[教你做小游戏] 《五子棋》怎么存棋局信息？
我是HullQin，公众号线下聚会游戏的作者（欢迎关注公众号，发送加微信，交个朋友），转发本文前需获得作者HullQin授权。我独立开发了《联机桌游合集》，是个网页，可以很方便的跟朋友联机玩斗地主、五子棋等游戏，不收费没广告。还开发了《Dice Crush》参加Game Jam 2022。喜欢可以关注我 HullQin 噢～我有空了会分享做游戏的相关技术。
1. 问题描述
如果让你做个联机《五子棋》游戏，你会怎么存储棋盘上的棋子信息呢？
我的意思是，根据你存储的这些信息，就可以知道：
- 谁是黑棋？谁是白棋？
- 现在游戏结束了吗？若游戏结束，谁赢了？若没结束，现在该谁下棋了？
- 如果游戏支持悔棋，现在有人在请求悔棋吗？是谁在请求？
- 如果游戏支持认输，重新审视是否满足第2点。
- 当前场上棋子的分布。
请你自己先思考一下，再看下文的解决方案。
2. 解决方案
2.1 谁黑谁白
| 优点 | 缺点 | 适用范围 | |
|---|---|---|---|
| 方案一：用1个变量标识你是哪个玩家；再用1个变量标识哪个玩家是黑棋。 | 有玩家号码标识，可扩展性好 | 游戏其它功能需要跟玩家编号有关联时可用该方案。 | |
| 方案二：用1个变量标识你是黑棋或白棋。 | 只需要1位(bit)即可 | 因为玩家没有固定的玩家号码，所以可扩展性较差 | 不做扩展功能，只做最简洁的联机五子棋时可用该方案。 |
两个方案都是可以的，只是需要看实际场景。如果你只想做个简单的五子棋，用方案二就够了。如果考虑扩展性，推荐方案一。
2.2 游戏结束了吗？谁赢了？该谁下棋了？
| 优点 | 缺点 | 适用范围 | |
|---|---|---|---|
| 方案一：用1个变量标识游戏状态。黑赢、黑输、该玩家1下棋、该玩家2下棋等都是一种状态。 | 少了运算过程，快了几十毫秒。游戏状态的可扩展性好，可以新增状态（例如认输、悔棋等） | 游戏会有多种状态时可用该方案。 | |
| 方案二：只记录场上棋子的分布情况，通过计算是否有5连珠，判断谁输谁赢。 | 占用空间少 | 若要支持认输，只能回到方案一。 | 不做认输功能，只做最简洁的联机五子棋时可用该方案。 |
两个方案都是可以的，只是需要看实际场景。如果你只想做个简单的五子棋，用方案二就够了。如果考虑扩展性，推荐方案一。
2.3 悔棋
悔棋有2种形态：
- 请求悔棋后，无需对方确认，直接悔棋。
- 请求悔棋后，需要对方同意，才能悔棋成功。
第一种形态比较简单，悔棋后，直接更新游戏数据即可。
第二种形态，可以通过2.2的方案一来实现。游戏状态如下：
- 等黑下棋
- 等白下棋
- 黑胜利
- 白胜利
- 黑请求悔棋
- 白请求悔棋
2.4 认输
认输和悔棋不同，认输是单方面提出认输，游戏即可结束，宣布另一方的胜利。
可以通过2.2的方案一来实现，游戏状态同2.3即可实现认输功能。
2.5 状态机
下面，看看这些状态的转换关系：
![[教你做小游戏] 《五子棋》怎么存棋局信息？](https://img.blogweb.cn/article/5786694b4aec47d8b3614521aa3812d8.webp)
图中没把「认输」动作画出来，因为「认输」比较简单，从其它四个状态分别拉2个线，指向「黑胜利」和「白胜利」，表示「白认输」和「黑认输」即可。
2.6 场上棋子分布
注：五子棋棋盘通常是15X15的布局，也有AI对战中，使用更大的棋盘，例如20X20。这里我们以15X15的棋盘来分析。
| 优点 | 缺点 | 适用范围 | |
|---|---|---|---|
| 方案一：用一个列表存储已落的棋子，列表顺序表明棋子顺序，列表每一项的值代表棋子的位置，值为0-224（刚好225个值），奇数位置是黑棋，偶数位置是白棋。 | 针对棋子少的棋局，存储空间小于方案二；保存了位置信息，便于悔棋、复盘等。 | 每个棋子需要8bit存储，空间利用率约225/256=88%，并没有充分利用 | 大多数场景。 |
| 方案二：使用长度为225的列表，值为0或1或2，分别表示该位置没棋、黑棋、白棋。 | 针对任意棋子分布，占用空间是固定的。若用3进制，只需225bit，转换为2进制，只需要log_2(3^225)=357位 | 如果想记录顺序信息，需要额外空间。 | 你用这个棋盘画画的时候，棋子往往很多，且不需要保留顺序信息，可用该方案。 |
场上小于357/8=45枚棋子时，方案一占空间更小，否则方案二空间更小。
如果是联机《五子棋》游戏，推荐方案一，毕竟顺序信息还是很有用的。而存储空间大一点也是没关系的，影响可忽略不计。
另外补充一句，棋子位置信息存储时可以直接用0-224，但是转义给人类时，建议直接转换为15进制，这样它的十位就可以是行信息，个位就可以是列信息。
- 例如224=
ee，表明第e（15）行第e（15）列； - 例如0=
00，表明第0行第0列； - 例如10=
0a，表明第0行，第a（10）列。
3. 写在最后
这些东西，你不去自己开发《五子棋》，可能不会去思考。但是当你做的时候，会发现，非常好玩儿，实现方案很多，你要选出最适合你的那一个。
其中，我做了「分享棋局」的功能，正是采用了十五进制，将棋子信息存在URL中，使之具有一点点可读性。参考文章：《我做的《联机五子棋》是如何追求极致用户体验的？（下）》
我是HullQin，公众号线下聚会游戏的作者（欢迎关注公众号，发送加微信，交个朋友），转发本文前需获得作者HullQin授权。我独立开发了《联机桌游合集》，是个网页，可以很方便的跟朋友联机玩斗地主、五子棋等游戏，不收费没广告。还开发了《Dice Crush》参加Game Jam 2022。喜欢可以关注我 HullQin 噢～我有空了会分享做游戏的相关技术。