深圳大学 计算机系统(1) 实验报告4：四子棋

深圳大学实验报告

课程名称计算机系统1 项目名称简易版四子棋游戏设计

学院计算机与软件学院

专业

指导教师

报告人学号

实验时间 2017年5月8日

提交时间 2017年6月4日星期日

教务处制

一、实验目的与要求

（1）分析和理解试验指定的问题；

（2）掌握子函数的编写与使用；

（3）利用LC-3的汇编代码设计实现比较复杂程序。

二、实验内容与方法

实验内容：在LC-3中实现简易版四子棋的游戏，两位选手通过键盘和输出窗口轮流交互操作，棋盘由6 * 6的网格组成。

游戏规则如下：

两位选手依次轮流落子；

选手不能悔棋；

有子的地方不能继续落子；

直到有一方的四个棋子能够连成一条水平线、垂直线或者是对角线；

如果棋盘已满，无人获胜，则平局。

棋盘显示要求：

游戏最初时应该打印空的棋盘，可以用ASCII码"-"（即ASCII 码x002D）来表示该处为空，"O"(ASCII 码x004F)表示第一位选手的棋子，"X" (ASCII 码x0058)来表示第二位选手的棋子，为了让棋盘更易于观察，在各列间加一个空格，第6列之后不要添加。初始棋盘如下：

选手一始终先下第一步棋，然后两者轮流落子，在每次落子之后，应该打印该选手的信息，提示他落子，以选手一为例，应该打印信息如下：

Player 1, choose a column:

为了明确选手的落子的位置，该选手应该输入数字1-6，然后回车，数字1-6指示在落子所在的列，从左到右，无需输入行号，程序应默认从行号6到行号1递减的顺序填入该棋子，若前后输入的列号相同，则行号减一。例如，如果选手第一次在左起第二列落子，应该输入2，然后回车，则该棋子落在行6列2处，当后面输入的列号再次为2时，则将棋子落子行5列2处，以此类推，详情见后续示例输出。程序应该确保选手输入的数字对应正确的列的范围，如果输入不合理，应该输出一条错误信息，提示该选手继续输入，例如，如果对于选手一：

Player 1, choose a column: D

Invalid move. Try again.

Player 1, choose a column: 7

Invalid move. Try again.

Player 1, choose a column:

程序应该一直提示该选手，知道输入正确的数字，当用户输入完成，程序应通过显示回馈给选手，然后通过换行符(ASCII 码 x000A)换行。

当选手输入成功后，程序应打印更新后的棋盘，并检查是否有人获胜，如果没人获胜，则轮到下一位输入。

当其中一位获胜或平局时，游戏结束，程序显示最后的棋盘情况并终止（Halt）。例如，如果选手二有四子相连，应该输出：

Player 2 Wins.

如果平局，程序应该输出：

Tie Game.

实验分为4个步骤：

1）分解任务

2）模块细化

3）编写汇编代码

4）调试

三、实验步骤与过程

1）分解任务

分析题目要求，得到初步流程图，如下：

在本四子棋游戏中，最多填子36次，故设置循环变量，是填子、显示棋盘、判断循环36次，若中间有人赢了，就跳出循环。

虽然双方在输入前三颗子时必定不会谁输谁赢，但是为了流程简单，在下完每颗子后都判断一下是否有人已经赢了。

显然，显示棋盘，填子，判断这三个模块要多次用到，故应该写成子函数格式。

2）模块细化

为了简化实验，先按照上述流程编写一个C语言程序实现功能，然后对照C语言程序进行汇编程序的细化。

输出棋盘：该子函数十分简单，不需要从主函数中传递任何参数。只需要在子函数中加载存放棋子的首地址，然后用两层循环输出。

用C语言表示如下，但用汇编不需要传参数，因为可以用LEA指令直接加载a的地址。

填子：在填子中，需要判断a[i][j]是否已经有棋子了，在C语言中a[i][j]可以直接表示，但在汇编中却需要大费周章。于是再编写一个为子函数服务的子函数：返回a[i][j]的地址与值。如果值表示为空（即还没填子），那就用ST指令向该地址填入某个选手的棋子。

判断：判断氛围四个判断：水平方向，竖直方向，对角线方向以及斜对角线方向。

以水平方向为例：将填子地址水平前移3位，如a[i][j]向前移得到a[i][j-3] 。然后以a[i][j-3]为起点，判断水平四个棋子是否一致，一致则判断返回YES，从a[i][j-2]开始判断连续四个棋子是否相同，一直到从a[i][j]开始。如果都没有，则进行另外的判断。最后没有得到YES的话，就返回NO。

整个程序的函数如下：

3）编写汇编代码

就按照模块细化的要求逐条编辑指令，最后得到汇编程序。汇编程序见附件。4）调试

错误1：

经检查，是标号错误，一个用的是sum，一个用的是SUM，将他们都改成SUM就行了。

错误二：

本想输出棋盘，结果显示下面左图，相关代码在右边：

经修改后如下：

错误三：

如下图，发现R1和r1其实是一个东西，于是r1改名成rR1，编译通过。错误5：输出换行之前没有将R0中的值保存，改正之后就好了。

错误6：偏移量超出指令范围。

对此，只能改变rR1到rR7的内存地址，使其偏移不超过指令要求的偏移范围。

在编写程序时，除了以上错误外，还有其他错误，经过一一改正后，最终得到正确程序。

四、实验结论或体会

程序应调试完成后，需经过多次测试，分别检验水平线、垂直线、对角线、斜对角线、平局，以及各种意外情况。

测试一：测试水平线

测试序列数：1,1,2,2,3,3,4.