Computerwissenschaften

Programmieren eines Tic Tac Toe-Spiels in Visual Basic

Das Programmieren von Computerspielen kann der technisch anspruchsvollste (und möglicherweise am besten bezahlte) Job sein, den ein Programmierer haben kann. Top-Level-Spiele erfordern das Beste von Programmierern und Computern.

Visual Basic. wurde nun als Plattform für die Spielprogrammierung gründlich umgangen. (Es war nie wirklich eines. Selbst in den „guten alten Tagen“ würden ernsthafte Spielprogrammierer niemals eine Hochsprache wie VB 6 verwenden, weil man einfach nicht die innovative Leistung erzielen konnte, die die meisten Spiele erfordern.) Aber die Das einfache „Tic Tac Toe“ -Spiel ist eine großartige Einführung in die Programmierung, die etwas fortgeschrittener ist als „Hello World!“

Dies ist eine großartige Einführung in viele der grundlegenden Konzepte der Programmierung, da hier folgende Techniken kombiniert werden:

  • Die Verwendung von Arrays. Die X- und O-Markierungen werden in separaten Arrays gespeichert und die gesamten Arrays werden zwischen Funktionen übertragen, um den Fortschritt des Spiels zu verfolgen.
  • Verwenden von VB 6-Level-Grafiken: VB 6 bietet keine großartigen Grafikfunktionen, aber das Spiel ist eine gute Einführung in die verfügbaren Funktionen. Ein Großteil des Restes dieser Serie befasst sich mit der Frage, wie GDI +, die nächste Generation von Microsoft-Grafiken, die VB 6-Grafik ersetzt.
  • Verwenden von mathematischen Berechnungen zur Programmsteuerung: Das Programm verwendet clevere Modulo- (Mod) und Integer-Divisionsberechnungen unter Verwendung der Zwei-Spiel-Marker-Arrays, um zu bestimmen, wann ein Drei-Elemente- „Gewinn“ aufgetreten ist.

Die Programmierklasse in diesem Artikel ist vielleicht nur ein wenig hinter dem Anfangslevel, sollte aber für „fortgeschrittene“ Programmierer gut sein. Beginnen wir jedoch auf einer elementaren Ebene, um einige der Konzepte zu veranschaulichen und Ihnen den Einstieg in Ihre Karriere als Visual Basic- Spieleprogrammierer zu erleichtern. Selbst fortgeschrittenere Schüler werden feststellen, dass es etwas schwierig ist, die Objekte in die richtige Form zu bringen.

 

Wie man Tic Tac Toe spielt

Wenn Sie noch nie Tic Tac Toe gespielt haben. finden Sie hier die Regeln. Zwei Spieler wechseln sich ab, wenn sie Xs und Os in 3 x 3-Spielfeldern platzieren.

Bevor das Spiel beginnt, müssen sich beide Spieler darauf einigen, wer zuerst geht und wer seine Züge mit welchem ​​Symbol markiert. Nach dem ersten Zug platzieren die Spieler abwechselnd ihre Markierungen in einer leeren Zelle. Das Ziel des Spiels ist es, der erste Spieler mit drei Markierungen in einer horizontalen, diagonalen oder vertikalen Linie zu sein. Wenn es keine leeren Zellen gibt und keiner der Spieler eine Gewinnkombination hat, ist das Spiel ein Unentschieden.

 

Programm starten

Bevor Sie mit der eigentlichen Codierung beginnen, sollten Sie immer die Namen der von Ihnen verwendeten Komponenten ändern. Sobald Sie mit dem Codieren beginnen. wird der Name von Visual Basic automatisch verwendet, sodass Sie möchten, dass er der richtige Name ist. Wir werden den Formularnamen frmTicTacToe verwenden und die Beschriftung in „About Tic Tac Toe“ ändern.

Verwenden Sie mit dem festgelegten Formular das Steuerelement der Linien-Toolbox, um ein 3 x 3-Raster zu zeichnen. Klicken Sie auf das Linienwerkzeug und zeichnen Sie eine Linie an der gewünschten Stelle. Auf diese Weise müssen Sie vier Linien erstellen und deren Länge und Position anpassen, damit sie richtig aussehen. Visual Basic verfügt auch über einige praktische Tools im Menü Format, die Ihnen helfen werden. Dies ist eine großartige Gelegenheit, mit ihnen zu üben.

Zusätzlich zum Spielraster benötigen wir einige Objekte für die X- und O-Symbole, die auf dem Raster platziert werden. Da das Raster neun Leerzeichen enthält, erstellen wir ein Objektarray mit neun Leerzeichen, die in Visual Basic als Elemente bezeichnet werden.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, fast alles in der Visual Basic-Entwicklungsumgebung zu erledigen, und das Erstellen von Steuerungsarrays ist keine Ausnahme. Am einfachsten ist es wahrscheinlich, das erste Etikett zu erstellen (genau wie das Linienwerkzeug klicken und zeichnen), es zu benennen, alle Attribute (wie Schriftart und ForeColor) festzulegen und dann Kopien davon zu erstellen. VB 6 fragt Sie, ob Sie ein Steuerungsarray erstellen möchten. Verwenden Sie den Namen lblPlayGround für das erste Etikett.

Um die anderen acht Elemente des Rasters zu erstellen, wählen Sie das erste Beschriftungsobjekt aus, setzen Sie die Index-Eigenschaft auf Null und drücken Sie STRG + C (Kopieren). Jetzt können Sie STRG + V (Einfügen) drücken, um ein weiteres Beschriftungsobjekt zu erstellen. Wenn Sie Objekte wie dieses kopieren, erbt jede Kopie alle Eigenschaften außer Index vom ersten. Der Index wird für jede Kopie um eins erhöht. Dies ist ein Steuerungsarray, da alle denselben Namen, aber unterschiedliche Indexwerte haben.

Wenn Sie das Array auf diese Weise erstellen, werden alle Kopien in der oberen linken Ecke des Formulars übereinander gestapelt. Ziehen Sie jedes Etikett auf eine der Positionen des Spielgitters. Stellen Sie sicher, dass die Indexwerte im Raster sequentiell sind. Die Logik des Programms hängt davon ab. Das Beschriftungsobjekt mit dem Indexwert 0 sollte sich in der oberen linken Ecke befinden, und die Beschriftung unten rechts sollte den Index 8 haben. Wenn die Beschriftungen das Wiedergaberaster abdecken, wählen Sie jede Beschriftung aus, klicken Sie mit der rechten Maustaste und wählen Sie Nach hinten senden.

Da es acht Möglichkeiten gibt, das Spiel zu gewinnen, benötigen wir acht verschiedene Linien, um den Gewinn auf dem Spielfeld anzuzeigen. Sie werden dieselbe Technik verwenden, um ein anderes Steuerungsarray zu erstellen. Zeichnen Sie zuerst die Linie, nennen Sie sie linWin und setzen Sie die Index-Eigenschaft auf Null. Verwenden Sie dann die Copy-Paste-Technik, um sieben weitere Zeilen zu erstellen. Die folgende Abbildung zeigt, wie Sie die Indexnummern richtig einstellen.

Zusätzlich zu den Beschriftungs- und Linienobjekten benötigen Sie einige Befehlsschaltflächen, um das Spiel zu spielen, und weitere Beschriftungen, um die Punktzahl zu halten. Die Schritte zum Erstellen dieser werden hier nicht detailliert beschrieben, aber dies sind die Objekte, die Sie benötigen.

Zwei – Knopf – Objekte :

  • cmdNewGame
  • cmdResetScore

Rahmenobjekt fraPlayFirst mit zwei Optionsfeldern:

  • optXPlayer
  • optOPlayer

Rahmenobjekt fraScoreBoard mit sechs Beschriftungen. Nur lblXScore und lblOScore werden im Programmcode geändert.

  • lblX
  • lblXScore
  • lblO
  • lblOScore
  • lblMinus
  • lblColon

Schließlich benötigen Sie auch das Beschriftungsobjekt lblStartMsg, um die Schaltfläche cmdNewGame zu maskieren, wenn nicht darauf geklickt werden soll. Dies ist in der folgenden Abbildung nicht sichtbar, da es im Formular denselben Platz einnimmt wie die Befehlsschaltfläche. Möglicherweise müssen Sie die Befehlsschaltfläche vorübergehend verschieben, um diese Beschriftung auf dem Formular zu zeichnen.

Bisher wurde noch keine VB-Codierung durchgeführt, aber wir sind endlich dazu bereit.

 

Initialisierung

Jetzt können Sie endlich mit dem Codieren des Programms beginnen. Wenn Sie dies noch nicht getan haben, möchten Sie möglicherweise den Quellcode herunterladen, um die Funktionsweise des Programms zu erläutern.

Eine der ersten Designentscheidungen ist, wie man den aktuellen „Status“ des Spiels verfolgt. Mit anderen Worten, was sind die aktuellen Xs und Os auf dem Spielfeld und wer bewegt sich als nächstes? Das Konzept des Status ist bei vielen Programmierungen von entscheidender Bedeutung, insbesondere bei der Programmierung von ASP und ASP.NET für das Web

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, dies zu tun, daher ist dies ein kritischer Schritt in der Analyse. Wenn Sie dieses Problem selbst gelöst haben, möchten Sie möglicherweise ein Flussdiagramm zeichnen und verschiedene Optionen mit „Rubbelpapier“ ausprobieren, bevor Sie mit dem Codieren beginnen.

 

Variablen

Unsere Lösung verwendet zwei „zweidimensionale Arrays“, da dies dazu beiträgt, den Status zu verfolgen, indem einfach die Array-Indizes in Programmschleifen geändert werden. Der Status der oberen linken Ecke befindet sich im Array-Element mit dem Index (1, 1), die obere rechte Ecke befindet sich in (1, 3), die untere rechte Ecke in (3,3) usw. . Die zwei Arrays, die dies tun, sind:

iXPos (x, y)

und

iOPos (x, y)

Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, dies zu tun, und die endgültige VB.NET-Lösung in dieser Serie zeigt Ihnen, wie Sie dies mit nur einem einzigen eindimensionalen Array tun können.

Die Programmierung zur Übersetzung dieser Arrays in Spielergewinnentscheidungen und sichtbare Anzeigen im Formular finden Sie auf der nächsten Seite.

Sie benötigen außerdem einige globale Variablen wie folgt. Beachten Sie, dass diese im Code „Allgemein“ und „Deklarationen“ für das Formular enthalten sind. Dies macht sie zu Variablen auf Modulebene. auf die an einer beliebigen Stelle im Code für dieses Formular verwiesen werden kann. Weitere Informationen hierzu finden Sie unter Grundlegendes zum Umfang von Variablen in der Visual Basic-Hilfe.

Es gibt zwei Bereiche, in denen Variablen in unserem Programm initialisiert werden. Zunächst werden einige Variablen initialisiert, während das Formular frmTicTacToe geladen wird.

Private Sub Form_Load ()

Zweitens werden vor jedem neuen Spiel alle Variablen, die auf die Startwerte zurückgesetzt werden müssen, in einer Initialisierungsunterroutine zugewiesen.

Sub InitPlayGround ()

Beachten Sie, dass die Initialisierung des Formularladens auch die Initialisierung des Spielplatzes aufruft.

Eine der entscheidenden Fähigkeiten eines Programmierers ist die Fähigkeit, mithilfe der Debugging-Funktionen zu verstehen, was der Code tut. Mit diesem Programm können Sie Folgendes versuchen:

  • Durchlaufen des Codes mit der Taste F8
  • Festlegen einer Überwachung für Schlüsselvariablen wie sPlaySign oder iMove
    Festlegen eines Haltepunkts und Abfragen des Werts von Variablen. Zum Beispiel in der inneren Schleife der Initialisierung:

lblPlayGround ((i – 1) * 3 + j – 1) .Caption=““

Beachten Sie, dass dieses Programm deutlich zeigt, warum es eine gute Programmierpraxis ist, Daten nach Möglichkeit in Arrays zu halten. Wenn Sie keine Arrays in diesem Programm hätten, müssten Sie Code wie folgt schreiben:

Line0.Visible=False
Line1.Visible=False
Line2.Visible=False
Line3.Visible=False
Line4.Visible=False
Line5.Visible=False
Line6.Visible=False
Line7.Visible=False

an Stelle von:

Für i=0 bis 7
linWin (i) .Visible=False
Next i

 

Einen Zug machen

Wenn ein Teil des Systems als „das Herz“ betrachtet werden kann, ist es das Unterprogramm lblPlayGround_Click. Diese Unterroutine wird jedes Mal aufgerufen, wenn ein Spieler auf das Spielgitter klickt. (Klicks müssen sich in einem der neun lblPlayGround-Elemente befinden.) Beachten Sie, dass diese Unterroutine ein Argument enthält: (Index As Integer). Die meisten anderen ‚Ereignis-Subroutinen‘ wie cmdNewGame_Click () tun dies nicht. Der Index gibt an, auf welches Beschriftungsobjekt geklickt wurde. Beispielsweise würde der Index den Wert Null für die obere linke Ecke des Rasters und den Wert acht für die untere rechte Ecke enthalten.

Nachdem ein Spieler auf ein Quadrat im Spielraster geklickt hat, wird die Befehlsschaltfläche zum Starten eines anderen Spiels, cmdNewGame, „aktiviert“, indem sie sichtbar gemacht wird. Der Status dieser Befehlsschaltfläche erfüllt die doppelte Funktion, da sie später auch als boolesche Entscheidungsvariable verwendet wird Es wird normalerweise davon abgeraten, einen Eigenschaftswert als Entscheidungsvariable zu verwenden, da das Programm unerwartet fehlschlägt, wenn es jemals erforderlich wird, das Programm zu ändern (z. B. um die Befehlsschaltfläche cmdNewGame ständig sichtbar zu machen) Sie erinnern sich möglicherweise nicht daran, dass es auch als Teil der Programmlogik verwendet wird. Aus diesem Grund ist es immer eine gute Idee, den Programmcode zu durchsuchen und die Verwendung von Änderungen zu überprüfen, die Sie bei der Programmwartung ändern, auch von Eigenschaftswerten. Dieses Programm verstößt gegen die Regel, um dies zu verdeutlichen, und teilweise, weil dies ein relativ einfacher Code ist, bei dem es einfacher ist, zu sehen, was getan wird, und später Probleme zu vermeiden.

Eine Spielerauswahl eines Spielfelds wird verarbeitet, indem die GamePlay-Unterroutine mi
t Index als Argument aufgerufen wird.

 

Umzug bearbeiten

Zuerst überprüfen Sie, ob auf ein nicht besetztes Quadrat geklickt wurde.

Wenn lblPlayGround (xo_Move) .Caption=““ Dann

Sobald wir sicher sind, dass dies ein legitimer Zug ist, wird der Zugzähler (iMove) erhöht. Die nächsten beiden Zeilen sind sehr interessant, da sie die Koordinaten aus dem eindimensionalen If lblPlayGround-Komponentenarray in zweidimensionale Indizes übersetzen, die Sie entweder in iXPos oder iOPos verwenden können. Mod und Integer Division (der ‚Backslash‘) sind mathematische Operationen, die Sie nicht jeden Tag verwenden, aber hier ist ein großartiges Beispiel, das zeigt, wie nützlich sie sein können.

 Wenn lblPlayGround (xo_Move) .Caption=““, dann ist
iMove=iMove + 1
x=Int (xo_Move / 3) + 1
y=(xo_Move Mod 3) + 1

Der xo_Move-Wert 0 wird in (1, 1), 1 bis (1, 2) … 3 bis (2, 1) … 8 bis (3, 3) übersetzt.

Der Wert in sPlaySign, einer Variablen mit Modulumfang, verfolgt, welcher Spieler den Zug ausgeführt hat. Sobald die Verschiebungsarrays aktualisiert wurden, können die Beschriftungskomponenten im Spielraster mit dem entsprechenden Vorzeichen aktualisiert werden.

Wenn sPlaySign=“O“ Dann
iOPos (x, y)=1
iWin=CheckWin (iOPos ())
Else
iXPOS (x, y)=1
iWin=CheckWin (iXPOS ())
End If
lblPlayGround (xo_Move) .Caption=sPlaySign

Wenn der X-Player beispielsweise auf die obere linke Ecke des Rasters klickt, haben Variablen die folgenden Werte:

Der Benutzerbildschirm zeigt nur ein X im oberen linken Feld an, während der iXPos im oberen linken Feld eine 1 und in allen anderen eine 0 hat. Das iOPos hat 0 in jeder Box.

Die Werte ändern sich, wenn der O-Spieler auf das mittlere Quadrat des Gitters klickt. Jetzt zeigt das iOPos eine 1 im mittleren Feld, während der Benutzerbildschirm oben links ein X und im mittleren Feld ein O anzeigt. Das iXPos zeigt nur die 1 in der oberen linken Ecke und die 0 in allen anderen Feldern.

Nachdem Sie nun wissen, wo ein Spieler geklickt hat und welcher Spieler geklickt hat (mithilfe des Werts in sPlaySign), müssen Sie nur noch herausfinden, ob jemand ein Spiel gewonnen hat, und herausfinden, wie dies im Display angezeigt wird.

 

Einen Gewinner finden

Nach jedem Zug sucht die CheckWin-Funktion nach der Gewinnkombination. CheckWin addiert jede Zeile, jede Spalte und jede Diagonale. Das Verfolgen der Schritte durch CheckWin mithilfe der Debug-Funktion von Visual Basic kann sehr lehrreich sein. Um einen Gewinn zu finden, müssen Sie zunächst prüfen, ob in jeder der einzelnen Prüfungen in der Variablen iScore drei Einsen gefunden wurden, und dann in Checkwin einen eindeutigen „Signatur“ -Wert zurückgeben, der als Array-Index zum Ändern der Visible-Eigenschaft von verwendet wird ein Element im linWin-Komponentenarray. Wenn es keinen Gewinner gibt, enthält CheckWin den Wert -1. Wenn es einen Gewinner gibt, wird die Anzeige aktualisiert, die Anzeigetafel geändert, eine Glückwunschmeldung angezeigt und das Spiel neu gestartet.

Lassen Sie uns eine der Prüfungen im Detail durchgehen, um zu sehen, wie es funktioniert. Die anderen sind ähnlich.

‚Zeilen für 3 prüfen
für i=1 bis 3
iScore=0
CheckWin=CheckWin + 1
für j=1 bis 3
iScore=iScore + iPos (i, j)
Weiter j
Wenn iScore=3, dann
Funktion beenden Beenden
Wenn
Weiter i

Das erste, was zu bemerken ist, ist, dass der erste Indexzähler i die Zeilen herunterzählt, während der zweite j über die Spalten zählt. Die äußere Schleife bewegt sich dann einfach von einer Reihe zur nächsten. Die innere Schleife zählt die Einsen in der aktuellen Zeile. Wenn es drei gibt, haben Sie einen Gewinner.

Beachten Sie, dass Sie auch die Gesamtzahl der in der Variablen CheckWin getesteten Quadrate verfolgen. Dies ist der Wert, der beim Beenden dieser Funktion zurückgegeben wird. Jede Gewinnkombination erhält in CheckWin einen eindeutigen Wert von 0 bis 7, mit dem eines der Elemente im Komponentenarray linWin () ausgewählt wird. Daher ist auch die Reihenfolge des Codes in der Funktion CheckWin wichtig! Wenn Sie einen der Loop-Code- Blöcke (wie den oben genannten) verschoben haben , wird die falsche Linie auf dem Spielfeld gezogen, wenn jemand gewinnt. Probieren Sie es aus und sehen Sie!

 

Details zur Fertigstellung

Der einzige Code, der noch nicht besprochen wurde, ist die Unterroutine für ein neues Spiel und die Unterroutine, die die Punktzahl zurücksetzt. Der Rest der Logik im System macht das Erstellen dieser recht einfach. Um ein neues Spiel zu starten, müssen Sie nur die Unterroutine InitPlayGround aufrufen. Da die Spieler während eines Spiels auf die Schaltfläche klicken können, bitten Sie um Bestätigung, bevor Sie fortfahren. Sie bitten auch um Bestätigung, bevor Sie die Anzeigetafel neu starten.

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