14．2．3 四子棋编写代码-Python编程轻松进阶(五)

当前位置:　首页>> 技术小册>> Python编程轻松进阶(五)

### 14.2.3 四子棋编写代码

在Python编程的旅途中，通过实现有趣的游戏项目，我们不仅能巩固基础知识，还能提升编程思维和问题解决能力。本章节，我们将一起动手编写一个简单的四子棋（Connect Four）游戏。四子棋是一款经典的两人对战游戏，玩家轮流在7x6的棋盘上放置棋子（通常是红蓝两色），目标是让自己的棋子在水平、垂直、对角线上连成一线（四个棋子连续）。接下来，我们将分步骤实现这个游戏。

#### 1. 游戏设计概述

首先，我们需要明确游戏的基本结构和流程：
- **初始化棋盘**：创建一个7x6的二维数组，初始化为空（可以使用`None`或空格`' '`表示）。
- **玩家交替下棋**：通过控制台输入棋子的位置（列号），系统自动计算行号（从上至下第一个空位）。
- **检查胜负**：每次下棋后，检查当前棋盘是否有玩家连成四子。
- **游戏结束处理**：如果某玩家获胜，显示胜利信息；如果棋盘填满而无人获胜，则宣布平局。
- **用户交互**：提供清晰的指令和反馈，增强用户体验。

#### 2. 初始化棋盘

我们可以使用Python的列表（list）来创建和表示棋盘。

```python
def initialize_board():
    return [[' ' for _ in range(7)] for _ in range(6)]

def print_board(board):
    for row in board:
        print(" ".join(row))
```

#### 3. 玩家下棋

玩家通过输入列号来选择下棋位置，系统需要验证该列是否已满，并自动找到该列最底部的空位。

```python
def place_piece(board, column, player):
    for i in range(5, -1, -1):  # 从下往上遍历
        if board[i][column] == ' ':
            board[i][column] = player
            return True
    return False  # 列已满

def get_player_move(player):
    while True:
        try:
            column = int(input(f"{player}的回合，请输入列号（1-7）: "))
            if 1 <= column <= 7:
                return column
            else:
                print("列号输入错误，请重新输入！")
        except ValueError:
            print("请输入有效的数字！")
```

#### 4. 检查胜负

检查胜负是游戏的核心逻辑之一，需要分别检查水平、垂直、两个对角线方向是否连续出现四个相同的棋子。

```python
def check_win(board, player):
    directions = [
        # 水平方向
        [(0, 1), (0, 2), (0, 3)],
        # 垂直方向
        [(1, 0), (2, 0), (3, 0)],
        # 主对角线
        [(1, 1), (2, 2), (3, 3)],
        # 副对角线
        [(1, -1), (2, -2), (3, -3)]
    ]

for row in range(6):
        for col in range(7):
            if board[row][col] == player:
                for dx, dy in directions:
                    try:
                        if all(board[row + i*dy][col + i*dx] == player for i in range(1, 4)):
                            return True
                    except IndexError:
                        continue
    return False
```

注意：这里的`directions`仅示例了四个方向，实际实现时需要完整覆盖所有可能的连线情况，包括所有水平、垂直及两个对角线方向。

#### 5. 游戏主循环

将上述功能整合到游戏的主循环中，处理玩家交替下棋、胜负检查和游戏结束逻辑。

```python
def play_game():
    board = initialize_board()
    players = ['X', 'O']
    current_player = players[0]

while True:
        print_board(board)
        column = get_player_move(current_player)
        if place_piece(board, column - 1, current_player):  # 注意列号减1，因为用户习惯从1开始计数
            if check_win(board, current_player):
                print_board(board)
                print(f"{current_player} 获胜！")
                break
            current_player = players[1 - players.index(current_player)]  # 切换玩家
        else:
            print("该列已满，请重新输入！")

if all(all(cell != ' ' for cell in row) for row in board):
            print_board(board)
            print("平局！")
            break

play_game()
```

#### 6. 总结与扩展

以上代码实现了四子棋游戏的基本功能，但仍有许多可以改进和扩展的地方，比如：
- 增加更复杂的胜负检查逻辑，确保所有可能的连线都被检查到。
- 实现AI对手，让玩家可以与计算机对战。
- 增加图形用户界面（GUI），使游戏更加直观和吸引人。
- 支持保存和加载游戏状态，允许玩家中断游戏后继续。

通过实现这个项目，我们不仅学会了如何在Python中处理二维数组、控制流和函数定义，还锻炼了问题分解和代码组织的能力。希望这个四子棋项目能成为你Python编程进阶之路上的一块坚实基石。