教你用Js寫一個簡單的五子棋小遊戲

2022-07-05 10:01:45

棋盤繪製

<template>
  <div class="gobang">
    <canvas id="my-canvas" ref="canvasRef" width="640" height="640" @click="canvasClick">
    </canvas>
  </div>
</template>

<script lang="ts" setup>

type GobangData = (0 | 1 | undefined)[][]

/* 一些常數 */
// canvas dom 元素
const canvasRef = ref<InstanceType<typeof HTMLCanvasElement>>()
// 行列數
const rcs = 20
// 行列的間隔距離
const gap = 30
// 棋子的半徑
const radius = 12
// 棋盤的邊距
const padding = 20
// 是否結束標記
const gameOver = ref(false)
// 當前下棋方
let current = ref<0 | 1>(1)
// canvas 的 2d 範例
let ctx: CanvasRenderingContext2D

// 初始化棋盤資料
let data: GobangData = new Array(rcs + 1).fill(0).map(() => new Array(rcs + 1))

</script>

<style lang="scss" scope>
.gobang {
  width: 640px;
  margin: 0 auto;
}
.header {
  margin-bottom: 10px;
  display: flex;
  justify-content: space-between;

  .btns button {
    margin-left: 10px;
    padding: 0 5px;
  }
}
#my-canvas {
  background-color: #e6a23c;
  border-radius: 4px;
}
</style>

棋盤繪製

/**
 * 繪製棋盤
 * @param ctx canvas的2d範例
 * @param number 行列數
 * @param gap 行列間隔距離
 * @param padding 棋盤邊距
 */
const drawChessboard = (
  ctx: CanvasRenderingContext2D, rcs: number, gap: number, padding: number
) => {
  ctx.beginPath()
  ctx.lineWidth = 1

  // 行
  for (let i = 0; i <= rcs; i++) {
    ctx.moveTo(padding + gap * i, padding)
    ctx.lineTo(padding + gap * i, padding + gap * rcs)
  }
  // 列
  for (let i = 0; i <= rcs; i++) {
    ctx.moveTo(padding, padding + gap * i)
    ctx.lineTo(padding + gap * rcs, padding + gap * i)
  }
  ctx.strokeStyle = '#000'
  ctx.stroke()
  ctx.closePath()

  // 繪製中心圓點  
  ctx.beginPath()
  ctx.arc(
    padding + gap * rcs / 2, padding + gap * rcs / 2, 5, 0, 2 * Math.PI
  )
  ctx.fillStyle = '#000'
  ctx.fill()
  ctx.closePath()
}

棋子的繪製

我們需要在行列線條交接的地方需要放置棋子，所以我們每次繪製需要回圈棋盤的資料，根據棋盤資料在指定的地方繪製棋子

/**
 * 繪製棋子，先回圈列，再回圈行
 * @param ctx canvas的2d範例
 * @param data 棋盤資料
 * @param number 行列數
 * @param gap 行列間隔距離
 * @param padding 棋盤邊距
 * @param radius 棋子的半徑
 */
const drawPieces = (
  ctx: CanvasRenderingContext2D,
  data: GobangData,
  gap: number,
  padding: number,
  radius = 12
) => {
  const m = data.length, n = data[0].length
  for (let i = 0; i < m; i++) {
    const cj = i * gap + padding + 6 - padding
    const sj = padding + i * gap
    for (let j = 0; j < n; j++) {
      // 值為 undefined 時跳過
      if (data[i][j] === undefined) {
        continue
      }
      const ci = j * gap + padding + 6 - padding
      const si = padding + j * gap
      if (!data[i][j]) {
        // 值為 1 時，繪製黑棋
        drawBlackPieces(
          ctx, ci, cj, si, sj, radius
        )
      } else {
        // 值為 0 時，繪製黑棋
        drawWhitePieces(
          ctx, ci, cj, si, sj, radius
        )
      }
    }
  }
}

黑白子的繪製，只是顏色不一樣

// 繪製白子
function drawWhitePieces(
  ctx: CanvasRenderingContext2D, ci: number, cj: number, si: number, sj: number, radius = 12
) {
  ctx.beginPath()
  const lg2 = ctx.createRadialGradient(
    ci, cj, 5, ci, cj, 20
  )
  // 向圓形漸變上新增顏色 
  lg2.addColorStop(0.1, '#fff')
  lg2.addColorStop(0.9, '#ddd')
  ctx.fillStyle = lg2
  ctx.arc(
    si, sj, radius, 0, 2 * Math.PI
  )
  ctx.fill()
  ctx.closePath()
}

// 繪製黑子
function drawBlackPieces(
  ctx: CanvasRenderingContext2D, ci: number, cj: number, si: number, sj: number, radius = 12
) {
  ctx.beginPath()
  const lg2 = ctx.createRadialGradient(
    ci, cj, 5, ci, cj, 20
  )
  // 向圓形漸變上新增顏色 
  lg2.addColorStop(0.1, '#666')
  lg2.addColorStop(0.9, '#000')
  ctx.fillStyle = lg2
  ctx.arc(
    si, sj, radius, 0, 2 * Math.PI
  )
  ctx.fill()
  ctx.closePath()
}

其中 ci 和 cj 是用於棋子上漸變的座標，si 和 sj 是用於棋子繪製的圓心座標。

在點選 canvas 的時候獲取相對於棋盤資料的座標點

const canvasClick = (e: MouseEvent) => {
  if (gameOver.value) {
    return
  }
  const { offsetX, offsetY } = e
  const posi = getPostions(
    offsetX, offsetY, gap, padding, radius
  )
  // 當前位置在放置棋子範圍內且沒有放置棋子
  if (posi && !data[posi[0]][posi[1]]) {
    data[posi[0]][posi[1]] = current.value
    init()
    pushStack(data)
    const res = isOver(data)
    if (res) {
      gameOver.value = true
      setTimeout(() => {
        const msg = (Array.isArray(res) ? `${data[res[0]][res[1]] ? '白' : '黑'}方獲勝！` : '平局！')
        alert('遊戲結束，' + msg)
      }, 50)
    }
  }
}

/**
 * 根據點選的座標來獲取棋盤資料的座標
 * @param offsetX 相對於父級元素的 x => 列位置
 * @param offsetY 相對於父級元素的 Y => 行位置
 * @param gap 行列間隔距離
 */
const getPostions = (
  offsetX: number, offsetY: number, gap: number, padding: number, r = 12
): [number, number] | false => {
  const x = Math.round((offsetY - padding) / gap)
  const y = Math.round((offsetX - padding) / gap)
  // x1, y1 為圓心座標
  const x1 = x * gap + padding, y1 = y * gap + padding
  const nr = Math.pow(Math.pow(x1 - offsetY, 2) + Math.pow(y1 - offsetX, 2), 0.5)
  if (nr <= r) {
    return [x, y]
  }
  return false
}

這裡來判斷點選的當前位置是否是有效的，並且具體座標的規則是：

首先需要獲取當前點最靠近哪一個棋子的圓心座標
然後因為棋子的半徑是 12，所以點選的位置距離棋子圓心的距離不能超過 12
滿足則返回具體座標，不滿足則返回 false

是否結束

遊戲結束分為兩種情況：

所有格子全部填滿，平局
已有相同的 5 顆棋子連成一條線，判勝負

在每一次棋子放下之後，就需要判斷一次是否結束，我們每次需要判斷一個座標點的八個方向是否有相同的 4 顆棋子連成一條線。但是我們是依照從左至右，從上往下的順序來檢查的，所以具體檢查只需要四個方向即可。

/**
 * 判斷是否結束
 * 從當前點查詢八個方向的連續5個位置是否能連城線
 * 但是在具體的邏輯判斷中，是從左往右，從上往下一次判斷的，
 * 所以在真正的執行過程中，只需要判斷4個方向即可
 * 這裡選擇的四個方向是：右上、右、右下、下
 * @param {GobangData} data 棋盤資料
 */
const isOver = (data: GobangData) => {
  const m = data.length, n = data[0].length
  let nullCnt = m * n

  for (let i = 0; i < m; i++) {
    for (let j = 0; j < n; j++) {
      if (data[i][j] !== undefined) {
        nullCnt--
        if (getPostionResult(data, i, j, m, n)) {
          return [i, j]
        }
      }
    }
  }
  // 是否所有格子都已已有棋子
  return !nullCnt
}

/**
 * 判讀當前座標是否滿足結束要求
 * @param {GobangData} data 棋盤資料
 * @param {number} x x 軸
 * @param {number} y y 軸
 * @param {number} m 最大行數
 * @param {number} n 最大列數
 * @returns {boolean}
 */
function getPostionResult(
  data: GobangData, x: number, y: number, m: number, n: number
) {
  //          右上      右      右下    下
  const ds = [[-1, 1], [0, 1], [1, 1], [1, 0]]
  const val = data[x][y]

  for (let i = 0; i < ds.length; i++) {
    const [dx, dy] = ds[i]
    let nx = x, ny = y, flag = true
    for (let i = 0; i < 4; i++) {
      nx += dx
      ny += dy
      // 是否是有效座標，且值是否一樣
      if (!(nx >= 0 && nx < m && ny >= 0 && ny < n) || data[nx][ny] !== val) {
        flag = false
        break
      }
    }
    // 已有 5 顆連成一條線
    if (flag) {
      return true
    }
  }
  return false
}

關於是否結束的優化

是否結束還有一個優化的點，就是我們不需要判斷所有座標點是否滿足，我們只需要判斷最後一個放置棋子的點是否滿足結束條件，但是如果只判斷單個點的話，我們需要判斷這個點的八個方向，所以可以優化下：

//           右上      左下       右      左          右下    左上        下      上
const ds = [[[-1, 1], [1, -1]], [[0, 1], [0, -1]], [[1, 1], [-1, -1]], [[1, 0], [-1, 0]]]

/**
 * 判讀當前座標是否滿足結束要求
 * @param {GobangData} data 棋盤資料
 * @param {number} x x 軸
 * @param {number} y y 軸
 * @param {number} m 最大行數
 * @param {number} n 最大列數
 * @returns {boolean}
 */
function getPostionResult(
  data: GobangData, x: number, y: number, m: number, n: number
) {
  const val = data[x][y]

  for (let i = 0; i < ds.length; i++) {
    const [[lx, ly], [rx, ry]] = ds[i]
    let nx = x, ny = y, cnt = 1
    for (let j = 0; j < 4; j++) {
      nx += lx
      ny += ly
      if (!(nx >= 0 && nx < m && ny >= 0 && ny < n) || data[nx][ny] !== val) {
        break
      }
      cnt++
    }

    nx = x
    ny = y
    for (let j = 0; j < 4; j++) {
      nx += rx
      ny += ry
      if (!(nx >= 0 && nx < m && ny >= 0 && ny < n) || data[nx][ny] !== val) {
        break
      }
      cnt++
    }
    if (cnt >= 5) {
      return true
    }
  }
  return false
}

/**
 * 判斷是否結束
 * 從當前點查詢八個方向的連續5個位置是否能連城線
 * 所有格子是否全部填滿
 * 最後下棋的座標是否連城線
 * @param {GobangData} data 棋盤資料
 * @param {[number, number]} posi 最後一個是否滿足結束的座標點
 */
export const isOver = (data: GobangData, posi: [number, number]) => {
  const m = data.length, n = data[0].length
  let nullCnt = m * n

  // 先判斷最後一個點是否滿足結束
  if (getPostionResult(data, posi[0], posi[1], m, n)) {
    return posi
  }
  
  for (let i = 0; i < m; i++) {
    for (let j = 0; j < n; j++) {
      if (data[i][j] !== undefined) {
        nullCnt--
      }
    }
  }

  return !nullCnt
}

悔棋功能

悔棋，也就是復原功能，在放子的時候，儲存當前的棋盤資料的快照，在悔棋的時候，拿到前一個快照的資料渲染出來。在做資料深拷貝的時候，用 JSON 的字串解析方法，和 lodash 的深拷貝方法，都會講原稀疏陣列的空值都會填滿，會破壞稀疏陣列的結構定義，所以就自己根據場景寫了一個拷貝方法：

// 深拷貝稀疏陣列
function cloneDeep<T extends GobangData>(data: T):T {
  const m = data.length, n = data[0].length
  const res = new Array(m).fill(0).map(() => new Array(n)) as T

  for (let i = 0; i < m; i++) {
    for (let j = 0; j < n; j++) {
      if (data[i][j] !== undefined) {
        res[i][j] = data[i][j]
      }
    }
  }

  return res
}

// 快取
const cacheData: GobangData[] = [cloneDeep<GobangData>(data)]
const cacheIndex = ref(0)

const pushStack = (data: GobangData) => {
  cacheData.push(cloneDeep<GobangData>(data))
  cacheIndex.value++
}
const popStack = () => {
  if (cacheIndex.value && !gameOver.value) {
    data = cloneDeep(cacheData[--cacheIndex.value])
    cacheData.length = cacheIndex.value + 1
    init()
  }
}

到這裡，一個簡單的五子棋就完成了。

GitHub:五子棋

總結

到此這篇關於教你用Js寫一個簡單的五子棋小遊戲的文章就介紹到這了,更多相關Js寫五子棋內容請搜尋it145.com以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以後多多支援it145.com！