UML五子棋设计

单机版五子棋

UML设计

郑州大学信息工程学院

1.需求分析

1.1项目背景

五子棋是一种两人对弈的纯策略型汉族棋类益智游戏，棋具与围棋通用，由中国汉族人发明，起源于中国上古时代的传统黑白棋种之一。主要流行于华人和汉字文化圈的国家以及欧美一些地区。规则为双方交替落子，直到有一方下出五子连续，五子连珠为赢。容易上手，老少皆宜，而且趣味横生，引人入胜；不仅能增强思维能力，提高智力，而且富含哲理，有助于修身养性。

1.2项目技术支撑

使用UML语言进行需求分析设计；在Visual Studio 2010集成开发环境下用C++语言及.NET架构编写软件。

1.2.1 UML简介

Unified Modeling Language (UML)又称统一建模语言或标准建模语言，是始于1997年一个OMG标准，它是一个支持模型化和软件系统开发的图形化语言，为软件开发的所有阶段提供模型化和可视化支持，包括由需求分析到规格，到构造和配置。面向对象的分析与设计(OOA&D，OOAD)方法的发展在80年代末至90年代中出现了一个高潮，UML是这个高潮的产物。它不仅统一了Booch、Rumbaugh 和Jacobson的表示方法，而且对其作了进一步的发展，并最终统一为大众所接受的标准建模语言。

Grady Booch的描述对象集合和它们之间的关系的方法。James Rumbaugh的对象建模技术（OMT）。Ivar Jacobson的包括用例方法的方式。还有其他一些想法也对UML起到了作用，UML是Booch, Rumbaugh, Jacobson。UML已经被对象管理组织（OMG）接受为标准，这个组织还制定了通用对象请求代理体系结构（CORBA），是分布式对象编程行业的领头羊。计算机辅助软件工程（CASE）产品的供应商也支持UML，并且它基本上已经被所有的软件开发产品制造商所认可，这其中包括IBM和微软(用于它的VB环境)。

UML规范用来描述建模的概念有，类（对象的）、对象、关联、职责、行为、接口、用例、包、顺序、协作，以及状态。

1.2.2 C++简介

C++是一种安全的、稳定的、简单的、优雅的，面向对象的编程语言。它在继

承C强大功能的同时去掉了一些它们的复杂特性。C++综合了VB简单的可视化操作、高运行效率，以其强大的操作能力、优雅的语法风格、创新的语言特性和便捷的面向组件编程的支持成为.NET开发的首选语言。[1]

C++是面向对象的编程语言。它使得程序员可以快速地编写各种基于MICROSOFT .NET平台的应用程序，MICROSOFT .NET提供了一系列的工具和服务来最大程度地开发利用计算与通讯领域。

2系统概要分析

2.1 基本设计概念

本软件采用面向对象的设计方案，通过把对弈接口组件化，来实现界面设计与算法设计的完全分离。

2.1.1类模块结构

表1 类模块列表

表2 各个类中的属性和操作列表

上面所列出的属性和操作仅为public的属性和操作，private的变量、属性和操作这里没有给出定义，它们将在接口设计和系统数据结构设计中进行讨论。另外TGobangAI是一个组件类，其中定义了三个比较特殊的事件属性，通过这三个事件，可以使界面设计更加灵活方便，这三个事件的功能在下表中给出：

表3 TGobangAI组件中的事件定义列表

2.1.3 尚未解决的问题

因为博弈算法中搜索引擎的改进是影响整个游戏智能化程度的关键，但是搜索算法有很多，现在还不能确定哪种搜索算法更适合于本游戏，这些算法的测试将在详细设计和编码调试时再进行。

2.2 接口设计

2.2.1 用户接口

用户的所有操作全部通过鼠标或者热键来完成。开始游戏、悔棋、认输和结束游戏这些操作通过点击按钮、右键菜单或使用热键来完成。棋色和水平选择通过点击单选框或右键菜单来完成。游戏中棋子状态将直接反映在棋盘上，其他反馈信息（比如棋盘当前局面、走棋时间、棋谱等信息）将在单独的反馈信息栏中显示。

2.2.2 外部接口

本程序与其他比赛程序通过裁判程序（有比赛裁判委员会给出）来进行相互通讯，棋盘上落子通过鼠标事件的触发来完成，裁判程序将模拟这一鼠标事件。裁判程序对棋盘状态的获取将直接根据棋盘颜色变化来检测。

2.2.3 内部接口

TGobangAI组件定义了界面和算法的接口，TGobangAI中聚合了TSearchEngine类的实例FSearchEngine，而TSearchEngine中聚合了TEvaluator 的实例FEvaluator。通过这种设计，提高了系统的松散耦合性。

2.3.流程图

2.3.1主模块图

2.3.2 界面及图形模块

2.4 UML设计

2.4.1系统用例图

2.4.2动态交互图

2.4.3静态类图

2.4.4包图

2.4.5流程图

3.详细设计

3.1基本操作

3.1.1界面以及落子处理

1.使用二维数组Chessboard[15,15]储存棋盘的状态，以0表示没有放子的位置，以1表示放黑子的位置，以2表示放白子的位置；

2.以鼠标的状态提示当前持子的一方；

3.将棋盘作为图片的形式贴处在程序界面上；

4.加载棋子资源（黑、白棋子），当鼠标在棋盘上点击的时候产生事件，处理鼠标的位置产生对应的棋盘坐标位置；

5．判断落子出是否可以落子：不可以则不做任何处理，不改变鼠标的状态；可以落子，则打印对应的棋子图像，记录棋盘位置，并将位置传递给判定函数；

6.交换持子方，重复落子过程，直到判定函数产生胜出结果；

图2系统界面

3.2五子棋判胜

本功能模块主要对游戏的胜负进行判定.

1.由玩家输入棋子所在位置,由系统判定胜负,若胜,则游戏结束;否则,游戏继续.

2．对胜负判定需先确定一个中心棋子位置.

3．由一个中心棋子可以引出四条线形成五子连一线.

4．判定过程中注意越界现象.

概要设计

1．五子棋的判胜条件即为5个相同的棋子连在一条线上.

2．以一个棋子为中心,有4条线可以形成五子连线.如图所示:（描红的为中心棋子）

3．中心棋子即为最后一步所下棋子.

4．以1线为例,从中心棋子出发(设为白子),先向左进行判断,若棋子为白子,则计数器加1(初始值为1),否则(为黑子或无子),则返回中心棋子,向右进行判断,进行相同操作.

5． 1线判定结束后,若计数器为5，则判白子胜,否则,计数器归1，再从2,3,4线按顺序进行判定.

6．棋盘的每个坐标有3个状态,分别为无子（标记为0），白子（标记为1），黑子（标记为2），对棋盘点进行判断时，只需判定其所在状态即可。7．若棋盘下满，仍未有五子连线，则判和。