一、设计目的：

1.1 课程设计教学目的

本课程设计是本专业的一门重要实践性教学环节。在学习了专业基础课和《Python程序设计》课程的基础上，本课程设计旨在加深对Python程序设计的认识，对Python语言及其语言生态有一个进一步的掌握和应用，学会运用Python标准库及外接相关库来解决实际问题的基本能力，培养和提高学生分析问题、解决问题的能力，尤其是提高学生使用Python为开发语言来进行问题描述、交流与思考的能力，为毕业设计和以后的工程实践打下良好的基础。

1.2 本课程设计具体目的

经过小组讨论分析，我们最终选择了“五子棋”作为本次课设主题。

五子棋起源于中国上古时期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，是世界上最古老的棋。古代五子棋棋盘与围棋棋盘是通用的，直到1931年，才出现所谓五子棋专用棋盘，为十五路（15×15）棋盘。现在人们压力日益增大，需要劳逸结合才能获得更高的工作效率，工作之余的娱乐对于每一个人来说必不可少。五子棋这种娱乐方式容易上手，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。

二、课程设计任务和要求

2.1 课程设计教学任务和要求

本次课程设计的主要任务是以Python为开发语言完成一个100~300行左右规模的程序项目开发。

课程设计的基本要求是：在课程设计的各个阶段严格、规范地完成相关的文档，例如在初期按时完成设计目的、设计要求、总体设计，在后期完成详细设计、调试与测试、设计总结等。要求能完成所选题目的主要功能，程序运行健壮、正确，代码要有详细注释，可读性好；所写文档结构合理、内容完整、叙述清晰。更高要求是：有创意、系统界面美观。

由于课程设计项目具有一定的综合性，鼓励具有不同特长和不同能力的学生互相组队。项目小组自己推荐一名组长，实行“组长负责制”。组长组织组员进行项目选题、任务分配、方案确定、方案设计、系统调试测试，组员分工协作。小组成员开展项目讨论，互相支持，形成协作意识。

2.2 本课程设计具体任务和要求

有图形界面，能够用鼠标进行操作。

能够进行五子棋游戏的基本操作，即玩家轮流落子。

能够对游戏结果进行正确的判定。

能够实现悔棋及认输等附加功能。

各项功能的展示与应用直观明了。

输出必要的提示信息让玩家更好地进行游戏。

三、总体设计：

基于Python的标准GUI库tkinter快速创建GUI应用程序。

运行程序提示可开始游戏。人人对战，二人轮流落子。界面显示提示信息当点轮到哪一方落子。先有五子“—”或“|”或“/”或“\”连成一线的玩家获胜。若棋盘中棋子已满，玩家均为完成五子相连则判定为平局。当黑方获胜或白方获胜或平局时及时作出判定，并弹出提示框，告知玩家当前对局结束。

3.1 小组成员及任务分配情况

组员：吴佳丽余叶钰刘璐瑶

任务分配：

：负责玩家操作模块设计，包括落子、悔棋及认输。

：负责游戏的可视化设计，包括游戏界面设计及棋盘设计。

棋盘设计部分包括运行程序开始游戏及重新开局时初始化棋盘。

：负责判定游戏结果即玩家胜负或平局判定

3.2 程序功能图

3.3 整体流程图

四、设计实现

4.1 最终实验结果

游戏主界面

启动程序运行游戏，弹出提示框，提示玩家游戏开始，黑方先进行落子。玩家可点击棋盘无棋子处进行落子。或点击“开局”、“悔棋”、“认输”按钮可重新开局或悔棋或认输。当点击“开局/重新开局”按钮时，清空棋盘中的棋子，展示处与启动程序相同的游戏界面。界面中间“黑方”与“落子”二处文字为游戏进行中的提示信息，表示当前轮到黑方进行棋子放置。轮到白方落子时会“黑方”将自动更改为“白方”，“白方”二字以白色显示。如图4-1所示。

玩家获胜后界面

如图4-2所示，若有一方玩家存在“—”或“|”或“/”或“\”五子相连，该玩家取得该局游戏胜利。以图中所示情况——黑方“/”五子相连为例，说明玩家取胜结果。通过黄色线条将黑方连成一线的五颗棋子相连接，此时界面中间提示信息改为“黑方获胜”，“获胜”二字以红色显示。并弹出消息提示框，提示玩家游戏结束黑方完成五子相连，取得胜利。若此时点击悔棋按钮，将提示玩家此时不能悔棋。如图4-3所示；点击认输按钮，将提示玩家点击开局开始游戏，如图4-4所示。

平局情况

当玩家双方都没有完成五子连线，且棋盘中所有棋格都有棋子放置即无处置放棋子时，判定为平局。

为更方便展示，将棋盘改为5*5大小。如图4-5所示，中间提示文字变更为绿色字样“平局？？！”，同时弹出消息提示框，提示玩家当前对局结束，双方达成平局。此时游戏结束，玩家不可再悔棋或认输，若玩家点击悔棋或认输按钮，效果与有一方玩家获胜时相同。即游戏界面不做改变，弹出消息提示框，该消息提示框与图4-3、图4-4中消息提示框相同，不再重复展示。

玩家认输

在一局游戏过程中，若玩家首次点击认输按钮。棋盘不做改变，游戏界面中间文字“落子”变为“认输”如图4-6所示。此时游戏结束，玩家不可再悔棋或认输，若玩家点击悔棋或认输按钮，效果与有一方玩家获胜时相同。即游戏界面不做改变，弹出消息提示框，该消息提示框与图4-3、图4-4中消息提示框相同，不再重复展示。

玩家悔棋

游戏过程中，若一个回合内该玩家首次进行悔棋，取回该玩家刚放置到棋盘上的棋子，并将中间的提示信息“某方落子”改回到该玩家。以黑方悔棋为例，悔棋前及悔棋后游戏部分界面分别如图4-7、图4-8所示。若该玩家在一个回合内已经进行过悔棋操作，再次点击悔棋按钮，则不改变游戏界面及棋盘，但回弹出提示框此时不能悔棋，该消息提示框及提示信息与获胜时点击悔棋按钮，即图4-4中的提示框相同。

4.2 实验结果评价

窗体界面直观明了，游戏过程中有适当的提示信息有助于玩家更好的进行游戏。同时窗体的颜色搭配即窗体大小设置合适。玩家不会因游戏界面颜色冲击或棋盘、文字信息等过大过小产生疲劳。程序能对游戏结果进行正确的判定，悔棋及认输这两个附加功能也能够实现。课程设计最初定下的功能和要求均能实现。在此基础上，玩家完成五子相连时用黄色线条标记，让玩家能有更好的体验。还加上了一个回合内只允许玩家各悔棋一次，增加挑战，让游戏更加有趣。

小组超额完成了最初想要实现的功能和要求，所以我们给自己评价为优秀！

当然这个小程序也很多不足之处。例如没有标记出最后放置的棋子，玩家悔棋后也没有标记出悔棋前的棋子等等。我们往后也应努力学习，做的更好。

五、详细设计

5.1 模块设计

所负责部分大致可分为三大模块。首先，判断游戏胜负的四种情况，即横、竖、斜方向五子一线；其次，判断棋盘是否可以继续下棋，即是否平局；最后，判断玩家输赢，并弹出提示框。

5.2 程序流程图

5.3 具体算法分析

引用tkinter库

Tkinter库:

Tkinter是Python 的标准 GUI 库。Python 使用 Tkinter 可以快速的创建 GUI 应用程序。由于 Tkinter 是内置到 python 的安装包中、只要安装好 Python 之后就能 import Tkinter 库、而且 IDLE 也是用 Tkinter 编写而成、简单的图形界面可以由Tkinter 库完成。

Messagebox 函数分析：

函数定义：<整型> MessageBox（<字符串> Text, <字符串> Title, <整型> nType）;

函数功能： 弹出一个消息框。

参数：

返回值：<整型>，用户在消息框上点击关闭时的选择的按钮。

说明：

nType对应的对话框如下表所示：

0： 确定

1： 确定，取消

2： 终止，重试，忽略

3： 是，否，取消

4： 是，否

5： 重试，取消

6： 取消，再试一次，继续

返回值对应的值如下：

1： 确定

2： 取消

3： 终止

4： 重试

5： 忽略

6： 是

7： 否

：再试一次

胜负情况判断：

自定义panduan（）函数并利用for语句循环，判断棋子是否为横、竖、斜五子连线，列表QP[a][b]中必须满足 0 <= a,b <= 17，i、j必须严格控制。若有五子连线情况发生，在棋子上增加一条黄色标记线贯穿五子，更易看出。

代码如下：

函数及语句分析：

for循环：

作用：for循环语句是python中的一个循环控制语句，任何有序的序列对象内的元素都可以遍历，比如字符串、列表、元组等可迭代对像。

一般格式：第一行是要先定义一个赋值目标（迭代变量），和要遍历（迭代）的对像；首行后面是要执行的语句块。

for 目标 in 对像:

print赋值目标

循环过程： i相当于目标，range（num）是遍历对像。当运行for循环语句时，每一次迭代时，i都会从遍历对像range（num）中接收一个新值输出。结束循环后，目标i会保留最后一个值

Canvas组件：

Python Tkinter 画布（Canvas）组件和 html5 中的画布一样，都是用来绘图的。可以将图形、文本、小部件或框架放置在画布上。canvas.create_line（）主要实现的是画一条直线，后面()中给的参数就是线段两点的坐标，两点确定一条直线。

Canvas 组件支持以下标准选项：

arc 创建一个扇形

判断是否平局

分析：定义一个列表boring记录每个棋格的状态，包括棋格是否有棋子，若有棋子是为黑棋还是白棋。For循环语句遍历棋盘（列表QP[a][b]中必须满足 0 <= a,b <= 17，i、j必须严格控制），当棋盘中不存在无棋子的棋格且双方均未完成五子连线，判定为平局并弹出提示框。

代码如下：