毕业设计基于labview设计的五子棋游戏[1].doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流毕业设计基于labview设计的五子棋游戏1.精品文档.常州信息职业技术学院学生毕业设计（论文）报告系 别： 电子与电气工程学院 专 业： 电气自动化 班 号： 电气092 学 生 姓 名： 刘利 学 生 学 号： 0905093210 设计（论文）题目：基于LabVIEW的五子棋游戏开发 指 导 教 师： 陈琳 设 计 地 点： 常州信息职业技术学院 起 迄 日 期： 2011.09.062011.11.20 毕业设计（论文）任务书专业 电气自动化 班级 电气092 姓名 刘利 一、课题名称： 基于LabVIEW的五子棋游戏开发 二、主要研究内容： 1. 游戏的行棋规则：黑先、白后，任一方先在棋盘上形成纵向、竖向、斜向的连续相同颜色五个棋子的一方为胜。 2. LabVIEW程序结构的合理应用。 3. 游戏界面的设计及美化。 三、工作内容和要求： 1. 游戏开始，设计子程序对棋盘进行初始化，初始化子程序用循环结构实现，数组显示当期棋盘状态。 2. 初始化结束后，选择游戏模式，选择人机对弈模式或双人对弈模式。应用条件结构进行选择。 3. 选择游戏模式后，进行游戏，双方下棋子的位置要用数组显示当前棋盘状态。如果选择了双人对弈，就只要记住双方下子位置。如果选择了人机对弈，就要搜索当前局面的最佳应对着法，由电脑计算下子位置。 4游戏中，任一方先在棋盘上形成纵向、竖向、斜向的连续相同颜色的五个棋子的一方为胜。如果有一方获胜，此时跳出对话框，显示一方获胜，游戏结束。按下确定，同时初始化棋盘，可以重新开始游戏。 四、主要参考文献： 1 林飞. 中国艺术经典全书之五子棋M, 吉林摄影出版社.2003.12 2 彭建国、那威. 连珠五子棋入门M, 金盾出版社.1997.6 3 阮奇桢. 我和LabVIEW一个NI工程师的十年编程经验M, 北京航空航天大学出版社,2009.09 4 王长飞、蔡强、李海生. 智能五子棋算法的设计实现M, 系统仿真学报 第21卷第四期 2009. 02 5 王永庆. 人工智能原理与方法M, 西安交通大学出版社.1998.8 6 崔良沂、赵永昌. 人工智能M, 第3 版清华大学出版社.2005.9 7 贾功贤、刘成康等. 基于PC的虚拟仪器的发展趋势J, 电子技术应用.1999 8 NI. Measurement and Automation CatalogZ, 2003.9 9 LabVIEW 虚拟仪器程序设计及应用.人民邮电出版社.2008.12 10 LabVIEW8.20程序设计从入门到精通.清华大学出版.2007.7 学 生（签名） 年 月 日 指 导 教师（签名） 年 月 日 教研室主任（签名） 年 月 日 系 主 任（签名） 年 月 日毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目基于LabVIEW的五子棋游戏开发一、 选题的背景和意义：五子棋作为一个棋类竞技运动，不仅能增强人的思维能力、提高智力,而且富含哲理、有助于修身养性。LabVIEW是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言，界面看起来生动形象、简洁明了。这款利用LabVIEW所设计的单机版的五子棋游戏，可以供人们闲暇时光随时随地地进行娱乐提高自己的五子棋水平。二、 课题研究的主要内容：本系统在LabVIEW环境下完成一个简易五子棋游戏的设计。1.游戏开始，调用子程序对棋盘进行初始化，初始化子程序用循环结构实现，数组显示当期棋盘状态。2.初始化结束后，选择游戏模式，选择人机对弈模式或双人对弈模式。应用条件结构进行选择。3.选择游戏模式后，进行游戏，双方下棋子的位置要用数组显示当前棋盘状态。如果选择了双人对弈，就只要记住双方下子位置。如果选择了人机对弈，就要搜索当前局面的最佳应对着法，由电脑计算下子位置。4.游戏中，任一方先在棋盘上形成纵向、竖向、斜向的连续相同颜色的五个棋子的一方为胜。如果有一方获胜，此时跳出对话框，显示一方获胜，游戏结束。按下确定，同时初始化棋盘，可以重新开始游戏。三、主要研究（设计）方法论述：本游戏开发重点、难点：搜索核心、着法生成及初始化模块。搜索核心：该模块主要是搜索当前局面的最佳应对着法，包含一个搜索引擎，该引擎调用各种搜索函数实现搜索功能，使用最基本的极大极小值搜索算法。着法生成：生成当前局面下，搜索引擎进行递归搜索时所要计算的着法（即哪几步是要进行计算的）。初始化模块：调用子程序初始化棋盘。四、设计（论文）进度安排：时间（迄止日期）工 作 内 容2011.09.062011.09.15确定毕业设计题目。2011.09.162011.09.30搜集相关的资料，了解设计的基本内容与相关要求。2011.10.012011.10.05完成开题报告。2011.10.062011.10.20设计方案，绘制原理框图。2011.10.132011.10.23根据原理，进行LabVIEW程序编写。2011.10.24-2011.11.02撰写毕业设计论文。2011.11.03-2011.11.10提交老师处，进行修改。2010.11.112010.11.15正式完成并提交论文。2011.11.162010.11.20准备答辩。五、指导教师意见： 指导教师签名： 年 月 日六、系部意见： 系主任签名： 年 月 日基于LabVIEW的五子棋游戏 目录摘要Abstract第1章 前言1第2章 LabVIEW简介22.1 LabVIEW的概念22.2 LabVIEW的特点2第3章 总体设计方案33.1五子棋游戏规则33.2游戏设计框图33.3游戏设计流程图43.3.1总体设计流程图43.3.2人机对弈模式下的游戏流程图43.3.3双人对弈模式下的游戏流程图5第4章 各模块程序设计74.1初始棋盘模块74.2多步计算模块74.2.1多步计算流程图74.2.2多步计算前面板及程序框图84.3决定下子方模块104.4判定胜负模块104.4.1判定胜负模块设计前面板及程序框图104.5胜负对话模块11第5章 主程序设计145.1游戏主程序设计145.1.1五子棋主程序的程序框图145.1.2五子棋的游戏界面155.2结果演示16第6章 结束语17参考文献18答谢辞19摘要随着生活水平的不断提高，人们不再仅仅满足于物质生活，闲暇时光人们会选择自己喜欢的娱乐活动用做消遣。五子棋作为一个棋类竞技运动，不仅能增强人的思维能力、提高智力,而且富含哲理、有助于修身养性，因此越来越受到人们的喜爱。鉴于此，本文以LabVIEW为平台，设计开发了这款单机版的五子棋游戏软件。LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering Workbench）是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言，是由美国国家仪器（NI）公司研制开发的。这款基于LabVIEW的简易五子棋游戏，有人机对弈和双人对弈两种模式。选择游戏模式后开始游戏，设计程序对棋盘进行初始化，数组显示当期棋盘状态。人机对弈模式中，其中一方由电脑计算下子位置；双人对弈模式中，由双方决定下子位置。游戏中，任一方先在棋盘上形成纵向、竖向、斜向的连续相同颜色的五个棋子的一方为胜。如果有一方获胜，此时跳出对话框，显示一方获胜，游戏结束。按下确定，同时初始化棋盘，可以重新开始游戏。程序主要涉及到棋盘棋子的设计，各模块的搭建及前面板的美化。界面看起来生动形象、简洁明了。关键词：LabVIEW；双人对弈；五子棋 Abstract With the continuous improvement of living standards, people no longer sati-sfied with just material life, leisure time people will choose your favorite enter-t-ainment used for recreation. Gobang as a chess competitive sports, not only c-an enhance the person's thinking ability, improve intelligence, and high in philoso-phy, helps to cultivate one's morality raises a gender, accordingly more and more popular. In view of this, this article for the platform in LabVIEW, design de-velop of this single version of renju game software. LabVIEW (Laboratory Virtual instrument Engineering Workbench) is a kind of icon instead of text line to create the application's graphical programming la-nguage, is by the us national instrument (NI) research and development compan-y. This paragraph of renju game based on simple LabVIEW, divided into the man-machine play chess model and double play chess mode. Choose the game mode after start the game, the design procedure of chessboard initialized, array display current state board. The man-machine Chinese chess playing mode, one from the computer calculation quick snip of the shear position; Double play chess mode, the two parties decided to quick snip of the shear position. In the game, either on the board first formed the longitudinal, vertical, inclined to continuous the same color of the five pieces to the party for the win. If one party wins, this time the jump out of the dialog box, shows a party wins, and the game is over. Press ok and initial board, to start the game. Procedure mainly involves pieces to the board design, each module of the building and the front panel of beautification. Interface looks vivid image, concise and clear. Keywords: LabVIEW; Double play chess; Gobang第1章 前言五子棋是一种两人对弈的纯策略型棋类游戏，是起源于中国古代的传统黑白棋种之一，发展于日本，流行于欧美。它作为一个棋类竞技运动，在民间十分流行。它不仅能增强人的思维能力、提高智力,而且富含哲理、有助于修身养性。正因为这样五子棋越来越受到大众的喜爱。LabVIEW是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言，界面看起来生动形象、简洁明了。传统文本编程语言根据语句和指令的先后顺序决定程序执行顺序。LabVIEW采用的是数据流编程方式，程序框图中节点之间的数据流向决定了VI及函数的执行顺序。为了供人们闲暇时间随时随地地进行娱乐，提高自己的五子棋水平，本文以LabVIEW为平台，设计开发了这款单机版的五子棋游戏软件。在程序制作的过程中还会涉及各个模块的调用、双方胜负的判定方法及前面板的美化。第2章 LabVIEW简介2.1 LabVIEW的概念LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering Workbench）是一种图形化的编程语言的开发环境，是由美国国家仪器（NI）公司研制开发的，类似于C和BASIC开发环境。但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。它内置了便于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数。这是一个功能强大且灵活的软件。利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器，其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。 图形化的程序语言，又称为 “G” 语言。使用这种语言编程时，基本上不写程序代码，取而代之的是流程图或框图。它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念，因此，LabVIEW是一个面向最终用户的工具。它可以增强你构建自己的科学和工程系统的能力，提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。使用它进行原理研究、设计、测试并实现仪器系统时，可以大大提高工作效率2.2 LabVIEW的特点与Visual C、Visual Basic等计算机编程语言相比，图形化编程工具LabVIEW有一个重要的不同点：不采用基于文本的语言产生代码行，而使用图形化编程语言G编写程序；产生的程序是框图的形式，用框图代替了传统的程序代码。LabVIEW中的 程序由三部分构成：前面板、程序框图、图标、连线板。前面板是程序的用户操作界面，是 程序的交互式输入和输出端口，通常使用输入控件和显示控件来创建前面板。输入控件是指旋钮、按钮、转盘等输入装置，输入控件模拟仪器的输入装置，为的程序框图提供数据；显示控件是指图表、指示灯等显示装置，显示控件模拟仪器的输出装置，用以显示程序框图获取或生成的数据。在LabVIEW中有3种不同外观的控件可供选择，分别是：Modern、System和Classic。其中Modern控件是NI专门为LabVIEW设计的具有3D效果的控件，它能够确保在不同的操作系统下显示始终是一样的；而System是采用系统控件，它的外观与操作系统有关，不同的操作系统下控件的显示外观有所不同。大多数的程序员似乎更愿意选择System控件，理由是它可以让程序看起来不那么LabVIEW化。但是LabVIEW并不允许程序员任意自定义System控件的外观，这同时也限制了System控件的使用。应用程序的界面是提供给使用者的第一印象，直接影响到应用程序的用户体验。因此，有效、合理的界面能够为程序增色不少。LabVIEW提供了丰富的界面控件供开发者选择，有经验的程序员往往能够利用这些控件做出令人称赞的界面效果。第3章 总体设计方案3.1五子棋游戏规则五子棋，亦称"连五子"、"五子连"、"串珠"、"五目"、"五目碰"、"五格"等。相传起源于四千多年前的尧帝时期，比围棋的历史还要悠久。在古代，五子棋棋具虽然与围棋相类同，但是下法却是完全不同的。正如辞海中所言，五子棋是“棋类游戏，棋具与围棋相同，两人对局，轮流下子，先将五子连成一行者为胜”。五子棋的游戏规则如下：1. 行棋顺序:黑先、白后，从天元开始相互顺序落子。2. 判断胜负 最先在棋盘横向、竖向、斜向形成连续的相同色五个棋子的一方为胜。黑棋禁手判负(Lose)，白棋无禁手。黑棋禁手包括“三、三”(包括“四、三、三”)、“四、四” (包括“四、四、三”)、“长连”。黑棋只能以“四、三”取胜。 3. 如分不出胜负，则定为平局。4. 对局中中途退场判为负。 5. 五连与禁手同时形成，先五为胜。 6. 黑方禁手形成时，白方应立即指出。若白方未发现或发现后未指明而继续应子，则不能判黑方负。 7. 时间限定： 每方20分钟包干，然后1分钟读秒。3.2游戏设计框图从棋盘棋子的设计、各模块的搭建到主程序的编写、前面板的美化，五子棋的游戏总体设计流程如图3.1所示。图3.1五子棋游戏总体设计框图3.3游戏设计流程图3.3.1总体设计流程图游戏开始，对棋盘进行初始化，初始化完成后，由主循环控制模块来控制轮到哪方下子，在游戏进行过程中，若有一方获胜，则跳出获胜对话框，再决定是否重新开始游戏；如果没有一方获胜，则程序不断循环执行。五子棋游戏流程如图3.2所示。图3.2五子棋游戏流程图3.3.2人机对弈模式下的游戏流程图本游戏可分为两种模式：人机对弈模式和双人对弈模式。若选择人机对弈模式，游戏开始，判断该位置是否有棋子。如无棋，则黑方先落棋。再判断黑方是否获胜，如果黑方获胜则选择是否重新开局，选择是就重新开始游戏，否则直接结束游戏。如果黑方没有获胜，则电脑计算下子位置，方式同上。五子棋人机对弈模式下的的游戏流程如图3.3所示。图3.3 人机对弈模式下的游戏流程图3.3.3双人对弈模式下的游戏流程图若选择双人对弈模式，流程基本与人机对弈类似，只是把电脑计算下子位置改成白方下子。 五子棋双人对弈模式下的的游戏流程如图3.4所示。图3.4双人对弈模式下的游戏流程图第4章 各模块程序设计4.1初始棋盘模块按下重新开始按钮后，调用该程序初始化棋盘。棋盘初始化前面板如图4.1所示。图4.1初始棋盘前面板用长32位的整形数值来表示棋盘大小，数组显示当前棋盘的状态，用循环结构来实现，当按下重新开始按钮，调用该程序初始化棋盘。初始棋盘程序框图如图4.2所示。图4.2初始棋盘程序框图4.2多步计算模块4.2.1多步计算流程图判断当前的最大权值是否大于100000，如果大于100000表明当前已有形成活三的棋子，则当前位置一定要下子已方有活三的话要继续求胜，对方有活三的话则要阻止。如果没有活三以上的棋则开始试下子，计算最佳下棋位置。 首先在当前的最佳位置试下一个已方子白子，然后判断下子后是否有一方胜，如无则继续在试下子后的最佳位置下黑子，下完后再判断是否有一方胜，以此类推。当最佳位置试下完成后，再在第二佳的位置继续试下子， 直到三个最佳位置试下完成，试下完成后如无很好的下子位置，则选择未试下子前的最佳位置进行下子。多步计算流程如图4.3所示。图4.3 多步计算流程图4.2.2 多步计算前面板及程序框图数值显示电脑计算出当前的最佳下子位置。多步计算前面板如图4.4所示。图4.4 多步计算前面板多步计算这个子程序相对复杂，其中应用了大量的条件结构及循环结构，看起来较为复杂。在这个复杂的程序里也同样调用了三个子程序，像权值计算、执行下子和判定胜负。在程序运行的过程中，这几个子程序也是不断循环执行的。多步计算程序框图如图4.5、图4.6所示。图4.5 多步计算部分程序框图图4.6 多步计算部分程序框图4.3决定下子方模块数值输出下棋步数，计算轮到哪方下子。决定下子方前面板如图4.7所示。图4.7决定下子方前面板用一个商与余数函数实现，商+1为下棋步数，余数为决定哪方下子。决定下子方程序框图如图4.8所示。图4.8决定下子方程序框图4.4判定胜负模块4.4.1判定胜负模块设计前面板及程序框图数组显示当前棋盘状态，布尔量指示某一方获胜。判定胜负前面板如图4.9所示。图4.9判定胜负前面板计算当前行的子数，相加为10是表示，五个子全为黑，黑胜；相加为0时表示五个子全为白，白胜。其他方向相同。判定胜负程序框图如图4.10所示。图4.10判定胜负部分程序框图4.5胜负对话模块胜负对话前面板如图4.11所示：用布尔量来指示哪方获胜。图4.11胜负对话模块前面板当行或列的输出为-1时，表明当前棋盘没有棋子被下，但是，因为查询用户下子的循环又被停止，可判定此局被用户退出或程序被用户退出，此时不应该弹出胜负对话框，并用此方法代替使用“退出”或“重新开始”两个布尔量的局部变量来停止循环。用高亮执行，运行后点击“重新开始”后可以更方便地看出此处原理。胜负对话程序框图如图4.12所示。图4.12胜负对话模块程序框图当行或列的输出不为-1时，表明当前棋盘有棋子被下，此时有两种可能，黑子胜或白子胜，若黑子胜则跳出“黑子胜”对话框，若白子胜则跳出“白子胜”对话框。胜负对话程序框图如图4.13所示。图4.13胜负对话模块程序框图第5章 主程序设计5.1游戏主程序设计5.1.1五子棋主程序的程序框图 由于主程序的程序框图较为复杂，在完成前面模块搭建的基础上，将各模块作为完成各功能的模块，调用到主程序中去，为的是程序看起来简洁明了富有条理性。五子棋两种对弈模式下的主程序程序框图如图5.1、图5.2所示。图5.1双人对弈程序框图图5.2人机对弈程序框图5.1.2五子棋的游戏界面五子棋的游戏界面看起来很简洁，主要包括了人机对弈和双人对弈选择、重新开始按钮和退出程序按钮，这是在游戏过程中最基本的功能。除此之外，还涉及了棋子的设计、棋盘的布置及前面板的美化。五子棋主程序程序框图如5.3所示。图5.3游戏界面5.2结果演示五子棋人机对弈演示结果如图5.4所示：图5.4 人机对弈结果显示五子棋双人对弈演示结果如图5.5所示：图5.5双人对弈结果显示第6章 结束语本文只是在LabVIEW基础上做了个简单的程序设计，采用LabVIEW平台开发的五子棋游戏，游戏界面美观，程序的设计清楚明了、简单易读。在程序的运行过程中，有一些不足，如没有设计帮助文档及悔棋程序等，说明游戏功能的全面性还不够强。这需要在实践中进一步完善。设计中也有一些优点，这款单机版的五子棋游戏可以根据人数的情况，选择人机对弈或双人对弈模式，能够满足人们随时随地的娱乐需求。参考文献1 林飞. 中国艺术经典全书之五子棋M, 吉林摄影出版社.2003.122 彭建国、那威. 连珠五子棋入门M, 金盾出版社.1997.63 阮奇桢. 我和LabVIEW一个NI工程师的十年编程经验M, 北京航空航天大学出版社,2009.09.4 王长飞、蔡强、李海生. 智能五子棋算法的设计实现M，系统仿真学报 第21卷第四期 2009. 02 5 王永庆. 人工智能原理与方法M, 西安交通大学出版社.1998.8 6 崔良沂、赵永昌. 人工智能M, 第3 版清华大学出版社.2005.9 7 贾功贤、刘成康等. 基于PC的虚拟仪器的发展趋势J, 电子技术应用.1999 8 NI.Measurement and Automation CatalogZ, 2003.9 9 LabVIEW虚拟仪器程序设计及应用.人民邮电出版社.2008.12 10 LabVIEW8.20程序设计从入门到精通.清华大学出版.2007.7 答谢辞通过一个多月的不懈努力，今天终于可以完成毕业设计论文最后的部分，开始写谢辞了。这表示我离开这个学校的时刻快要到了。回忆起求学期间的点点滴滴，不禁老套地感叹，真是时光飞逝啊!大学生活就在这一转眼间过去了！最近几天这种感觉真的相当强烈.学校呆不下去了,还没来得急做什么准备呢,就已经被一脚踢进社会了！两年的努力与付出，随着论文的完成，终于让我的大学生活划下了一个完整的句点。毕业设计的顺利完成，乃至学业的顺利完成，在这个漫长而又短暂的过程中,有多少可敬的师长、同学和朋友给了我莫大的支持与帮助。在这里请接受我诚挚的谢意！感谢我的指导教师陈琳老师，本论文从选题到完成，每一步都倾注了陈老师大量的心血，是她给了我莫大的支持与帮助、耐心的辅导与解惑。你从一开始的论文方向的选定，到最后的整篇论文的完成，都非常耐心的对我进行指导，给我提供了很多宝贵的意见，告诉我应该注意哪些细节问题，细心地给我指出错误，修改论文。 感谢我的同学与朋友们，是你们陪我渡过了大学两年美好的时光，给我留下了许多难忘的回忆。特别要感谢袁爱建、朱雯君和顾夕万同学，感谢他们在毕业设计的过程中以及大学以来所有专业课的学习中给了我如此多的帮助.感谢我的舍友们，感谢你们的陪伴以及在生活中给予的关心和帮助，让我学会了与人相处的艺术。 感谢我的学校，感谢为我们提供了如此好的学习与生活环境。感谢在大学期间所有传授我知识的老师们，感谢你们不但教会了我许多的专业知识，更培养了我良好的自主学习能力.这也是论文得以顺利完成的基础。感谢我的家人，感谢你们这么多年来默默的支持与关爱。培养了我乐观向上，积极进取的精神。 感谢人生中所有喜欢和不喜欢我的人，感谢人生中所有给予和没有给予过我帮助的人，感谢人生中所有我遇到和没有遇到的人。是你们让我的生活充满了不同的滋味。更加感谢生活对我的磨练，造就了我坚强勇敢的性格。更加给了我继续前行的动力。祝所有我感谢的人们,一生幸福平安。毕业设计（论文）成绩评定表一、指导教师评分表（总分为70分）序 号考 核 项 目满 分评 分1工作态度与纪律102调研论证103外文翻译54设计（论文）报告文字质量105技术水平与实际能力156基础理论、专业知识与成果价值157思想与方法创新5合计70指导教师综合评语： 指导教师签名： 年 月 日 二、答辩小组评分表（总分为30分）序 号考 核 项 目满 分评 分1技术水平与实际能力52基础理论、专业知识与成果价值53设计思想与实验方法创新54设计（论文）报告内容的讲述55回答问题的正确性10合计30答辩小组评价意见（建议等第）： 答辩小组组长教师签名： 年 月 日三、系答辩委员会审定表1 审定意见2审定成绩（等第）_ _ 系主任签字： 年 月 日