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数据结构课程设计
目录
第一章 :课程设计目的和要求·······················2
1.1 数据结构课程设计的目的 ··························2
1.2 数据结构课程设计实现的要求······················2
第二章 :课程设计任务内容·························3
2.1 五子棋对弈系统···································3
第三章 :详细设计说明·····························4
3.1 功能设计········································4
3.2五子棋对弈系统流程图······························4
3.3 软件中实现各项功能的函数与程序代码········5
第四章 :程序运行环境说明··························10
4.1 程序运行环境说明及出现的问题·····················10
4.2 运行结果·········································10
第五章:课程设计心得与体会····················14
附录········································15
源程序:·····································16
五子棋
第一章 课程设计目的和要求
1.1 数据结构课程设计的目的
进一步培养结构化程序设计的思想,加深对高级系统语言基本语言要素和控制结构的理解,针对数据结构中的重点和难点内容进行训练,独立完成有一定工作量的程序设计任务,同时强调好的程序设计风格。
此课程设计着眼于知识的运用,把平常学的知识运用到课程实践中来,本身就是考察我们知识运用能力。要求熟悉运用一些编程软件,对我们所学的理论知识进一步的深化。
1.2 数据结构课程设计实现的要求
使用C++语言编写一个基于控制台的简单程序,使学生掌握简单的程序设计技巧。同时设计一个简单的五子棋对弈系统,可以实现五子棋的基本功能,是一款娱乐用的小型程序。
第二章 课程设计任务内容
2.1五子棋对弈系统
设计一个五子棋系统程序,实现对五子棋进行运行。
基本要求:五子棋是有两个人在一盘棋上进行对抗的竞技活动。在对局开始时,先由用户选择哪方开局,先开局一方将一枚棋子落在一点上,然后由另一方在对方棋周围交叉点上落子,如此轮流落子,知道某一方首先在棋盘的直线、横线或斜线上形成连续的五子则该方程就算获胜。
此时算法结束,当有任何一方退时出,都可在算法中实现。
第三章 详细设计说明
3.1 功能设计
(1)由两个玩家分别下棋,当某一玩家五子相连,则赢。
(2)界面要求:初始状态——显示棋盘,并显示两个玩家的操作键及初始玩家名称;游戏进行状态——动态显示棋盘,不同玩家的棋子用不同符号显示,屏幕上显示当前玩家号,结束时显示赢家名称。
开始
3.2五子棋对弈系统流程图
白放下子
判断该位置是否有棋
找另一位
是
白方下子
否
判断是否重现开局
跳出白棋获胜
判断白方是否胜出
是
否
黑方下子
否
判断该位置是否有棋棋
否
游戏结束
找另一位
是
否
黑方下子
跳出黑棋获胜
判断黑方是否胜出
是
判断该位是否
图 3-1程序总体图
白(黑)方下子
是
白(黑)子在水平方向是否大于4
白(黑)方获胜
否
白(黑)子在垂直方向是否大于4
是
进入选择是否重新开局框
白(黑)方获胜
否
是
白(黑)子在正对角线方向是否大于4
白(黑)方获胜
否
是
白(黑)子在反对角线方向是否大于4
白(黑)方获胜
否
黑(白)方下子
图3-2算法流程图
3.3 软件中实现各项功能的函数与程序代码
主要函数、结构体和链表
Int a; //纪录坐标位置
Int b; //纪录坐标位置
Char achBoard[i][j],//用于在【a】【b】处落子
chSort;; //棋子的类别
Int nWin ////赢棋的次数
类的使用:
class CGobang
{private:
char chSort; //棋子的类别
int nWin; //赢棋的次数
int nLose; //输棋的次数
static int nDraw; //平局次数
public:
static char achBoard[19][19]; //棋盘
static int nSize; //棋盘的尺寸nSize*nSize
CGobang(char chsort) //构造函数,决定一方棋子的类别
{
chSort=chsort;
nWin=nLose=nDraw=0;
}
friend void huiqi(); //悔棋
static void savefile(); //将棋盘保存至文件
static void readBoard(); //从文件中读入棋盘
void continute(); //接着上次的游戏玩
void PlayTurn(void); //走一步棋
int Judge(); //判断是否连成五子,是则返回1
void Win(void); //赢棋
void Lose(void); //输棋
static void Draw(void); //平局
void PrintInfo(void); //打印总体情况
static void PrintBoard(void); //输出棋盘
static int GetFull(void); //判断棋盘是否一满
static void InitialBoard(void); //初始化棋盘
};}
本次程序设计主要设计了五个模块
1.绘制棋盘模块
当游戏初始化时,和每当落子消息触发时,都需要对棋盘进行重绘。这里用特殊符号“o”“@”分别来描绘白子、黑子。这个函数主要完成了以下工作:
●装载棋盘二位数组并进行绘制。
●根据棋盘数据绘制棋子。
●绘制最后落子指示规矩。
绘制棋牌;定义变量i,j
i=0;i++
j>nSize退出循环
i>nSize退出循环
i<nSize j=0;j++
判断:a=i&&=j
判断:achBoard[i][j]=0
No
Yes
输出“ ”
No
Yes
“ + ”
判断:achBoard[i][j]=0
输出
No
Yes
“ 输出 ”
“ 输出 ”
完成扫描1行;输出换行符
棋盘绘制结束
图3-3
2.键盘操作控制模块
此模块主要用于处理与用户的交互过程。即完成落子判断过程。
此模块主要完成以下工作:
● 判断是否在棋盘内按落子键,和移动是否超出棋盘范围。
● 判断落子点是否已有棋子。
3.判断胜负模块
这是游戏中一个极其重要的算法,用来判断当前棋盘的形势是哪一方获胜。五子棋的胜负,在于判断棋盘上是否有一个点,从这个点开始的右、下、右下、左下四个方向是否有连续的五个同色棋子出现,如图:
图 3-5判断胜负方向
这个算法是本系统里的nWin成员函数。需要它接受一个棋子颜色的参数,然后返回一个布尔值,这个值指示是否胜利。
1).横向判断流程图“——”
定义变量:lint i,j,k//控制循环变量 int k=0,
循环控制列:j=0,j++
j>=nSize
J,
j<nSize
循环控制列:i=0,j++
IiIIi i>=nSize
输出结果;nWin=output(k,nWin)
i<nSize
循环控制 5:k=0,k++
k>=5
k<5
achBoard[1][1+k] =1 achBoard[1] [i+k] =2
k++ k++
图3-6
循环控制 5:k=0;k++
K>5 k>=5
Name[1+k][j]=1 Name[i+k][1]=2
k++ k++
2).竖向判断流程图“|”
3).从左到右斜方向“\”
循环控制 5:k=0;k++
K>5 k>=5
Name[1+k][j-k]=1 Name[i+k][j-k]=2
k++ k ++
图3-8
4) .从右到左斜方向“/”
循环控制 5:k=0;k++
k>5 k>=5
Name[1+k][j-k]=1 Name[i+k][j-k]=2
k++ k++
图3-9
图3-9
4.重置棋盘模块
在每局游戏开始的时候都需要调用这个函数InitialBoard(void)将棋盘初始化,也就是棋盘的初始化工作。在这个函数中,主要发生了这么几件事情:
●将achBoard[N][N]中每一个落子位都置为无子状态(0)。
●默认的先手顺序是黑子先手,置player=1。
5.游戏结束模块
这一模块主要用于释放内存,用输出流语句输出结束信息,并控制循环退出程序。
第四章 程序运行环境说明
4.1 程序运行环境说明及出现的问题
该程序可以实现对学生信息的录入和显示,可以采用Dev-c或者Visual C++
运行,可以实现简单的界面化,使程序方便使用和修改。
4.2 运行结果
软件使用结果
1.进入游戏→主界面
图4-1
2.点击1→开始游戏
图4-2
3.继续点击1或2→游戏过程中
图4-3
4.判断胜负
图4-4
5.在主界面中点击0→退出游戏
图4-6
第五章 课程设计心得与体会
课程设计是培养学生综合运用所学知识 ,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对我们的实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新月异,当今计算机应用在生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学来说掌握程序开发技术是十分重要的,而C++语言又是最常见,功能最强大的一种高级语言,因此做好C++语言课程设计是十分必要的。
通过几周的课程设计使我们懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题,可以说得是困难重重,这毕竟第一次做这么长的程序设计,难免会遇到过各种各样的问题,同时在设计的过程中发现了自己的不足之处,对一些前面学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固,通过这次课程设计之后,我们把前面所学过的知识又重新温故了一遍。
我做的是五子棋设计,虽然是很简单的一个小的程序,但对我来说却是一个很大的困难。更加是第一次做课程设计,所以做了一个下午却丝毫没有进展,最主要是不知从何开始,这个时候才知道上课老师们不厌其烦的教导是多么的宝贵,这个时候才后悔上课的时候没有认真的听讲。可是现在一切都晚了,还好时间还算是充裕,只好拿出书本重新复习一下。
开始的时候真的感觉编程是一件很无聊的事情,不过当一个程序运行成功的时候那种喜悦是无法言语的,那种成就感是无法比拟的。又经过几天的努力,终于把程序完成了,尽管程序还是有很多功能上的欠缺和漏洞,可我还是很高兴的。无论如何是自己的劳动成果,是自己经过努力得到的成绩,同时也是学习C++语言的一次实践作业,自己进步的证明。
在课程设计过程中,收获知识,提高能力的同时,我也学到了很多人生的哲理,懂得怎么样去制定计划,怎么样去实现这个计划,并掌握了在执行过程中怎么样去克服心理上的不良情绪。因此在以后的生活和学习的过程中,我一定会把课程设计的精神带到生活中,不畏艰难,勇往直前!
附录1:参考文献
1、谭浩强 著.C++程序设计教程.清华大学出版社
2、陈维兴 林小茶 编著.C++面向对象程序设计.中国铁道出版社
3、田淑清, C语言程序设计,北京:高等教育出版社,2006年1月
4、David J.Kruglinski,Scot Wingo,George Shepherd,Visual C++6.0技术内幕(第五版),希望图书室译,北京:北京希望电子出版社,2001 年1月
源程序:
#include <iostream>
#include <string>
#include <fstream>
#include <iomanip>
int a[90],b[90]; //定义全局数组
int k=0;
using namespace std;
class CGobang //棋子类
{
private:
char chSort; //棋子的类别
int nWin; //赢棋的次数
int nLose; //输棋的次数
static int nDraw; //平局次数
public:
static char achBoard[19][19]; //棋盘
static int nSize; //棋盘的尺寸nSize*nSize
CGobang(char chsort) //构造函数,决定一方棋子的类别
{
chSort=chsort;
nWin=nLose=nDraw=0;
}
friend void huiqi(); //悔棋
static void savefile(); //将棋盘保存至文件
static void readBoard(); //从文件中读入棋盘
void continute(); //接着上次的游戏玩
void PlayTurn(void); //走一步棋
int Judge(); //判断是否连成五子,是则返回1
void Win(void); //赢棋
void Lose(void); //输棋
static void Draw(void); //平局
void PrintInfo(void); //打印总体情况
static void PrintBoard(void); //输出棋盘
static int GetFull(void); //判断棋盘是否一满
static void InitialBoard(void); //初始化棋盘
};
char CGobang::achBoard[19][19];
int CGobang::nSize=0;
int CGobang::nDraw=0;
void CGobang::Draw()
{
cout<<"\n\n\t\t平局!\n\n";
nDraw++;
}
void CGobang::InitialBoard() //初始化棋盘
{
for(int i=0;i<nSize;i++)
for(int j=0;j<nSize;j++)
achBoard[i][j]=' ';
}
void CGobang::PrintBoard() //输出棋盘
{
int i,j;
cout<<endl;
cout<<setw(5)<<endl;
for(i=1;i<=nSize;i++)
{
cout<<setw(4)<<i;
}
cout<<endl;
for(i=0;i<nSize;i++)
{
cout<<setw(3)<<endl;
cout<<i+1;
for(j=0;j<nSize;j++)
cout<<achBoard[i][j]<<" | ";
cout<<endl;
}
}
int CGobang::GetFull() //判断棋盘是否一满,若是返回1
{
for(int i=0;i<nSize;i++)
for(int j=0;j<nSize;j++)
if(achBoard[i][j]==' ')
return 0;
return 1;
}
void CGobang::Win() //赢棋
{
cout<<"\n\n\t\t"<<chSort<<"方获胜!\n\n";
nWin++;
}
void CGobang::savefile() //将棋盘保存至文件
{
ofstream outfile("C++.txt",ios::out);
if(!outfile)
{cerr<<"open file error!"<<endl;
exit(1);
}
for(int i=0;i<nSize;i++)
for(int j=0;j<nSize;j++)
outfile.write((char *) &achBoard[i][j],sizeof(achBoard[i][j]));
outfile.close();
}
void CGobang::Lose() //输棋
{
nLose++;
}
void CGobang::PlayTurn(void) //走一步棋
{
int nRow,nCol;
char choice1,choice2;
do
{
cout<<"\t现在该"<<chSort<<"方下棋,请输入棋盘坐标(x,y):";
cin>>nRow>>nCol;
if(nRow>nSize||nCol>nSize)
cout<<"\t输入的坐标越界,x与y的范围应小于等于"<<nSize<<",请重新输入\n";
else
if(nRow>0&&nCol>0&&achBoard[nRow-1][nCol-1]!=' ')
cout<<"\t棋盘("<<nRow<<","<<nCol<<")处已有棋子,请重新输入\n";
else if(nRow==-1)
huiqi();
else if(nRow==0&&nCol==0)
{
cout<<"\t确认你想结束游戏吗(y,n)?";
cin.get();
cin>>choice1;
if(choice1=='y'||choice1=='Y')
{
cout<<"\t是否保存(y,n)?:";
cin.get();
cin>>choice2;
if(choice2=='y'||choice2=='Y')
{
CGobang::savefile();
cout<<"\t保存成功,欢迎下次再玩!\n";
exit(1);
}
else
{
cout<<"\t游戏结束,欢迎再次使用五子棋游戏!";
cout<<endl;
exit(0);
}
}
}
else {
achBoard[nRow-1][nCol-1]=chSort;
a[k]=nRow-1;
b[k]=nCol-1;
k++;
break;
}
}while(1);
}
int CGobang::Judge() //判断是否连成五子,是则返回1
{
int i,j;
for(i=0;i<nSize;i++)
for(j=0;j<nSize;j++)
{
if(achBoard[i][j]==chSort)
{
if(j+4<nSize)
{
if(achBoard[i][j+1]==chSort&&achBoard[i][j+2]==chSort&&achBoard[i][j+3]==chSort&&achBoard[i][j+4]==chSort)
return 1;
}
if(i+4<nSize)
{
if(achBoard[i+1][j]==chSort&&achBoard[i+2][j]==chSort&&achBoard[i+3][j]==chSort&&achBoard[i+4][j]==chSort)
return 1;
}
if(i+4<nSize&&j+4<nSize)
{
if(achBoard[i+1][j+1]==chSort&&achBoard[i+2][j+2]==chSort&&achBoard[i+3][j+3]==chSort&&achBoard[i+4][j+4]==chSort)
return 1;
}
if(i-4>0&&j+4<nSize)
{
if(achBoard[i-1][j+1]==chSort&&achBoard[i-2][j+2]==chSort&&achBoard[i-3][j+3]==chSort&&achBoard[i-4][j+4]==chSort)
return 1;
}
}
}
return 0;
}
void CGobang::PrintInfo(void) //打印总体情况
{
cout<<"Size"<<chSort<<"方共计赢"<<nWin<<"局,输"<<nLose<<"局,平"<<nDraw<<"局。"<<endl;
}
void CGobang::readBoard() //以二进制形式从文件中读出棋盘
{
ifstream infile("C++.txt",ios::in);
if(!infile)
{
cerr<<"open file eror!"<<endl;
exit(1);
}
else
{
for(int i=0;i<nSize;i++)
for(int j=0;j<nSize;j++)
infile.read((char *) &achBoard[i][j],sizeof(achBoard[i][j]));
infile.close();
}
}
void huiqi() //悔棋
{
k--;
CGobang::achBoard[a[k]][b[k]]=' ';
k--;
CGobang::achBoard[a[k]][b[k]]=' ';
CGobang::PrintBoard();
}
void PrintRule(void) //打印游戏规则
{
cout<<"\t☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆\n\n";
cout<<"\t\t欢迎使用五子连珠游戏!"<<endl<<endl;
cout<<"\t☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆\n\n";
cout<<"\t游戏规则:"<<endl;
cout<<"\t1.每1步输入要下棋子的格子的x,y坐标,按Enter键\n";
cout<<"\t2.有1方首先5个棋子连成一线即判获胜\n";
cout<<"\t3.当旗子布满棋盘但仍无获胜方即为平局\n";
cout<<"\t4.一局结束后,若想继续按Y键,若退出则按其他键\n";
cout<<"\t5.若想中途退出游戏,请输入(0,0),再按照提示保存游戏\n";
cout<<"\t6.悔棋请输入(-1,0)\n";
cout<<"\t6.X方先行\n";
cout<<"\n\n\t\t请按任意键开始下棋!\n\n";
}
int JudgePlay(CGobang &SideX,CGobang &SideO) //每下一步要进行输赢的判断,有赢的则返回1
{
if(SideX.Judge()) //X方获胜
{
SideX.Win();
SideO.Lose();
return 1;
}
else if(SideO.Judge()) //O方获胜
{
SideO.Win();
SideX.Lose();
return 1;
}
else
return 0;
}
void Play(CGobang &SideX,CGobang &SideO) //开始一局游戏
{
while(1)
{
system("cls");
cout<<"\t*************************************************\n";
cout<<"\t\t※.悔棋请输入(-1,0)\n";
cout<<"\t\t※.中途退出请输出(0,0),并根据提示保存\n";
cout<<"\t*************************************************\n";
CGobang::PrintBoard(); //输出棋盘
SideX.PlayTurn(); //X方下棋
if(JudgePlay(SideX,SideO)) //判断输赢
break;
if(CGobang::GetFull()) //判断是否平局
{
CGobang::Draw();
break;
}
system("cls"); //清屏
cout<<"\t*************************************************\n";
cout<<"\t\t※.悔棋请输入(-1,0)\n";
cout<<"\t\t※.中途退出请输出(0,0),并根据提示保存\n";
cout<<"\t*************************************************\n";
CGobang::PrintBoard(); //输出棋盘
SideO.PlayTurn(); //O方下棋
if(JudgePlay(SideX,SideO)) //判断输赢
break;
if(CGobang::GetFull()) //判断是否平局
{
CGobang::Draw();
break;
}
}
}
void continute() //接着上次的游戏玩
{
char str;
cin.get();
cout<<"\t你是否接着玩上一次的游戏(y/n)?:";
cin>>str;
if(str=='Y'||str=='y')
CGobang::readBoard();
else
cout<<"\t请玩新游戏~~~~~\n";
}
int main(void)
{
CGobang SideX('@'),SideO('O'); //定义两个旗子类对象,分别代表X方与O方
system("cls");
PrintRule();
cin.get();
string strChoice;
do
{
cout<<"请选择棋盘大小(10~19):";
cin>>CGobang::nSize;
cout<<endl;
if(CGobang::nSize>19||CGobang::nSize<10)
{
cout<<"请重新输入:";
cin>>CGobang::nSize;
cout<<endl;
}
else
{
system("PAUSE");
system(
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