Гра Хрестики-нулики (стр. 1 из 2)
Вступ
Розділ 1. Гра “Хрестики - нулики”
Розділ 2. Методи та засобирозв'язку задачі
Розділ 3. Практична реалізація розв'язку задачі
Висновки
Список використаної літератури
Додаток А. Схема алгоритму процедури game
Додаток Б. Текст програми
Додаток В. Тест програми
Мови програмування - це формальні мови зв'язку людини з машиною‚ призначені для опису даних та алгоритмів(програм) їх обробки на ЕОМ. Алгоритмічні мови‚ існують в наш час‚ поділяються на три великих класи: машинно-орієнтовані‚ процедурно-орієнтовані та проблемно-орієнтовані. До машинно-орієнтованих відносяться мови‚ в яких з однієї сторони явно виражений зв'язок з конкретною ЕОМ (структура команд‚ пам'яті‚ зовнішніх пристроїв)‚ а з другої - в мову введено елементи‚ які спрощують і автоматизують процес програмування (символьне позначення команд і комірок пам'яті‚ широке застосування звичних для людини позначень і т.д.). Процедурно-орієнтовані мови є вищим рівнем мов програмування, призначені для різних сфер застосування ЕОМ і враховують специфіку їх застосування.
Особливий клас утворюють мови‚ призначені для опису спеціальних проблем і які носять назву проблемно-орієнтованих мов. Програма, реалізована на такій мові програмування містять крім опису умови задачі вказівку розв'язати задачу даного класу. Прикладом такої мови є, наприклад, мова Stress‚ яка призначається для опису задач конструювання. Програма на цій мові містить ряд загальних характеристик системи (розмірності‚ число вершин та ін.) і дані‚ а також вказівку - розв'язати задачу і представити певні дані у вигляді деякої таблиці.
Програмна реалізація курсового проекту здійснювалась на алгоритмічній мові С.
Розділ 1. Гра “хрестики - нулики”
Гра «хрестики-нулики» (англійська назва tic-tac-toe) є однією з найпростіших та найпоширеніших ігор. Грають два гравці. Ігрове поле представляє собою таблицю пустих кліток розмірності 3 × 3 (див. мал. 1.1).
 | ||
 |
 |
Гравці по черзі ставлять у пусті клітки значки «хрестик» та «нулик». Виграє той гравець‚ котрий першим побудує три однакових значки у ряд по горизонталі‚ вертикалі чи діагоналі.
Завдяки простоті алгоритму гра «хрестики-нулики» є чи не найбільш часто програмвованою грою. Через відсутність складних графічних елементів та простоту інтерфейсу гра може бути реалізована практично на довільній мові програмування‚ починаючи від зичайного GW-Бейсіка і закінчуючи Visual Basic чи Delphi.
Розділ 2. Методи та засоби розв'язку задачі
Іграми займається спеціальна галузь математики‚ яка носить назву теорії ігор - теорія математичних моделей прийняття оптимальних рішень в умовах конфлікту.
Теорія ігор як математична дисципліна зародилась одночасно з теорією ймовірності в середині 17 ст.‚ але на протязі майже 300 років не розвивалась. Першою суттєвою працею з теорії ігор слід вважати статтю Джона фон Неймана “До теорії статистичних ігор”‚ а з виходом монографії американських математиків Дж. фон Неймана та О.Моргенштерна “Теорія ігор та економічна поведінка” теорія ігор сформувалась як самостійна математична дисципліна. На відміну від інших галузей математики‚ корі мають фізичне або фізико-технічне походження‚ теорія ігор з самого початку свого розвитку була направлена на розв’язування задач‚ що виникають в економіці (а саме‚ в конкурентній економіці).надалі ідеї‚ методи та результати теорії ігор стали застосовувати і в інших областях знань‚ котрі мають справу з конфліктами.
Гра у “хрестики-нулики” відноситься до антагоністичних матричних ігор. В іграх такого типу обидва гравці мають скінчене число чистих стратегій. При виборі стратегій в матричних іграх гравцям доцільно керуватися принципом максиміна.
Реалізація гри в “хрестики-нулики” здійснена в середовищі програмування TurboC++ версії 3.0.
 |
Ігрове поле моделюється квадратною матрицею третього порядку. Для зручності виконання ходів ігрові поля пронумеровані цифрами від 1 до 9. (див. мал. 2.1). Комп’ютер (гравець 1) завжди грає “хрестиками”‚ а людина (гравець 2) -“нулики”. Перемагає той з гравців‚ котрому першому вдасться вибудувати рядок з трьох ігрових фігур (“хрестиків” чи “нуликів”) по горизонталі‚ вертикалі чи діагоналі. “Виграшні” комбінації у відповідності до вибраної нумерації полів мають такий вигляд:
(1‚ 2‚ 3) (4‚ 5‚ 6) (7‚ 8‚ 9)
(1‚ 4‚ 7) (2‚ 5‚ 8) (3‚ 6‚ 9)
(1‚ 5‚ 9) (3‚ 5‚ 7)
Всього є вісім виграшних комбінацій. Один з прикладів виграшу одного з гравців представлено на мал. 2.2 (відповідає комбінації (1‚ 5‚ 9).
Вибір стратегії комп’ютером здійснюється евристичним методом за допомогою методу мінімаксу. Після кожного ходу людини комп’ютер прораховує ціну всіх ходів‚які він ще може зробити‚ сортує їх у порядку спадання цінності і вибирає хід з максимальною ціною. Щодо вибору стратегії гри гравцем-людиною то цей вибір може здійснюватись як інтуїтивним так і евристичним методом (якщо людина ним володіє).
 |
Розділ 3. Практична реалізація розв'язку задачі
Практична реалізація гри в «хрестики-нулики» здійснена у середовищі програмування Turbo C++ версії 3.0.
Програма гри складається з наступних процедур.
Процедура Initialize - в циклі очищує всі клітки ігрового поля (записує в них значення змінної Empty).
Процедура Winner - після кожного ходу одного з гравців перевіряє‚ чи виявлено переможця. У разі виявлення переможця повертає через змінну Possible_Winner переможця. У випадку нічиєї повертає значення ‘c’‚ у випадку якщо гра незавершена - повертає Empty.
Процедура Print - здійснює вивід зображення ігрового поля на дисплей після кожного ходу одного з гравців.
Процедура Evaluate - здійснює евристичний аналіз пооного ходу комп’ютера. Використовується процедурою Best_Move.
Процедура Best_Move - здійснює перегляд можливих ходів для комп’ютера‚ з допомогою процедури Evaluate виконує оцінку кожного ходу‚ впорядковує ходи за спаданням оцінки і вибирає найкращий можливий хід для комп’ютера.
Процедура Play - виконує хід на ігровому полі.
Процедура Describe - виводить текст повідомлення за ціною ходу‚ виробленою процедурою Best_Move. Якщо ціна ходу від’ємна, то виводиться повідомлення «Ви маєте гарантований виграш»‚ якщо ж ціна ходу дорівнює нулю‚ то виводиться повідомлення «Я гарантувати Вам нічию».
Процедура Move - визначає‚ кому належить зроблений хід - людині (Player == 'O') чи комп'ютеру (Player == 'X'). Якщо хід зроблено комп’ютером‚ то відбувається виклик процедури Best_Move‚ яка здійснює вибір найкращого ходу для комп’ютера‚ виклик процедури Play‚ яка виконує цей хід і виводиться повідомлення «Хід __ Х ходить на ___». Якщо ж хід повинна зробити людина‚ то виводить запит «Хід __ Куди ходить О?» і після вводу номера ігрового поля‚ на яке ходить людина викликається процедура Play‚ котра і виконує хід на вибране поле.
Процедура Game - реалізує процес гри. Початково викликається процедура ‚ котра очищує ігрове поле від можливих попередніх ходів. Потім виводиться повідомлення «Хочете ходити першим?» і у випадку ствердної відповіді змінній Player присвоюється значення “О”‚ у протилежному випадку значення “Х”. Після цього у циклі з умовою Winner(Board) == ' ') здійснюється послідовний виклик процедур Print(Board) та Move(Board, Player, Move_Nbr)‚ які‚ власне‚ і реалізують саму гру. При виході з циклу аналізується значення змінної Winner(Board) і якщо воно не дорівнює значенню 'C' (гра була результативною)‚ то виводиться повідомлення про переможця‚ в протилежному випадку виводиться повідомлення «Нічия!».
Головна процедура (main) програми виводить на дисплей зображення ігрового поля та нумерацію полів і повідомляє «Комп'ютер грає X, ви граєте O». Після цього здійснюється циклічний виклик процедури Game‚ яка виконується до тих пір гравець-людина у відповідь на повідомлення «Хочете продовжувати?» дає ствердну відповідь (Yабоy).
Висновки
Завершивши роботу над курсовим проектом можна зробити висновок про те, що мені вдалося досягти своєї мети і розробити програму комп’ютерної гри «хрестики-нулики». За допомогою засобів алгоритмічної мови C++ було створено програму Tic_Tac‚ яка дозволяє людині грати у гру «хрестики-нулики» з комп’ютером. Використання засобів процедурного програмування дало змогу досить просто справитись з поставленою задачею.