是以 3 X 3 的九宫格形式。每格坐标与键盘上的小键盘 1 - 9 数字键一一对应。\n\t 2、游戏中，两个玩家轮流下棋，输入数字，将棋下在九宫格的相应格里。\n\t 3、首先实现横线、竖线、斜线连续三个格棋子一样的获胜。''')# 玩家输入选择的代表棋子的字符def inputPlayerLetter(self):letter = ''while not (letter == 'X' or letter == 'O'):print('您希望选择 X 还是 O ?')letter = input().upper()# 设置第一个字符为玩家，第二个为计算机if letter == 'X':return ['X', 'O']else:return ['O', 'X']# 游戏主循环def startGameLoop(self,turn):gameIsRunning = Trueplayer = turnwhile gameIsRunning:# 如果是玩家下棋if player == self.playerName:playerInput = self.getPlayerMove()self.makeMove(self.board, self.playerLetter, playerInput)if(self.isWin(self.board, self.playerLetter)):self.drawBoard()print("\n\t恭喜您获胜，%s!!! \t\n" % self.playerName)gameIsRunning = Falseelse:if self.isBoardFull():self.drawBoard()print("\n\t 您和%s战成平局!!! \n\t" % self.computerName)gameIsRunning = Falseelse:self.drawBoard()player = self.computerName# 转为计算机下棋else:computerMove =  self.getComputerMove()self.makeMove(self.board, self.computerLetter, computerMove)if (self.isWin(self.board, self.computerLetter)):self.drawBoard()print("\n\t很遗憾，计算机%s获得了胜利 \t\n" % self.computerName)gameIsRunning = Falsebreakelse:if self.isBoardFull():self.drawBoard()print("\n\t 您和%s战成平局!!! \n\t" % self.computerName)gameIsRunning = Falseelse:self.drawBoard()player = self.playerName# 当跳出游戏循环，及获胜、平局、失败后结束游戏。self.endGame()# 玩家下棋，返回输入的位置数字def getPlayerMove(self):move = int(input("请选择棋子位置: (1-9) "))while move not in range(1,10) or not self.isSpaceFree(self.board, move):move = int(input("无效操作，请重新选择: (1-9) "))return move# 下棋，将字符配给相应的棋盘网格def makeMove(self,board, letter, move):board[move] = letter# 判断获胜的标准def isWin(self, board, letter):if ((board[1] == letter and board[2] == letter and board[3] == letter) or      # 下横线(board[4] == letter and board[5] == letter and board[6] == letter) or  # 中横线(board[7] == letter and board[8] == letter and board[9] == letter) or  # 上横线(board[1] == letter and board[4] == letter and board[7] == letter) or  # 左竖线(board[2] == letter and board[5] == letter and board[8] == letter) or  # 中竖线(board[3] == letter and board[6] == letter and board[9] == letter) or  # 右竖线(board[1] == letter and board[5] == letter and board[9] == letter) or  # 一条对角线(board[3] == letter and board[5] == letter and board[7] == letter)):   # 又一条对角线return Trueelse:return False# 检测棋盘是否下满def isBoardFull(self):for i in range(1,10):if self.isSpaceFree(self.board, i):return Falsereturn True# 检测哪个位置为空的，可以下棋def isSpaceFree(self, board, move):return board[move] == ' '# 计算机下棋，得到要下的位置# 依次做五个检测： 1、自己下一步棋是否会赢； 2、玩家下一步棋是否会赢； 3、检测四个角是否为空； 4、检测中心是否为空； 5、检测边是否有空位。def getComputerMove(self):for i in range(1, 10):boardCopy = copy.deepcopy(self.board)if self.isSpaceFree(boardCopy, i):self.makeMove(boardCopy, self.computerLetter, i)if self.isWin(boardCopy, self.computerLetter):return ifor i in range(1, 10):boardCopy = copy.deepcopy(self.board)if self.isSpaceFree(boardCopy, i):self.makeMove(boardCopy, self.playerLetter, i)if self.isWin(boardCopy, self.playerLetter):return imove = self.chooseRandomMove(self.corners)if move != None:return moveif self.isSpaceFree(self.board, self.middle):return self.middlereturn self.chooseRandomMove(self.sides)# 随机下棋def chooseRandomMove(self, moveList):possibleWinningMoves = []for move in moveList:if self.isSpaceFree(self.board, move):possibleWinningMoves.append(move)if len(possibleWinningMoves) != 0:return random.choice(possibleWinningMoves)else:return None# 游戏结束def endGame(self):playAgain = input("您希望再战一局吗? (y/n): ").lower()if playAgain == 'y':self.__init__()self.startGame()else:print("\n\t-- 游戏结束!!!--\n\t")self.exitGame()# 退出游戏def exitGame(self):print("\n\t 感谢您的参与 ? \n\t 欢迎下次再玩!\n")sys.exit()if __name__ == "__main__":TTT = TicTacToe()TTT.startGame()