Java Programming Challenge: Thêm các mảng vào chương trình Tic-Tac-Toe đơn giản

Thách thức lập trình Java dựa trên những thách thức trước đây trong loạt bài Tic-Tac-Toe này và kiểm tra khả năng sử dụng mảng của bạn - hai trong số đó, trên thực tế.

Trong Java Programming Challenge: Trò chơi đơn giản với Tic-Tac-Toe và Lập trình Java: Thêm lớp vào chương trình Tic-Tac-Toe Đơn giản bạn sẽ được yêu cầu viết một chương trình để chơi trò chơi đơn giản của Tic-Tac-Toe.

Là một trò chơi, Tic-Tac-Toe kêu lên cho việc sử dụng một mảng để thể hiện tình trạng của trò chơi. Nếu không có mảng, bạn phải sử dụng một biến riêng biệt để biểu diễn mỗi hình vuông của bảng. Với một mảng, bạn có thể sử dụng một biến duy nhất để biểu diễn tất cả chín ô vuông.

Thách thức lập trình này rất đơn giản: Viết một phiên bản cải tiến của chương trình sử dụng các mảng. Bạn phải sử dụng ít nhất hai mảng trong giải pháp của bạn:

1. Bạn phải sử dụng một mảng để biểu diễn bảng. Có nhiều khả năng, bạn sẽ muốn sử dụng một mảng một chiều với chín phần tử, như sau:

   0 | 1 | 2 --- | --- | --- 3 | 4 | 5 --- | --- | --- 6 | 7 | 8
   

   Nói cách khác, hình vuông phía trên bên trái (A1) được lưu trữ trong phần tử mảng 0, và hình vuông phía dưới bên phải (C3) được lưu trong phần tử mảng 8.

2. Bạn cũng phải sử dụng một mảng để biểu diễn tám vectơ có thể có ba trong một hàng.

   Sau đó bạn có thể sử dụng mảng này để xác định liệu một trong hai người chơi có thắng cuộc chơi hay không. Rất có thể, bạn sẽ muốn sử dụng một mảng hai chiều cho nhiệm vụ này. Mảng sẽ chứa tám, ba mảng phần tử, mỗi mảng đại diện cho ba chỉ số của một vector đặc biệt ba trong một hàng.

   Mảng hoàn chỉnh sẽ chứa các dữ liệu sau:

   0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 3 6 1 4 7 2 5 8 0 4 8 2 4 6
   

Một yêu cầu bổ sung của chương trình này là lớp TicTacToeBoard bạn tạo cho thách thức này phải hoàn toàn tương thích với lớp bạn đã tạo cho thử thách trước đó. Nói cách khác, nó phải thực hiện chính xác cùng một phương pháp. Để thuận tiện cho bạn, các phương pháp này được lặp lại trong bảng sau.

Vì những phương pháp này đề cập đến các ô vuông của bảng tic-tac-toe sử dụng các tên cột như A1 hoặc B2, việc triển khai của bạn sẽ phải lập bản đồ các chỉ định này cho các số chỉ mục. Ví dụ, nếu chuỗi A1 được truyền vào phương thức playAt, chương trình phải đánh dấu phát ở chỉ số 0 trong mảng.

TicTacToeBoard Class

Constructor	Mô tả
TicTacToeBoard	Tạo một TicTacToeBoard mới với tất cả các ô vuông trống.
Phương pháp	Mô tả
void reset ()	Đặt lại trạng thái của mỗi ô vuông để trống.
void playAt (String square, int player)	Đánh dấu ô xác định (A1, A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2, C3) cho người chơi đã chỉ định (1 cho X, 2 O). Ném IllegalArgumentException nếu hình vuông không phải là một trong các giá trị cho phép, người chơi không phải là 1 hoặc 2, hoặc hình vuông được chỉ định không rỗng.
int isGameOver ()	Xác định xem trận đấu đã kết thúc hay không. Trả về 0 nếu trận đấu kết thúc, 1 nếu X đã thắng, 2 nếu O thắng, và 3 nếu trận đấu là hòa. Các điều kiện kết thúc trò chơi như sau: 1: Nếu bất kỳ hàng, cột hoặc đường chéo nào chứa tất cả các X. 2: Nếu bất kỳ hàng, cột hoặc đường chéo nào chứa tất cả các chữ O. 3: Nếu không có ô vuông trống và X và O cũng không thắng.
int getNextMove ()	Trả về một số nguyên đại diện cho bước tiếp theo của máy tính đối thủ. Phương pháp này nên thực hiện một nỗ lực thô sơ để chọn một động thái tốt, theo chiến lược sau: * Nếu trung tâm (vuông B2) trống rỗng, hãy chơi vuông trung tâm. * Nếu trung tâm không rỗng nhưng bất kỳ góc nào trong bốn góc (ô vuông A1, A3, C1, hoặc C3) đều trống rỗng, hãy chơi một trong các góc (không quan trọng). * Nếu trung tâm không rỗng và không có góc nào, hãy chơi một trong các cạnh (hình vuông A2, B1, B3, hoặc C2).
Chuỗi toString ()	Trả về một chuỗi đại diện cho hiện trạng của bảng. Chuỗi bao gồm các ký tự dòng mới để hiển thị các dòng cũng như các đường phân cách trên các dòng điều khiển riêng, như trong ví dụ này: O | | O - | - | - | X | - | - | - | X |

Là một thách thức nữa, đối với phiên bản thử thách TicTacToeBoard này, người chơi máy tính nên sử dụng một chiến lược thông minh hơn chống lại đối thủ của con người. Xác định lối chơi của máy tính như sau:

1. Nếu máy tính có thể giành chiến thắng trong lần chơi tiếp theo, máy tính nên chơi ở vị trí chiến thắng.

2. Nếu có thể đối thủ của con người giành chiến thắng trên vở kịch tiếp theo của mình, máy tính nên chơi trong chiến thắng của con người vuông để ngăn chặn giành chiến thắng.

3. Nếu có hình vuông trung tâm, máy tính nên lấy hình vuông giữa.

4. Nếu có bất kỳ góc vuông nào, máy tính nên chơi ở một trong những góc có sẵn.

5. Máy tính nên chơi trong một cạnh vuông có sẵn.

Lưu ý rằng để thực hiện chiến lược này, bạn cần phải phát triển một quy trình có thể xác định xem một trong hai người chơi có thể giành chiến thắng trong lần di chuyển tiếp theo của mình hay không. Để làm được điều này, bạn phải xem xét mỗi vectơ tám, ba trong một hàng để xác định xem vector có chứa một ô vuông trống và nếu mỗi ô vuông kia chứa các dấu cho cùng một đối thủ (là, hai của X hoặc hai của O).

Bạn có thể làm điều đó bằng cách sử dụng 0 để biểu diễn một hình vuông rỗng, 1 đại diện cho một X, và 2 để biểu diễn một O. Nhưng điều đó đòi hỏi phải có logic khá phức tạp - một cái gì đó như thế này sẽ được yêu cầu, giả sử rằng s1, s2, và s3 là các số nguyên có chứa nội dung của ba ô vuông của một trong tám, ba trong một hàng vectơ:

if (s1 == 0 & s2 == 1 & s3 == 1) // X có thể thắng bằng cách chơi s1 nếu (s2 == 0 & s1 == 1 & s3 == 1) // X có thể thắng bằng cách chơi s2 nếu (s3 == 0 & s1 == 1 & s2 == 1) // X có thể thắng bằng cách chơi s3

Vì vậy, đây là một mẹo: Thay vì sử dụng 0, 1, và 2 để biểu diễn một hình vuông rỗng, X và O, sử dụng các số nguyên tố 2, 3 và 5.Sau đó, để xác định liệu một người chơi có thể giành chiến thắng trên một vector nhất định, chỉ cần nhân ba giá trị cho vector đó. Nếu kết quả là 18, X có thể giành chiến thắng (233 = 18). Nếu kết quả là 50, O có thể giành chiến thắng (255 = 50).

Lưu ý rằng mặc dù chiến lược này là một cải tiến đối với chiến lược được sử dụng cho các phiên bản trước của chương trình nhưng nó vẫn không phải là một chiến lược hoàn hảo: Bạn vẫn có thể đánh bại máy tính với đúng trình tự chơi. Nếu bạn muốn có một thách thức bổ sung, hãy cân nhắc chiến lược bổ sung nào sẽ là cần thiết để làm cho trò chơi không thể bị tấn công, và sau đó đưa ra một cách để thực hiện chiến lược mới.

Bạn có thể tìm giải pháp cho thử thách này trên tab Tải xuống của Máy tính Java dành cho người lớn, trang sản phẩm Ấn bản lần 4.

Chúc may mắn!