本文介绍使用JavaScript实现的一个井字棋游戏,重点解析AI算法。通过定义二维数组存储棋盘状态与权值,依据获胜、堵截、单棋等五种情况赋予不同优先级,计算最优落子位置,实现基础的人机对弈功能。
井字棋游戏AI算法实现
近期完成了一门课程作业,要求开发一个井字棋游戏,笔者使用JavaScript进行了实现。界面部分通过HTML构建即可满足基本需求,核心难点在于人机对弈中的AI算法设计,如何让电脑方具备足够的智能水平是需要重点思考的问题。游戏开始后由玩家先行,计算机端需对多种局面进行分析,并根据局势的重要程度赋予相应的权值。
具体的权值判定情况如下:
第一种情况(一级权值):在同一行、列或对角线上,存在且仅存在两个己方棋子,且再落一子即可获胜。此时剩余的空位具有最高优先级,赋予一级权值。
第二种情况(二级权值):在同一行、列或对角线上,存在且仅存在两个对方(玩家)棋子,若玩家再落一子即可获胜。此时电脑必须堵住该位置,因此剩余的空位赋予二级权值。
第三种情况(三级权值):由于电脑方后手,若具备一定智能,需持续防守玩家。当某一行、列或对角线上仅有一个玩家棋子时,该排其他空位的权值设为三级。
第四种情况(四级权值):某一行、列或对角线上仅有己方(电脑方)的棋子。
第五种情况(五级权值):某一行、列或对角线上没有任何棋子,包括己方和对方均无棋子。
在代码实现中,使用二维数组full表示每个位置的棋子状态,同时使用另一个二维数组val表示每个位置的权值大小。玩家落子后,调用AI函数,AI在行棋前会先更新权值数组,随后选择权值最大的位置进行落子(即寻找最优解)。无论是AI还是玩家,每次落子后均需判断是否产生胜负结果,并通过alert()函数输出游戏结果。
为了量化权值大小,规定按照一级到五级的顺序,依次增加10000、1000、10、5、3的数值。
注:由于需要提交源码,此处未将CSS样式和JavaScript代码分离,但建议在实际开发中分开编写以符合规范。如有不足之处,欢迎批评指正。
完整源码示例
完整源码如下:
<html>
<head>
<meta charset="utf-8">
<title>井字棋</title>
<script>
//定义全局变量
var full=[[0,0,0],[0,0,0],[0,0,0]];//0表示null,1表示我下的,2表示电脑下的
var val=[[1,1,1],[1,1,1],[1,1,1]];//表示每个位置的权值
function judge(){
//检测是否有人赢
//行
for(var i=0;i<3;i++){
if(full[i][0]==full[i][1]&&full[i][1]==full[i][2]&&full[i][0]!=0){
if(full[i][0]==1){
window.alert("you win!");
return true;
}
else {
window.alert("you lose");
return true;
}
}
}
//列
for(var i=0;i<3;i++){
if(full[0][i]==full[1][i]&&full[1][i]==full[2][i]&&full[0][i]!=0){
if(full[0][i]==1){
window.alert("you win!");
return true;
}
else {
window.alert("you lose");
return true;
}
}
}
//主对角线
if(full[0][0]==full[1][1]&&full[1][1]==full[2][2]&&full[0][0]!=0){
if(full[0][0]==1){
window.alert("you win!");
return true;
}
else {
window.alert("you lose");
return true;
}
}
if(full[0][2]==full[1][1]&&full[2][0]==full[1][1]&&full[0][2]!=0){
if(full[0][2]==1){
window.alert("you win!");
return true;
}
else {
window.alert("you lose");
return true;
}
}
for(var i=0;i<3;i++){
for(var j=0;j<3;j++){
if(full[i][j]==0)
return false;//说明还没结束
if(i==2&&j==2)
{window.alert("平局!");
return true;
}
}
}
return false;//无结果
}
function bn(i,j){
//如果已经下过,则无效
if(full[i][j]!=0){
return 0;
}else{
//没下过
full[i][j]=1;
num1=(i*3+j+1)+"";
document.getElementById(num1).value="X";
if(judge()==true){
return;
}
ai();//切换
}
}
//重置权值:
function resetValue(){
for(var i=0;i<3;i++){
for(var j=0;j<3;j++){
if(full[i][j]!=0)
val[i][j]=0;
else{
//看行和列:
//最高权值
if(((full[0][j]+full[1][j]+full[2][j])==4)&&(full[0][j]*full[1][j]*full[2][j])==0
&&((full[0][j]-1)*(full[1][j]-1)*(full[2][j]-1))==-1)
val[i][j]=val[i][j]+10000;
if(((full[i][0]+full[i][1]+full[i][2])==4)&&(full[i][0]*full[i][1]*full[i][2])==0
&&((full[i][0]-1)*(full[i][1]-1)*(full[i][2]-1))==-1)
val[i][j]=val[i][j]+10000;
//次级权值
if(((full[0][j]+full[1][j]+full[2][j])==2)&&(full[0][j]*full[1][j]*full[2][j])==0
&&((full[0][j]-1)*(full[1][j]-1)*(full[2][j]-1))==0)
val[i][j]=val[i][j]+1000;
if(((full[i][0]+full[i][1]+full[i][2])==2)&&(full[i][0]*full[i][1]*full[i][2])==0
&&((full[i][0]-1)*(full[i][1]-1)*(full[i][2]-1))==0)
val[i][j]=val[i][j]+1000;
//三级权值(一排只有一个X)
if(((full[0][j]+full[1][j]+full[2][j])==1)&&(full[0][j]*full[1][j]*full[2][j])==0
&&((full[0][j]-1)*(full[1][j]-1)*(full[2][j]-1))==0)
val[i][j]=val[i][j]+10;
if(((full[i][0]+full[i][1]+full[i][2])==1)&&(full[i][0]*full[i][1]*full[i][2])==0
&&((full[i][0]-1)*(full[i][1]-1)*(full[i][2]-1))==0)
val[i][j]=val[i][j]+10;
//四级权值(一排只有一个O)
if(((full[0][j]+full[1][j]+full[2][j])==2)&&(full[0][j]*full[1][j]*full[2][j])==0
&&((full[0][j]-1)*(full[1][j]-1)*(full[2][j]-1))==1)
val[i][j]=val[i][j]+5;
if(((full[i][0]+full[i][1]+full[i][2])==2)&&(full[i][0]*full[i][1]*full[i][2])==0
&&((full[i][0]-1)*(full[i][1]-1)*(full[i][2]-1))==1)
val[i][j]=val[i][j]+5;
//五级权限(该行没有X或O)
if(((full[0][j]+full[1][j]+full[2][j])==0)&&(full[0][j]*full[1][j]*full[2][j])==0
&&((full[0][j]-1)*(full[1][j]-1)*(full[2][j]-1))==-1)
val[i][j]=val[i][j]+2;
if(((full[i][0]+full[i][1]+full[i][2])==0)&&(full[i][0]*full[i][1]*full[i][2])==0
&&((full[i][0]-1)*(full[i][1]-1)*(full[i][2]-1))==-1)
val[i][j]=val[i][j]+2;
//主对角线:同上
if((i==0&&j==0)||(i==2&&j==2)||(i==1&&j==1)){
if(((full[0][0]+full[1][1]+full[2][2])==4)&&(full[0][0]*full[1][1]*full[2][2])==0
&&((full[0][0]-1)*(full[1][1]-1)*(full[2][2]-1))==-1)
val[i][j]=val[i][j]+10000;
//次级权值
if(((full[0][0]+full[1][1]+full[2][2])==2)&&(full[0][0]*full[1][1]*full[2][2])==0
&&((full[0][0]-1)*(full[1][1]-1)*(full[2][2]-1))==0)
val[i][j]=val[i][j]+1000;
//三级权值(一排只有一个X)
if(((full[0][0]+full[1][1]+full[2][2])==1)&&(full[0][0]*full[1][1]*full[2][2])==0
&&((full[0][0]-1)*(full[1][1]-1)*(full[2][2]-1))==0)
val[i][j]=val[i][j]+10;
//四级权值(一排只有一个O)
if(((full[0][0]+full[1][1]+full[2][2])==2)&&(full[0][0]*full[1][1]*full[2][2])==0
&&((full[0][0]-1)*(full[1][1]-1)*(full[2][2]-1))==1)
val[i][j]=val[i][j]+5;
//五级权值(该行没有X或O)
if(((full[0][0]+full[1][1]+full[2][2])==0)&&(full[0][0]*full[1][1]*full[2][2])==0
&&((full[0][0]-1)*(full[1][1]-1)*(full[2][2]-1))==-1)
val[i][j]=val[i][j]+2;
}
//副对角线(同上)
if((i==0&&j==2)||(i==2&&j==0)||(i==1&&j==1)){
//一级
if(((full[0][2]+full[1][1]+full[2][0])==4)&&(full[0][2]*full[1][1]*full[2][0])==0
&&((full[0][2]-1)*(full[1][1]-1)*(full[2][0]-1))==-1)
val[i][j]=val[i][j]+10000;
//二级
if(((full[0][2]+full[1][1]+full[2][0])==2)&&(full[0][2]*full[1][1]*full[2][0])==0
&&((full[0][2]-1)*(full[1][1]-1)*(full[2][0]-1))==0)
val[i][j]=val[i][j]+1000;
//三级权值(一排只有一个X)
if(((full[0][2]+full[1][1]+full[2][0])==1)&&(full[0][2]*full[1][1]*full[2][0])==0
&&((full[0][2]-1)*(full[1][1]-1)*(full[2][0]-1))==0)
val[i][j]=val[i][j]+10;
//四级权值(一排只有一个O)
if(((full[0][2]+full[1][1]+full[2][0])==2)&&(full[0][2]*full[1][1]*full[2][0])==0
&&((full[0][2]-1)*(full[1][1]-1)*(full[2][0]-1))==1)
val[i][j]=val[i][j]+5;
//五级权值(该行没有X或O)
if(((full[0][2]+full[1][1]+full[2][0])==0)&&(full[0][2]*full[1][1]*full[2][0])==0
&&((full[0][2]-1)*(full[1][1]-1)*(full[2][0]-1))==-1)
val[i][j]=val[i][j]+2;
}
}
}
}
}
function ai(){
if(judge()==true){
return;
}
//挑选权值最大的
resetValue();
var mi=0,mj=0,temp=0;
for(var i=0;i<3;i++)
for(var j=0;j<3;j++){
if(val[i][j]>temp){
temp=val[i][j];
mi=i;
mj=j;
}
}
full[mi][mj]=2;
num1=(mi*3+mj+1)+"";
document.getElementById(num1).value="O";
if(judge()==true){
return;
}
}
function lose(){
window.alert("you lose");
location.reload();
}
</script>
</head>
<body>
<h1 align=center> 井字棋</h1>
<table border=2px bordercolor="blue"width="300"height="300" style="font-size:50 " align=center>
<tr>
<td><input type="button" id="1" Style="width:100px;height:100px;" value=" " onclick="bn(0,0)"/></td>
<td><input type="button" id="2" Style="width:100px;height:100px;" value=" " onclick="bn(0,1)"/></td>
<td><input type="button" id="3" Style="width:100px;height:100px;" value=" " onclick="bn(0,2)"/></td>
</tr>
<tr>
<td><input type="button" id="4" Style="width:100px;height:100px;" value=" " onclick="bn(1,0)"/></td>
<td><input type="button" id="5" Style="width:100px;height:100px;" value=" " onclick="bn(1,1)"/></td>
<td><input type="button" id="6" Style="width:100px;height:100px;" value=" " onclick="bn(1,2)"/></td>
</tr>
<tr >
<td><input type="button" id="7" Style="width:100px;height:100px;" value=" " onclick="bn(2,0)"/></td>
<td><input type="button" id="8" Style="width:100px;height:100px;" value=" " onclick="bn(2,1)"/></td>
<td><input type="button" id="9" Style="width:100px;height:100px;" value=" " onclick="bn(2,2)"/></td>
</tr>
</table>
<div ><input type="button" style="position:relative;left:500px;top:5px;width:100px;height:50px;" value="重新开始" onclick="location.reload() "/>
<input type="button" style="position:relative;left:550px;top:5px;width:100px;height:50px;" value="认 输" onclick="lose()"/>
</div>
<body>
</html>
总结
以上所述是小编给大家介绍的JavaScript实现一个带AI的井字棋游戏源码,希望对大家有所帮助,如果大家有任何疑问请给我留言,小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对本站网站的支持!