Algorytm określania zakończenia gry w kółko i krzyżyk

Napisałem grę w kółko i krzyżyk w Javie i moją obecną metodę określania kont zakończenia gry dla następujących możliwych scenariuszy zakończenia gry:

1. Plansza jest pełna i żaden zwycięzca nie został jeszcze wyłoniony: Gra kończy się remisem.
2. Krzyż wygrał.
3. Circle wygrał.

Niestety, aby to zrobić, czyta wstępnie zdefiniowany zestaw tych scenariuszy z tabeli. To niekoniecznie jest złe, biorąc pod uwagę, że na planszy jest tylko 9 miejsc, a zatem stół jest nieco mały, ale czy istnieje lepszy algorytmiczny sposób określania, czy gra się skończyła? Ustalenie, czy ktoś wygrał, czy nie, jest sednem problemu, ponieważ sprawdzenie, czy 9 ​​miejsc jest pełnych, jest trywialne.

Metoda tabeli może być rozwiązaniem, ale jeśli nie, to co nim jest? A co by było, gdyby tablica nie miała odpowiedniego rozmiaru n=9? Co gdyby był znacznie większy deska, powiedzmy n=16, n=25i tak dalej, powodując szereg kolejno wprowadzanych elementów do wygrania będzie x=4, x=5itp? Ogólny algorytm dla wszystkich n = { 9, 16, 25, 36 ... }?

Wiesz, że wygrywający ruch może nastąpić dopiero po tym, jak X lub O wykonał ostatni ruch, więc możesz przeszukiwać tylko wiersz / kolumnę z opcjonalną diagą zawartą w tym ruchu, aby ograniczyć przestrzeń poszukiwań podczas próby określenia zwycięskiej planszy. Ponieważ w grze w kółko i krzyżyk jest ustalona liczba ruchów, po wykonaniu ostatniego ruchu, jeśli nie był to ruch wygrywający, domyślnie jest to gra remisowa.

edytuj: ten kod dotyczy planszy n na n z n z rzędu, aby wygrać (3x3 wymagania na planszy 3 z rzędu itp.)

edycja: dodano kod do sprawdzania antydiag, nie mogłem wymyślić sposobu bez pętli, aby określić, czy punkt był na antydiag, dlatego brakuje tego kroku

public class TripleT {

    enum State{Blank, X, O};

    int n = 3;
    State[][] board = new State[n][n];
    int moveCount;

    void Move(int x, int y, State s){
        if(board[x][y] == State.Blank){
            board[x][y] = s;
        }
        moveCount++;

        //check end conditions

        //check col
        for(int i = 0; i < n; i++){
            if(board[x][i] != s)
                break;
            if(i == n-1){
                //report win for s
            }
        }

        //check row
        for(int i = 0; i < n; i++){
            if(board[i][y] != s)
                break;
            if(i == n-1){
                //report win for s
            }
        }

        //check diag
        if(x == y){
            //we're on a diagonal
            for(int i = 0; i < n; i++){
                if(board[i][i] != s)
                    break;
                if(i == n-1){
                    //report win for s
                }
            }
        }

        //check anti diag (thanks rampion)
        if(x + y == n - 1){
            for(int i = 0; i < n; i++){
                if(board[i][(n-1)-i] != s)
                    break;
                if(i == n-1){
                    //report win for s
                }
            }
        }

        //check draw
        if(moveCount == (Math.pow(n, 2) - 1)){
            //report draw
        }
    }
}

możesz użyć magicznego kwadratu http://mathworld.wolfram.com/MagicSquare.html, jeśli którykolwiek wiersz, kolumna lub diag sumują się do 15, to gracz wygrał.

A co z tym pseudokodem:

Po tym jak gracz kładzie figurę na pozycji (x, y):

col=row=diag=rdiag=0
winner=false
for i=1 to n
  if cell[x,i]=player then col++
  if cell[i,y]=player then row++
  if cell[i,i]=player then diag++
  if cell[i,n-i+1]=player then rdiag++
if row=n or col=n or diag=n or rdiag=n then winner=true

Użyłbym tablicy char [n, n], z O, X i spacją dla pustych.

1. prosty.
2. Jedna pętla.
3. Pięć prostych zmiennych: 4 liczby całkowite i jedna logiczna.
4. Wagi do dowolnego rozmiaru n.
5. Sprawdza tylko bieżący kawałek.
6. Żadnej magii. :)

Jest to podobne do odpowiedzi Osamy ALASSIRY , ale zamienia stałą przestrzeń i czas liniowy na przestrzeń liniową i czas stały. Oznacza to, że po inicjalizacji nie ma pętli.

Zainicjuj parę (0,0)dla każdego wiersza, każdej kolumny i dwóch przekątnych (przekątnych i przeciw przekątnych). Te pary przedstawiają zgromadzone (sum,sum)elementy w odpowiednim rzędzie, kolumnie lub po przekątnej, gdzie

Bierka gracza A ma wartość (1,0)
Figura gracza B ma wartość (0,1)

Kiedy gracz umieszcza pionek, zaktualizuj odpowiednią parę rzędów, parę kolumn i pary po przekątnych (jeśli są na przekątnych). Jeśli wszystkie nowo zaktualizowanego wiersza, kolumna lub ukośnie pary albo równa (n,0)lub (0,n)następnie albo A i B wygranych, odpowiednio.

Analiza asymptotyczna:

O (1) czas (na ruch)
O (n) spacja (ogólnie)

Do wykorzystania pamięci używasz 4*(n+1)liczb całkowitych.

dwa_elementy * n_rows + two_elements * n_columns +
dwa_elementy * dwie_diagonale = 4 * n + 4 liczby całkowite = 4 (n + 1) liczby całkowite

Ćwiczenie: Czy widzisz, jak sprawdzić remis w czasie O (1) na ruch? Jeśli tak, możesz zakończyć grę wcześniej po remisie.

Oto moje rozwiązanie, które napisałem dla projektu, nad którym pracuję, w javascript. Jeśli nie przeszkadza Ci koszt pamięci kilku tablic, jest to prawdopodobnie najszybsze i najprostsze rozwiązanie, jakie znajdziesz. Zakłada, że ​​znasz pozycję ostatniego ruchu.

/*
 * Determines if the last move resulted in a win for either player
 * board: is an array representing the board
 * lastMove: is the boardIndex of the last (most recent) move
 *  these are the boardIndexes:
 *
 *   0 | 1 | 2
 *  ---+---+---
 *   3 | 4 | 5
 *  ---+---+---
 *   6 | 7 | 8
 * 
 * returns true if there was a win
 */
var winLines = [
    [[1, 2], [4, 8], [3, 6]],
    [[0, 2], [4, 7]],
    [[0, 1], [4, 6], [5, 8]],
    [[4, 5], [0, 6]],
    [[3, 5], [0, 8], [2, 6], [1, 7]],
    [[3, 4], [2, 8]],
    [[7, 8], [2, 4], [0, 3]],
    [[6, 8], [1, 4]],
    [[6, 7], [0, 4], [2, 5]]
];
function isWinningMove(board, lastMove) {
    var player = board[lastMove];
    for (var i = 0; i < winLines[lastMove].length; i++) {
        var line = winLines[lastMove][i];
        if(player === board[line[0]] && player === board[line[1]]) {
            return true;
        }
    }
    return false;
}

Właśnie napisałem to dla mojej klasy programowania w C.

Publikuję to, ponieważ żaden z innych przykładów tutaj nie będzie działał z żadną prostokątną siatką i każdą liczbą N w rzędzie kolejnych znaków, aby wygrać.

Znajdziesz mój algorytm, taki jaki jest, w checkWinner()funkcji. Nie używa magicznych liczb ani niczego wymyślnego do sprawdzenia zwycięzcy, po prostu używa czterech dla pętli - Kod jest dobrze skomentowany, więc myślę, że będę mówił sam za siebie.

// This program will work with any whole number sized rectangular gameBoard.
// It checks for N marks in straight lines (rows, columns, and diagonals).
// It is prettiest when ROWS and COLS are single digit numbers.
// Try altering the constants for ROWS, COLS, and N for great fun!    

// PPDs come first

    #include <stdio.h>
    #define ROWS 9              // The number of rows our gameBoard array will have
    #define COLS 9              // The number of columns of the same - Single digit numbers will be prettier!
    #define N 3                 // This is the number of contiguous marks a player must have to win
    #define INITCHAR ' '        // This changes the character displayed (a ' ' here probably looks the best)
    #define PLAYER1CHAR 'X'     // Some marks are more aesthetically pleasing than others
    #define PLAYER2CHAR 'O'     // Change these lines if you care to experiment with them


// Function prototypes are next

    int playGame    (char gameBoard[ROWS][COLS]);               // This function allows the game to be replayed easily, as desired
    void initBoard  (char gameBoard[ROWS][COLS]);               // Fills the ROWSxCOLS character array with the INITCHAR character
    void printBoard (char gameBoard[ROWS][COLS]);               // Prints out the current board, now with pretty formatting and #s!
    void makeMove   (char gameBoard[ROWS][COLS], int player);   // Prompts for (and validates!) a move and stores it into the array
    int checkWinner (char gameBoard[ROWS][COLS], int player);   // Checks the current state of the board to see if anyone has won

// The starting line
int main (void)
{
    // Inits
    char gameBoard[ROWS][COLS];     // Our gameBoard is declared as a character array, ROWS x COLS in size
    int winner = 0;
    char replay;

    //Code
    do                              // This loop plays through the game until the user elects not to
    {
        winner = playGame(gameBoard);
        printf("\nWould you like to play again? Y for yes, anything else exits: ");

        scanf("%c",&replay);        // I have to use both a scanf() and a getchar() in
        replay = getchar();         // order to clear the input buffer of a newline char
                                    // (http://cboard.cprogramming.com/c-programming/121190-problem-do-while-loop-char.html)

    } while ( replay == 'y' || replay == 'Y' );

    // Housekeeping
    printf("\n");
    return winner;
}


int playGame(char gameBoard[ROWS][COLS])
{
    int turn = 0, player = 0, winner = 0, i = 0;

    initBoard(gameBoard);

    do
    {
        turn++;                                 // Every time this loop executes, a unique turn is about to be made
        player = (turn+1)%2+1;                  // This mod function alternates the player variable between 1 & 2 each turn
        makeMove(gameBoard,player);
        printBoard(gameBoard);
        winner = checkWinner(gameBoard,player);

        if (winner != 0)
        {
            printBoard(gameBoard);

            for (i=0;i<19-2*ROWS;i++)           // Formatting - works with the default shell height on my machine
                printf("\n");                   // Hopefully I can replace these with something that clears the screen for me

            printf("\n\nCongratulations Player %i, you've won with %i in a row!\n\n",winner,N);
            return winner;
        }

    } while ( turn < ROWS*COLS );                           // Once ROWS*COLS turns have elapsed

    printf("\n\nGame Over!\n\nThere was no Winner :-(\n");  // The board is full and the game is over
    return winner;
}


void initBoard (char gameBoard[ROWS][COLS])
{
    int row = 0, col = 0;

    for (row=0;row<ROWS;row++)
    {
        for (col=0;col<COLS;col++)
        {
            gameBoard[row][col] = INITCHAR;     // Fill the gameBoard with INITCHAR characters
        }
    }

    printBoard(gameBoard);                      // Having this here prints out the board before
    return;                             // the playGame function asks for the first move
}


void printBoard (char gameBoard[ROWS][COLS])    // There is a ton of formatting in here
{                                               // That I don't feel like commenting :P
    int row = 0, col = 0, i=0;                  // It took a while to fine tune
                                                // But now the output is something like:
    printf("\n");                               // 
                                                //    1   2   3
    for (row=0;row<ROWS;row++)                  // 1    |   |
    {                                           //   -----------
        if (row == 0)                           // 2    |   |
        {                                       //   -----------
            printf("  ");                       // 3    |   |

            for (i=0;i<COLS;i++)
            {
                printf(" %i  ",i+1);
            }

            printf("\n\n");
        }

        for (col=0;col<COLS;col++)
        {
            if (col==0)
                printf("%i ",row+1);

            printf(" %c ",gameBoard[row][col]);

            if (col<COLS-1)
                printf("|");
        }

        printf("\n");

        if (row < ROWS-1)
        {
            for(i=0;i<COLS-1;i++)
            {
                if(i==0)
                    printf("  ----");
                else
                    printf("----");
            }

            printf("---\n");
        }
    }

    return;
}


void makeMove (char gameBoard[ROWS][COLS],int player)
{
    int row = 0, col = 0, i=0;
    char currentChar;

    if (player == 1)                    // This gets the correct player's mark
        currentChar = PLAYER1CHAR;
    else
        currentChar = PLAYER2CHAR;

    for (i=0;i<21-2*ROWS;i++)           // Newline formatting again :-(
        printf("\n");

    printf("\nPlayer %i, please enter the column of your move: ",player);
    scanf("%i",&col);
    printf("Please enter the row of your move: ");
    scanf("%i",&row);

    row--;                              // These lines translate the user's rows and columns numbering
    col--;                              // (starting with 1) to the computer's (starting with 0)

    while(gameBoard[row][col] != INITCHAR || row > ROWS-1 || col > COLS-1)  // We are not using a do... while because
    {                                                                       // I wanted the prompt to change
        printBoard(gameBoard);
        for (i=0;i<20-2*ROWS;i++)
            printf("\n");
        printf("\nPlayer %i, please enter a valid move! Column first, then row.\n",player);
        scanf("%i %i",&col,&row);

        row--;                          // See above ^^^
        col--;
    }

    gameBoard[row][col] = currentChar;  // Finally, we store the correct mark into the given location
    return;                             // And pop back out of this function
}


int checkWinner(char gameBoard[ROWS][COLS], int player)     // I've commented the last (and the hardest, for me anyway)
{                                                           // check, which checks for backwards diagonal runs below >>>
    int row = 0, col = 0, i = 0;
    char currentChar;

    if (player == 1)
        currentChar = PLAYER1CHAR;
    else
        currentChar = PLAYER2CHAR;

    for ( row = 0; row < ROWS; row++)                       // This first for loop checks every row
    {
        for ( col = 0; col < (COLS-(N-1)); col++)           // And all columns until N away from the end
        {
            while (gameBoard[row][col] == currentChar)      // For consecutive rows of the current player's mark
            {
                col++;
                i++;
                if (i == N)
                {
                    return player;
                }
            }
            i = 0;
        }
    }

    for ( col = 0; col < COLS; col++)                       // This one checks for columns of consecutive marks
    {
        for ( row = 0; row < (ROWS-(N-1)); row++)
        {
            while (gameBoard[row][col] == currentChar)
            {
                row++;
                i++;
                if (i == N)
                {
                    return player;
                }
            }
            i = 0;
        }
    }

    for ( col = 0; col < (COLS - (N-1)); col++)             // This one checks for "forwards" diagonal runs
    {
        for ( row = 0; row < (ROWS-(N-1)); row++)
        {
            while (gameBoard[row][col] == currentChar)
            {
                row++;
                col++;
                i++;
                if (i == N)
                {
                    return player;
                }
            }
            i = 0;
        }
    }
                                                        // Finally, the backwards diagonals:
    for ( col = COLS-1; col > 0+(N-2); col--)           // Start from the last column and go until N columns from the first
    {                                                   // The math seems strange here but the numbers work out when you trace them
        for ( row = 0; row < (ROWS-(N-1)); row++)       // Start from the first row and go until N rows from the last
        {
            while (gameBoard[row][col] == currentChar)  // If the current player's character is there
            {
                row++;                                  // Go down a row
                col--;                                  // And back a column
                i++;                                    // The i variable tracks how many consecutive marks have been found
                if (i == N)                             // Once i == N
                {
                    return player;                      // Return the current player number to the
                }                                       // winnner variable in the playGame function
            }                                           // If it breaks out of the while loop, there weren't N consecutive marks
            i = 0;                                      // So make i = 0 again
        }                                               // And go back into the for loop, incrementing the row to check from
    }

    return 0;                                           // If we got to here, no winner has been detected,
}                                                       // so we pop back up into the playGame function

// The end!

// Well, almost.

// Eventually I hope to get this thing going
// with a dynamically sized array. I'll make
// the CONSTANTS into variables in an initGame
// function and allow the user to define them.

Jeśli plansza jest n × n, to jest n wierszy, n kolumn i 2 przekątne. Sprawdź każdy z nich dla wszystkich X lub all-O, aby znaleźć zwycięzcę.

Jeśli do wygrania potrzeba tylko x < n następujących po sobie kwadratów, to jest to trochę bardziej skomplikowane. Najbardziej oczywistym rozwiązaniem jest sprawdzenie, czy każdy kwadrat x × x jest zwycięzcą. Oto kod, który to potwierdza.

(I faktycznie nie przetestować ten * Kaszel *, ale nie kompilacji przy pierwszej próbie, yay mnie!)

public class TicTacToe
{
    public enum Square { X, O, NONE }

    /**
     * Returns the winning player, or NONE if the game has
     * finished without a winner, or null if the game is unfinished.
     */
    public Square findWinner(Square[][] board, int lengthToWin) {
        // Check each lengthToWin x lengthToWin board for a winner.    
        for (int top = 0; top <= board.length - lengthToWin; ++top) {
            int bottom = top + lengthToWin - 1;

            for (int left = 0; left <= board.length - lengthToWin; ++left) {
                int right = left + lengthToWin - 1;

                // Check each row.
                nextRow: for (int row = top; row <= bottom; ++row) {
                    if (board[row][left] == Square.NONE) {
                        continue;
                    }

                    for (int col = left; col <= right; ++col) {
                        if (board[row][col] != board[row][left]) {
                            continue nextRow;
                        }
                    }

                    return board[row][left];
                }

                // Check each column.
                nextCol: for (int col = left; col <= right; ++col) {
                    if (board[top][col] == Square.NONE) {
                        continue;
                    }

                    for (int row = top; row <= bottom; ++row) {
                        if (board[row][col] != board[top][col]) {
                            continue nextCol;
                        }
                    }

                    return board[top][col];
                }

                // Check top-left to bottom-right diagonal.
                diag1: if (board[top][left] != Square.NONE) {
                    for (int i = 1; i < lengthToWin; ++i) {
                        if (board[top+i][left+i] != board[top][left]) {
                            break diag1;
                        }
                    }

                    return board[top][left];
                }

                // Check top-right to bottom-left diagonal.
                diag2: if (board[top][right] != Square.NONE) {
                    for (int i = 1; i < lengthToWin; ++i) {
                        if (board[top+i][right-i] != board[top][right]) {
                            break diag2;
                        }
                    }

                    return board[top][right];
                }
            }
        }

        // Check for a completely full board.
        boolean isFull = true;

        full: for (int row = 0; row < board.length; ++row) {
            for (int col = 0; col < board.length; ++col) {
                if (board[row][col] == Square.NONE) {
                    isFull = false;
                    break full;
                }
            }
        }

        // The board is full.
        if (isFull) {
            return Square.NONE;
        }
        // The board is not full and we didn't find a solution.
        else {
            return null;
        }
    }
}

Nie znam tak dobrze Javy, ale znam C, więc wypróbowałem pomysł magicznego kwadratu adk (wraz z ograniczeniami wyszukiwania Hardwareguy'a ).

// tic-tac-toe.c
// to compile:
//  % gcc -o tic-tac-toe tic-tac-toe.c
// to run:
//  % ./tic-tac-toe
#include <stdio.h>

// the two types of marks available
typedef enum { Empty=2, X=0, O=1, NumMarks=2 } Mark;
char const MarkToChar[] = "XO ";

// a structure to hold the sums of each kind of mark
typedef struct { unsigned char of[NumMarks]; } Sum;

// a cell in the board, which has a particular value
#define MAGIC_NUMBER 15
typedef struct {
  Mark mark;
  unsigned char const value;
  size_t const num_sums;
  Sum * const sums[4];
} Cell;

#define NUM_ROWS 3
#define NUM_COLS 3

// create a sum for each possible tic-tac-toe
Sum row[NUM_ROWS] = {0};
Sum col[NUM_COLS] = {0};
Sum nw_diag = {0};
Sum ne_diag = {0};

// initialize the board values so any row, column, or diagonal adds to
// MAGIC_NUMBER, and so they each record their sums in the proper rows, columns,
// and diagonals
Cell board[NUM_ROWS][NUM_COLS] = { 
  { 
    { Empty, 8, 3, { &row[0], &col[0], &nw_diag } },
    { Empty, 1, 2, { &row[0], &col[1] } },
    { Empty, 6, 3, { &row[0], &col[2], &ne_diag } },
  },
  { 
    { Empty, 3, 2, { &row[1], &col[0] } },
    { Empty, 5, 4, { &row[1], &col[1], &nw_diag, &ne_diag } },
    { Empty, 7, 2, { &row[1], &col[2] } },
  },
  { 
    { Empty, 4, 3, { &row[2], &col[0], &ne_diag } },
    { Empty, 9, 2, { &row[2], &col[1] } },
    { Empty, 2, 3, { &row[2], &col[2], &nw_diag } },
  }
};

// print the board
void show_board(void)
{
  size_t r, c;
  for (r = 0; r < NUM_ROWS; r++) 
  {
    if (r > 0) { printf("---+---+---\n"); }
    for (c = 0; c < NUM_COLS; c++) 
    {
      if (c > 0) { printf("|"); }
      printf(" %c ", MarkToChar[board[r][c].mark]);
    }
    printf("\n");
  }
}


// run the game, asking the player for inputs for each side
int main(int argc, char * argv[])
{
  size_t m;
  show_board();
  printf("Enter moves as \"<row> <col>\" (no quotes, zero indexed)\n");
  for( m = 0; m < NUM_ROWS * NUM_COLS; m++ )
  {
    Mark const mark = (Mark) (m % NumMarks);
    size_t c, r;

    // read the player's move
    do
    {
      printf("%c's move: ", MarkToChar[mark]);
      fflush(stdout);
      scanf("%d %d", &r, &c);
      if (r >= NUM_ROWS || c >= NUM_COLS)
      {
        printf("illegal move (off the board), try again\n");
      }
      else if (board[r][c].mark != Empty)
      {
        printf("illegal move (already taken), try again\n");
      }
      else
      {
        break;
      }
    }
    while (1);

    {
      Cell * const cell = &(board[r][c]);
      size_t s;

      // update the board state
      cell->mark = mark;
      show_board();

      // check for tic-tac-toe
      for (s = 0; s < cell->num_sums; s++)
      {
        cell->sums[s]->of[mark] += cell->value;
        if (cell->sums[s]->of[mark] == MAGIC_NUMBER)
        {
          printf("tic-tac-toe! %c wins!\n", MarkToChar[mark]);
          goto done;
        }
      }
    }
  }
  printf("stalemate... nobody wins :(\n");
done:
  return 0;
}

Dobrze się kompiluje i testuje.

% gcc -o kółko i krzyżyk tic-tac-toe.c
% ./kółko i krzyżyk
     | |
  --- + --- + ---
     | |
  --- + --- + ---
     | |
  Wpisz ruchy jako „” (bez cudzysłowów, indeksowane zero)
  Ruch X: 1 2
     | |
  --- + --- + ---
     | | X
  --- + --- + ---
     | |
  Ruch O: 1 2
  nielegalny ruch (już wykonany), spróbuj ponownie
  Ruch O: 3 3
  nielegalny ruch (poza szachownicą), spróbuj ponownie
  Ruch O: 2 2
     | |
  --- + --- + ---
     | | X
  --- + --- + ---
     | | O
  Ruch X: 1 0
     | |
  --- + --- + ---
   X | | X
  --- + --- + ---
     | | O
  Ruch O: 1 1
     | |
  --- + --- + ---
   X | O | X
  --- + --- + ---
     | | O
  Ruch X: 0 0
   X | |
  --- + --- + ---
   X | O | X
  --- + --- + ---
     | | O
  Ruch O: 2 0
   X | |
  --- + --- + ---
   X | O | X
  --- + --- + ---
   O | | O
  Ruch X: 2 1
   X | |
  --- + --- + ---
   X | O | X
  --- + --- + ---
   O | X | O
  Ruch O: 0 2
   X | | O
  --- + --- + ---
   X | O | X
  --- + --- + ---
   O | X | O
  kółko i krzyżyk! O wygrywa!
% ./kółko i krzyżyk
     | |
  --- + --- + ---
     | |
  --- + --- + ---
     | |
  Wpisz ruchy jako „” (bez cudzysłowów, indeksowane zero)
  Ruch X: 0 0
   X | |
  --- + --- + ---
     | |
  --- + --- + ---
     | |
  Ruch O: 0 1
   X | O |
  --- + --- + ---
     | |
  --- + --- + ---
     | |
  Ruch X: 0 2
   X | O | X
  --- + --- + ---
     | |
  --- + --- + ---
     | |
  Ruch O: 1 0
   X | O | X
  --- + --- + ---
   O | |
  --- + --- + ---
     | |
  Ruch X: 1 1
   X | O | X
  --- + --- + ---
   O | X |
  --- + --- + ---
     | |
  Ruch O: 2 0
   X | O | X
  --- + --- + ---
   O | X |
  --- + --- + ---
   O | |
  Ruch X: 2 1
   X | O | X
  --- + --- + ---
   O | X |
  --- + --- + ---
   O | X |
  Ruch O: 2 2
   X | O | X
  --- + --- + ---
   O | X |
  --- + --- + ---
   O | X | O
  Ruch X: 1 2
   X | O | X
  --- + --- + ---
   O | X | X
  --- + --- + ---
   O | X | O
  pat ... nikt nie wygrywa :(
%

To było fajne, dzięki!

Właściwie, myśląc o tym, nie potrzebujesz magicznego kwadratu, wystarczy policzyć dla każdego wiersza / kolumny / przekątnej. Jest to trochę łatwiejsze niż uogólnienie magicznego kwadratu na macierze n× n, ponieważ wystarczy policzyć do n.

W jednym z wywiadów zadano mi to samo pytanie. Moje przemyślenia: Zainicjuj macierz wartością 0. Zachowaj 3 tablice 1) sum_row (rozmiar n) 2) sum_column (rozmiar n) 3) przekątna (rozmiar 2)

Dla każdego ruchu o (X) zmniejsz wartość pola o 1, a dla każdego ruchu o (0) zwiększaj ją o 1. W dowolnym momencie, jeśli wiersz / kolumna / przekątna, który został zmodyfikowany w bieżącym ruchu, ma sumę -3 lub + 3 oznacza, że ​​ktoś wygrał grę. W przypadku remisu możemy zastosować powyższe podejście, aby zachować zmienną moveCount.

Myślisz, że czegoś mi brakuje?

Edycja: to samo można zastosować dla macierzy nxn. Suma powinna wynosić nawet +3 lub -3.

niepętlowy sposób określenia, czy punkt znajdował się na antydiag:

`if (x + y == n - 1)`

Spóźniłem się na przyjęcie, ale chciałem wskazać jedną korzyść, jaką znalazłem przy użyciu magicznego kwadratu , a mianowicie, że można go użyć do uzyskania odniesienia do kwadratu, który spowodowałby wygraną lub przegraną w następnej turze, zamiast po prostu używane do obliczania zakończenia gry.

Weź ten magiczny kwadrat:

4 9 2
3 5 7
8 1 6

Najpierw skonfiguruj scorestablicę, która jest zwiększana za każdym razem, gdy wykonywany jest ruch. Zobacz tę odpowiedź, aby uzyskać szczegółowe informacje. Teraz, jeśli nielegalnie zagramy X dwa razy z rzędu w [0,0] i [0,1], to scorestablica wygląda tak:

[7, 0, 0, 4, 3, 0, 4, 0];

Tablica wygląda tak:

X . .
X . .
. . .

Następnie wszystko, co musimy zrobić, aby uzyskać odniesienie do pola, na którym wygrać / zablokować, to:

get_winning_move = function() {
  for (var i = 0, i < scores.length; i++) {
    // keep track of the number of times pieces were added to the row
    // subtract when the opposite team adds a piece
    if (scores[i].inc === 2) {
      return 15 - state[i].val; // 8
    }
  }
}

W rzeczywistości implementacja wymaga kilku dodatkowych sztuczek, takich jak obsługa numerowanych klawiszy (w JavaScript), ale wydało mi się to całkiem proste i podobała mi się rekreacyjna matematyka.

Dokonałem optymalizacji w wierszach, kole, przekątnych. O tym, czy musimy sprawdzić konkretną kolumnę lub przekątną, decyduje głównie w pierwszej zagnieżdżonej pętli. W ten sposób unikamy sprawdzania kolumn lub przekątnych, oszczędzając czas. Ma to duży wpływ, gdy rozmiar płytki jest większy, a znaczna liczba komórek nie jest wypełniona.

Oto kod java do tego.

    int gameState(int values[][], int boardSz) {


    boolean colCheckNotRequired[] = new boolean[boardSz];//default is false
    boolean diag1CheckNotRequired = false;
    boolean diag2CheckNotRequired = false;
    boolean allFilled = true;


    int x_count = 0;
    int o_count = 0;
    /* Check rows */
    for (int i = 0; i < boardSz; i++) {
        x_count = o_count = 0;
        for (int j = 0; j < boardSz; j++) {
            if(values[i][j] == x_val)x_count++;
            if(values[i][j] == o_val)o_count++;
            if(values[i][j] == 0)
            {
                colCheckNotRequired[j] = true;
                if(i==j)diag1CheckNotRequired = true;
                if(i + j == boardSz - 1)diag2CheckNotRequired = true;
                allFilled = false;
                //No need check further
                break;
            }
        }
        if(x_count == boardSz)return X_WIN;
        if(o_count == boardSz)return O_WIN;         
    }


    /* check cols */
    for (int i = 0; i < boardSz; i++) {
        x_count = o_count = 0;
        if(colCheckNotRequired[i] == false)
        {
            for (int j = 0; j < boardSz; j++) {
                if(values[j][i] == x_val)x_count++;
                if(values[j][i] == o_val)o_count++;
                //No need check further
                if(values[i][j] == 0)break;
            }
            if(x_count == boardSz)return X_WIN;
            if(o_count == boardSz)return O_WIN;
        }
    }

    x_count = o_count = 0;
    /* check diagonal 1 */
    if(diag1CheckNotRequired == false)
    {
        for (int i = 0; i < boardSz; i++) {
            if(values[i][i] == x_val)x_count++;
            if(values[i][i] == o_val)o_count++;
            if(values[i][i] == 0)break;
        }
        if(x_count == boardSz)return X_WIN;
        if(o_count == boardSz)return O_WIN;
    }

    x_count = o_count = 0;
    /* check diagonal 2 */
    if( diag2CheckNotRequired == false)
    {
        for (int i = boardSz - 1,j = 0; i >= 0 && j < boardSz; i--,j++) {
            if(values[j][i] == x_val)x_count++;
            if(values[j][i] == o_val)o_count++;
            if(values[j][i] == 0)break;
        }
        if(x_count == boardSz)return X_WIN;
        if(o_count == boardSz)return O_WIN;
        x_count = o_count = 0;
    }

    if( allFilled == true)
    {
        for (int i = 0; i < boardSz; i++) {
            for (int j = 0; j < boardSz; j++) {
                if (values[i][j] == 0) {
                    allFilled = false;
                    break;
                }
            }

            if (allFilled == false) {
                break;
            }
        }
    }

    if (allFilled)
        return DRAW;

    return INPROGRESS;
}

Podoba mi się ten algorytm, ponieważ wykorzystuje on reprezentację planszy 1x9 vs 3x3.

private int[] board = new int[9];
private static final int[] START = new int[] { 0, 3, 6, 0, 1, 2, 0, 2 };
private static final int[] INCR  = new int[] { 1, 1, 1, 3, 3, 3, 4, 2 };
private static int SIZE = 3;
/**
 * Determines if there is a winner in tic-tac-toe board.
 * @return {@code 0} for draw, {@code 1} for 'X', {@code -1} for 'Y'
 */
public int hasWinner() {
    for (int i = 0; i < START.length; i++) {
        int sum = 0;
        for (int j = 0; j < SIZE; j++) {
            sum += board[START[i] + j * INCR[i]];
        }
        if (Math.abs(sum) == SIZE) {
            return sum / SIZE;
        }
    }
    return 0;
}

Inna opcja: wygeneruj tabelę z kodem. Jeśli chodzi o symetrię, są tylko trzy sposoby na wygraną: rząd skrajny, rząd środkowy lub przekątna. Weź te trzy i obracaj nimi w każdy możliwy sposób:

def spin(g): return set([g, turn(g), turn(turn(g)), turn(turn(turn(g)))])
def turn(g): return tuple(tuple(g[y][x] for y in (0,1,2)) for x in (2,1,0))

X,s = 'X.'
XXX = X, X, X
sss = s, s, s

ways_to_win = (  spin((XXX, sss, sss))
               | spin((sss, XXX, sss))
               | spin(((X,s,s),
                       (s,X,s),
                       (s,s,X))))

Te symetrie mogą mieć więcej zastosowań w twoim kodzie do gry: jeśli dojdziesz do planszy, na której już widziałeś obróconą wersję, możesz po prostu wziąć wartość z pamięci podręcznej lub buforowany najlepszy ruch z tego (i cofnąć zwrot z powrotem). Zwykle jest to znacznie szybsze niż ocena poddrzewa gry.

(Przerzucanie w lewo i w prawo może pomóc w ten sam sposób; nie było to potrzebne, ponieważ zestaw obrotów zwycięskich wzorów jest lustrzano-symetryczny).

Oto rozwiązanie, które wymyśliłem, zapisuje symbole jako znaki i używa wartości int znaku, aby dowiedzieć się, czy wygrał X lub O (spójrz na kod sędziego)

public class TicTacToe {
    public static final char BLANK = '\u0000';
    private final char[][] board;
    private int moveCount;
    private Referee referee;

    public TicTacToe(int gridSize) {
        if (gridSize < 3)
            throw new IllegalArgumentException("TicTacToe board size has to be minimum 3x3 grid");
        board = new char[gridSize][gridSize];
        referee = new Referee(gridSize);
    }

    public char[][] displayBoard() {
        return board.clone();
    }

    public String move(int x, int y) {
        if (board[x][y] != BLANK)
            return "(" + x + "," + y + ") is already occupied";
        board[x][y] = whoseTurn();
        return referee.isGameOver(x, y, board[x][y], ++moveCount);
    }

    private char whoseTurn() {
        return moveCount % 2 == 0 ? 'X' : 'O';
    }

    private class Referee {
        private static final int NO_OF_DIAGONALS = 2;
        private static final int MINOR = 1;
        private static final int PRINCIPAL = 0;
        private final int gridSize;
        private final int[] rowTotal;
        private final int[] colTotal;
        private final int[] diagonalTotal;

        private Referee(int size) {
            gridSize = size;
            rowTotal = new int[size];
            colTotal = new int[size];
            diagonalTotal = new int[NO_OF_DIAGONALS];
        }

        private String isGameOver(int x, int y, char symbol, int moveCount) {
            if (isWinningMove(x, y, symbol))
                return symbol + " won the game!";
            if (isBoardCompletelyFilled(moveCount))
                return "Its a Draw!";
            return "continue";
        }

        private boolean isBoardCompletelyFilled(int moveCount) {
            return moveCount == gridSize * gridSize;
        }

        private boolean isWinningMove(int x, int y, char symbol) {
            if (isPrincipalDiagonal(x, y) && allSymbolsMatch(symbol, diagonalTotal, PRINCIPAL))
                return true;
            if (isMinorDiagonal(x, y) && allSymbolsMatch(symbol, diagonalTotal, MINOR))
                return true;
            return allSymbolsMatch(symbol, rowTotal, x) || allSymbolsMatch(symbol, colTotal, y);
        }

        private boolean allSymbolsMatch(char symbol, int[] total, int index) {
            total[index] += symbol;
            return total[index] / gridSize == symbol;
        }

        private boolean isPrincipalDiagonal(int x, int y) {
            return x == y;
        }

        private boolean isMinorDiagonal(int x, int y) {
            return x + y == gridSize - 1;
        }
    }
}

Tutaj są również moje testy jednostkowe, aby sprawdzić, czy faktycznie działa

import static com.agilefaqs.tdd.demo.TicTacToe.BLANK;
import static org.junit.Assert.assertArrayEquals;
import static org.junit.Assert.assertEquals;

import org.junit.Test;

public class TicTacToeTest {
    private TicTacToe game = new TicTacToe(3);

    @Test
    public void allCellsAreEmptyInANewGame() {
        assertBoardIs(new char[][] { { BLANK, BLANK, BLANK },
                { BLANK, BLANK, BLANK },
                { BLANK, BLANK, BLANK } });
    }

    @Test(expected = IllegalArgumentException.class)
    public void boardHasToBeMinimum3x3Grid() {
        new TicTacToe(2);
    }

    @Test
    public void firstPlayersMoveMarks_X_OnTheBoard() {
        assertEquals("continue", game.move(1, 1));
        assertBoardIs(new char[][] { { BLANK, BLANK, BLANK },
                { BLANK, 'X', BLANK },
                { BLANK, BLANK, BLANK } });
    }

    @Test
    public void secondPlayersMoveMarks_O_OnTheBoard() {
        game.move(1, 1);
        assertEquals("continue", game.move(2, 2));
        assertBoardIs(new char[][] { { BLANK, BLANK, BLANK },
                { BLANK, 'X', BLANK },
                { BLANK, BLANK, 'O' } });
    }

    @Test
    public void playerCanOnlyMoveToAnEmptyCell() {
        game.move(1, 1);
        assertEquals("(1,1) is already occupied", game.move(1, 1));
    }

    @Test
    public void firstPlayerWithAllSymbolsInOneRowWins() {
        game.move(0, 0);
        game.move(1, 0);
        game.move(0, 1);
        game.move(2, 1);
        assertEquals("X won the game!", game.move(0, 2));
    }

    @Test
    public void firstPlayerWithAllSymbolsInOneColumnWins() {
        game.move(1, 1);
        game.move(0, 0);
        game.move(2, 1);
        game.move(1, 0);
        game.move(2, 2);
        assertEquals("O won the game!", game.move(2, 0));
    }

    @Test
    public void firstPlayerWithAllSymbolsInPrincipalDiagonalWins() {
        game.move(0, 0);
        game.move(1, 0);
        game.move(1, 1);
        game.move(2, 1);
        assertEquals("X won the game!", game.move(2, 2));
    }

    @Test
    public void firstPlayerWithAllSymbolsInMinorDiagonalWins() {
        game.move(0, 2);
        game.move(1, 0);
        game.move(1, 1);
        game.move(2, 1);
        assertEquals("X won the game!", game.move(2, 0));
    }

    @Test
    public void whenAllCellsAreFilledTheGameIsADraw() {
        game.move(0, 2);
        game.move(1, 1);
        game.move(1, 0);
        game.move(2, 1);
        game.move(2, 2);
        game.move(0, 0);
        game.move(0, 1);
        game.move(1, 2);
        assertEquals("Its a Draw!", game.move(2, 0));
    }

    private void assertBoardIs(char[][] expectedBoard) {
        assertArrayEquals(expectedBoard, game.displayBoard());
    }
}

Pełne rozwiązanie: https://github.com/nashjain/tictactoe/tree/master/java

Co powiesz na następujące podejście do 9 slotów? Zadeklaruj 9 zmiennych całkowitych dla macierzy 3x3 (a1, a2 .... a9), gdzie a1, a2, a3 reprezentują wiersz-1, a a1, a4, a7 utworzą kolumnę-1 (masz pomysł). Użyj „1”, aby wskazać gracza-1, a „2”, aby wskazać gracza-2.

Istnieje 8 możliwych kombinacji wygranych: Win-1: a1 + a2 + a3 (odpowiedź może wynosić 3 lub 6 w zależności od tego, który gracz wygrał) Win-2: a4 + a5 + a6 Win-3: a7 + a8 + a9 Win-4 : a1 + a4 + a7 .... Win-7: a1 + a5 + a9 Win-8: a3 + a5 + a7

Teraz wiemy, że jeśli gracz jeden przekroczy a1, musimy ponownie oszacować sumę 3 zmiennych: Win-1, Win-4 i Win-7. Które z „wygranych”? zmienna osiągnie 3 lub 6 jako pierwsza wygrywa grę. Jeśli zmienna Win-1 osiągnie 6 jako pierwsza, wtedy Gracz-2 wygrywa.

Rozumiem, że tego rozwiązania nie da się łatwo skalować.

To naprawdę prosty sposób na sprawdzenie.

    public class Game() { 

    Game player1 = new Game('x');
    Game player2 = new Game('o');

    char piece;

    Game(char piece) {
       this.piece = piece;
    }

public void checkWin(Game player) {

    // check horizontal win
    for (int i = 0; i <= 6; i += 3) {

        if (board[i] == player.piece &&
                board[i + 1] == player.piece &&
                board[i + 2] == player.piece)
            endGame(player);
    }

    // check vertical win
    for (int i = 0; i <= 2; i++) {

        if (board[i] == player.piece &&
                board[i + 3] == player.piece &&
                board[i + 6] == player.piece)
            endGame(player);
    }

    // check diagonal win
    if ((board[0] == player.piece &&
            board[4] == player.piece &&
            board[8] == player.piece) ||
            board[2] == player.piece &&
            board[4] == player.piece &&
            board[6] == player.piece)
        endGame(player);
    }

}

Jeśli masz na przykład pole granicy 5 * 5, zastosowałem następną metodę sprawdzenia:

public static boolean checkWin(char symb) {
  int SIZE = 5;

        for (int i = 0; i < SIZE-1; i++) {
            for (int j = 0; j <SIZE-1 ; j++) {
                //vertical checking
            if (map[0][j] == symb && map[1][j] == symb && map[2][j] == symb && map[3][j] == symb && map[4][j] == symb) return true;      // j=0
            }
            //horisontal checking
            if(map[i][0] == symb && map[i][1] == symb && map[i][2] == symb && map[i][3] == symb && map[i][4] == symb) return true;  // i=0
        }
        //diagonal checking (5*5)
        if (map[0][0] == symb && map[1][1] == symb && map[2][2] == symb && map[3][3] == symb && map[4][4] == symb) return true;
        if (map[4][0] == symb && map[3][1] == symb && map[2][2] == symb && map[1][3] == symb && map[0][4] == symb) return true;

        return false; 
        }

Myślę, że jest to bardziej przejrzyste, ale prawdopodobnie nie jest to najbardziej optymalny sposób.

Oto moje rozwiązanie wykorzystujące dwuwymiarową tablicę:

private static final int dimension = 3;
private static final int[][] board = new int[dimension][dimension];
private static final int xwins = dimension * 1;
private static final int owins = dimension * -1;

public static void main(String[] args) {
    Scanner scanner = new Scanner(System.in);
    int count = 0;
    boolean keepPlaying = true;
    boolean xsTurn = true;
    while (keepPlaying) {
        xsTurn = (count % 2 == 0);
        System.out.print("Enter i-j in the format:");
        if (xsTurn) {
            System.out.println(" X plays: ");
        } else {
            System.out.println(" O plays: ");
        }
        String result = null;
        while (result == null) {
            result = parseInput(scanner, xsTurn);
        }
        String[] xy = result.split(",");
        int x = Integer.parseInt(xy[0]);
        int y = Integer.parseInt(xy[1]);
        keepPlaying = makeMove(xsTurn, x, y);
        count++;
    }
    if (xsTurn) {
        System.out.print("X");
    } else {
        System.out.print("O");
    }
    System.out.println(" WON");
    printArrayBoard(board);
}

private static String parseInput(Scanner scanner, boolean xsTurn) {
    String line = scanner.nextLine();
    String[] values = line.split("-");
    int x = Integer.parseInt(values[0]);
    int y = Integer.parseInt(values[1]);
    boolean alreadyPlayed = alreadyPlayed(x, y);
    String result = null;
    if (alreadyPlayed) {
        System.out.println("Already played in this x-y. Retry");
    } else {
        result = "" + x + "," + y;
    }
    return result;
}

private static boolean alreadyPlayed(int x, int y) {
    System.out.println("x-y: " + x + "-" + y + " board[x][y]: " + board[x][y]);
    if (board[x][y] != 0) {
        return true;
    }
    return false;
}

private static void printArrayBoard(int[][] board) {
    for (int i = 0; i < dimension; i++) {
        int[] height = board[i];
        for (int j = 0; j < dimension; j++) {
            System.out.print(height[j] + " ");
        }
        System.out.println();
    }
}

private static boolean makeMove(boolean xo, int x, int y) {
    if (xo) {
        board[x][y] = 1;
    } else {
        board[x][y] = -1;
    }
    boolean didWin = checkBoard();
    if (didWin) {
        System.out.println("keep playing");
    }
    return didWin;
}

private static boolean checkBoard() {
    //check horizontal
    int[] horizontalTotal = new int[dimension];
    for (int i = 0; i < dimension; i++) {
        int[] height = board[i];
        int total = 0;
        for (int j = 0; j < dimension; j++) {
            total += height[j];
        }
        horizontalTotal[i] = total;
    }
    for (int a = 0; a < horizontalTotal.length; a++) {
        if (horizontalTotal[a] == xwins || horizontalTotal[a] == owins) {
            System.out.println("horizontal");
            return false;
        }
    }
    //check vertical
    int[] verticalTotal = new int[dimension];

    for (int j = 0; j < dimension; j++) {
        int total = 0;
        for (int i = 0; i < dimension; i++) {
            total += board[i][j];
        }
        verticalTotal[j] = total;
    }
    for (int a = 0; a < verticalTotal.length; a++) {
        if (verticalTotal[a] == xwins || verticalTotal[a] == owins) {
            System.out.println("vertical");
            return false;
        }
    }
    //check diagonal
    int total1 = 0;
    int total2 = 0;
    for (int i = 0; i < dimension; i++) {
        for (int j = 0; j < dimension; j++) {
            if (i == j) {
                total1 += board[i][j];
            }
            if (i == (dimension - 1 - j)) {
                total2 += board[i][j];
            }
        }
    }
    if (total1 == xwins || total1 == owins) {
        System.out.println("diagonal 1");
        return false;
    }
    if (total2 == xwins || total2 == owins) {
        System.out.println("diagonal 2");
        return false;
    }
    return true;
}