PyQt写的五子棋

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技术路线

GUI的实现

  1. 使用PyQt技术作为基础。PyQt是一个支持多平台的客户端开发SDK，使用它实现的客户端可以运行在目前几乎所有主流平台之上。
  2. 使用PyQt，Qt设计器实现UI，通过pyuic4 -x -o main_page.py untitled.ui命令将设计好的xml文件转换为python程序。
  3. 继承纯UI的mainWindow类，重写setupUI方法，在UI建立完成之后进行控件的信号-槽的绑定。
  4. 在子类中完成各类事件的响应。

棋盘的绘制

  1. PyQt提供了丰富的控件，如TableView，虽然和棋盘有相似之处，但提供的API过于死板。所以我决定用Widget绘制一个棋盘。
  2. 建立一个QiPan类，继承于QtGui.QWidget 实现它的paintEvent接口，在此接口中可进行Widget的绘制。
  3. 将QiPan的长宽和棋盘格子数进行计算，绘制横纵的直线，完成棋盘的绘制。
  4. 将QiPan类实例化，得到的对象在主窗口setupUI的时候添加到上一层的容器内。

落子位置的判定

  1. 因为用户不可能每次恰好点中横纵线的交点处，所以要对用户点击的位置的坐标进行判定，判断用户想要落子到哪个点
  2. 如图，我将每个点的有效范围扩充至它到邻点的1/2组成的矩形。如图阴影区域：
    s
  3. 如此，棋盘中每个点都能映射到对应的交点上。

胜利条件判定算法

  1. 因为每次落棋都需要判定当前状态是否有一方胜利，所以胜利条件的判定应当在每次落棋之后进行。
  2. 又因为每次落棋时，落子的一方只有(赢/还没赢)两种状态，所以只需判断落子的一方是否赢得比赛，另一方的棋子无需判断。所以只需从当前落子的棋的4条线上进行判定是否连珠即可。

  3. 4条线分为8个方向，两两对称。因为情况很多，所以我构造了两个数组，dx和dy，如图：

  4. 将数组从[0,3][4,7]分为两部分，分别对应四条线每条线的两个方向。

  5. 如此只需循环遍历8个方向，每个方向出发的4个棋子子，统计这些棋子有多少和中心棋子颜色相同，每个方向的除以4取余数的存储计算结果。
  6. 如果某个方向上第x个棋子已经与中心棋子不同，立即跳出循环，不再继续遍历该方向。
  7. 核心判断代码：
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def check_line(self, x, y, map, width, height):
        tag = map[x][y]
        dx = [+1, -1, 0, -1, -1, + 1, 0, +1]
        dy = [-1, 0, -1, -1, +1, 0, +1, +1]
        count = [0] * 4
        for k in xrange(0, 8):
            for i in xrange(1, 5):
                if 0 < x + dx[k] * i < width and 0 < y + dy[k] * i < height and map[x + dx[k] * i][y + dy[k] * i] == tag:
                    count[k % 4] += 1
                else:
                    break
        for k in count:
            if k == 4:
                return True
        return False

悔棋功能的实现

  1. 建立两个栈，分别用作黑棋和白棋的棋子状态，在每次落子时push进该棋子的状态。
  2. 当用户点击悔棋按钮时，从相应的栈中pop出来，恢复上一状态。

工程结构

采用MVC的模式

  • build: 生成可执行文件目录

  • controller：UI的相关控制，相当于C的作用

    1. MyMainWindow.py：继承Ui_MainWindow类，主要控制主窗口
    2. QiPan.py：棋盘类，继承于QWidget，用于棋盘的相关控制

  • libs: 各项判定条件的算法，充当了一部分Model的作用

    1. AI.py：AI类，用来判定输赢条件
    2. BitmapTools.py：封装了对落子在棋盘map中的位置的判定方法

  • resource：图片资源文件夹

  • ui：UI相关代码，View的作用
    1. main_page.py：UI界面的python代码
    2. untitled.ui：UI界面的xml代码

阿萨德

  • app.py：主函数入口，用于启动MainWindow

设计模式

单例模式

AI类和BitMapTools都采用单例模式：
好处在于可以只用实例化一次，占用资源少。在棋盘初始化的时候就加载这两个工具类，将它们的实例保存为成员，以后可以频繁地使用这个实例。

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class BitMapTools:
    tools = None
    @staticmethod
    def getinstance():
        if BitMapTools.tools is None:
            BitMapTools.tools = BitMapTools()
        return BitMapTools.tools

观察者模式

继承UI相关的类，并重写setupUI，在其中订阅各类点击事件，在相关的函数中处理这些事件发生之后的工作。

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self.father.restart_btn.clicked.connect(self.restart)

这样每一个事件对应一个函数，使得结构更加清晰。

cyhhao竹笋 & 美团

努力成为全栈工程师