鸿蒙开发案例：实现一个带AI的井字游戏（Tic Tac Toe）

井字游戏（Tic Tac Toe）是一个经典的两人游戏，玩家轮流在3x3的网格中放置标记（通常是“X”和“O”），目的是成为第一个在水平、垂直或对角线上获得三个连续标记的玩家。本文将介绍如何使用ArkUI框架实现一个带简单AI的井字游戏。

实现细节

1. 游戏状态

游戏状态包括游戏板（board）、当前玩家（currentPlayer）、游戏是否结束（isGameOver）以及获胜者（winner）。

2. 初始化游戏

在aboutToAppear生命周期方法中初始化游戏板，并调用initGame方法来重置游戏状态。

3. 玩家落子

placeMark方法允许玩家在指定位置放置标记，并检查游戏是否结束。如果游戏结束，显示对话框询问是否重新开始。

4. AI落子

aiMove方法负责AI的落子逻辑，首先检查AI是否有胜利的机会，然后检查玩家是否有胜利的机会并阻止之，如果两者都不存在，则随机选择一个空格落子。

5. 胜利条件检查

checkForWinner方法遍历所有可能的胜利线路，并检查是否有玩家赢得了游戏。

6. 随机落子

findRandomMove方法从所有空格中随机选择一个位置进行落子。

完整代码

import { promptAction } from '@kit.ArkUI';

const winningLines = [
  [0, 0, 0, 1, 0, 2], // Horizontal 1
  [1, 0, 1, 1, 1, 2], // Horizontal 2
  [2, 0, 2, 1, 2, 2], // Horizontal 3
  [0, 0, 1, 0, 2, 0], // Vertical 1
  [0, 1, 1, 1, 2, 1], // Vertical 2
  [0, 2, 1, 2, 2, 2], // Vertical 3
  [0, 0, 1, 1, 2, 2], // Diagonal \
  [0, 2, 1, 1, 2, 0]// Diagonal /
];

@ObservedV2
class GridCell {
  @Trace value: string = ""; // 当前格子的值
  rowIndex: number = 0; // 格子所在的行号
  colIndex: number = 0; // 格子所在的列号

  constructor(rowIndex: number, colIndex: number) {
    this.rowIndex = rowIndex;
    this.colIndex = colIndex;
  }
}
@Entry
@Component
struct TicTacToe {
  @State board: GridCell[][] = []; // 游戏板
  @State currentPlayer: string = 'X'; // 当前玩家
  @State isGameOver: boolean = false; // 游戏是否结束
  @State winner: string = ''; // 获胜者
  @State cellSize: number = 120; // 单元格大小
  @State cellMargin: number = 5; // 单元格边距

  // 组件即将出现时初始化游戏
  aboutToAppear(): void {
    this.board = [
      [new GridCell(0, 0), new GridCell(0, 1), new GridCell(0, 2)],
      [new GridCell(1, 0), new GridCell(1, 1), new GridCell(1, 2)],
      [new GridCell(2, 0), new GridCell(2, 1), new GridCell(2, 2)]
    ];
    this.initGame(); // 初始化游戏状态
  }

  // 重置游戏状态
  initGame() {
    for (let i = 0; i < 3; i++) {
      for (let j = 0; j < 3; j++) {
        this.board[i][j].value = ''; // 清空所有单元格
      }
    }
    this.currentPlayer = 'X'; // 设置当前玩家为X
    this.isGameOver = false; // 游戏未结束
    this.winner = ''; // 无获胜者
  }

  // 检查是否有玩家获胜
  checkForWinner() {
    for (let line of winningLines) { // 遍历所有胜利线路
      const mark = this.board[line[0]][line[1]].value;
      if (mark && // 如果有标记
        mark === this.board[line[2]][line[3]].value && // 并且等于同一行的下一个标记
        mark === this.board[line[4]][line[5]].value) { // 再次等于同一行的下一个标记
        this.isGameOver = true; // 游戏结束
        this.winner = mark; // 设置获胜者
        return mark; // 返回获胜者的标记
      }
    }
    const allCellsFilled = this.board.flat().every(cell => cell.value !== ''); // 检查所有单元格是否已填满
    if (allCellsFilled) {
      this.isGameOver = true; // 游戏结束
      this.winner = '平局'; // 设置为平局
      return '平局'; // 返回平局标识
    }
    return ''; // 无获胜者
  }

  // 玩家落子
  placeMark(rowIndex: number, colIndex: number) {
    if (!this.isGameOver && this.board[rowIndex][colIndex].value === '') { // 如果游戏未结束且单元格为空
      this.board[rowIndex][colIndex].value = this.currentPlayer; // 放置标记
      const result = this.checkForWinner(); // 检查是否有获胜者
      if (result) { // 如果有获胜者
        console.info(`${result} 获胜！`);
        let message = `${result} 获胜！`; // 设置提示信息
        if (result === '平局') {
          message = '平局！'; // 如果是平局
        }
        promptAction.showDialog({ // 显示对话框
          title: `游戏结束`, // 标题
          message, // 提示信息
          buttons: [ // 按钮
            {
              text: '重新开始', // 文本
              color: '#ffa500' // 颜色
            }
          ],
        }).then(() => {
          this.initGame(); // 重新开始游戏
        });
      } else { // 如果没有获胜者
        this.currentPlayer = this.currentPlayer === 'X' ? 'O' : 'X'; // 切换玩家
        if (this.currentPlayer === 'O') { // 如果是AI玩家
          this.aiMove(); // AI落子
        }
      }
    }
  }

  // AI落子
  aiMove() {
    let moveFound = false;
    let bestMove: null | number[] = null;

    // 寻找最佳落子位置
    bestMove = this.findWinningMove('O'); // 检查AI是否有胜利机会
    console.info(`bestMove a:${JSON.stringify(bestMove)}`);
    if (bestMove) {
      moveFound = true;
    } else {
      bestMove = this.findWinningMove('X'); // 检查玩家是否有胜利机会
      console.info(`bestMove b:${JSON.stringify(bestMove)}`);
      if (bestMove) {
        moveFound = true;
      } else {
        bestMove = this.findRandomMove(); // 随机落子
        console.info(`bestMove c:${JSON.stringify(bestMove)}`);
        if (bestMove) {
          moveFound = true;
        }
      }
    }
    if (moveFound && bestMove) { // 如果找到了合适的落子位置
      console.info(`bestMove:${JSON.stringify(bestMove)}`);
      this.placeMark(bestMove[0], bestMove[1]); // 落子
    }
  }

  // 寻找给定玩家是否有机会赢，并返回这样的移动位置
  findWinningMove(player: string) {
    for (let line of winningLines) { // 遍历所有胜利线路
      let missingIndex = -1;
      let noEmptyCount = 0;
      for (let i = 0; i < line.length; i += 2) { // 检查每个单元格
        if (this.board[line[i]][line[i + 1]].value === player) { // 如果是该玩家的标记
          noEmptyCount++; // 计数
        } else if (this.board[line[i]][line[i + 1]].value === '') { // 如果为空
          missingIndex = i; // 记录空格位置
        }
      }
      if (noEmptyCount === 2 && missingIndex != -1) { // 如果有两个标记且有一个空格
        return [line[missingIndex], line[missingIndex + 1]]; // 返回空格位置
      }
    }
    return null; // 未找到合适位置
  }

  // 寻找一个随机的合法落子位置
  findRandomMove() {
    let emptyCells: number[][] = []; // 存储空格位置
    for (let i = 0; i < 3; i++) {
      for (let j = 0; j < 3; j++) {
        if (this.board[i][j].value === '') { // 如果单元格为空
          emptyCells.push([i, j]); // 添加到空格列表
        }
      }
    }
    if (emptyCells.length > 0) { // 如果有空格
      return emptyCells[Math.floor(Math.random() * emptyCells.length)]; // 随机选择一个空格
    }
    return null; // 未找到空格
  }

  // 构建游戏界面
  build() {
    Column({ space: 20 }) { // 创建主列布局
      Flex({ wrap: FlexWrap.Wrap }) { // 创建主行布局
        ForEach(this.board, (row: GridCell[], _index: number) => { // 遍历每一行
          ForEach(row, (cell: GridCell, _index: number) => { // 遍历每一个单元格
            Text(cell.value) // 显示单元格内的文本
              .width(`${this.cellSize}lpx`) // 设置宽度
              .height(`${this.cellSize}lpx`) // 设置高度
              .margin(`${this.cellMargin}lpx`) // 设置边距
              .fontSize(`${this.cellSize / 2}lpx`) // 设置字体大小
              .textAlign(TextAlign.Center) // 居中文本
              .backgroundColor(cell.value === 'X' ? Color.Red : // 设置背景颜色
                cell.value === 'O' ? Color.Blue : Color.Gray)
              .fontColor(Color.White) // 设置字体颜色
              .borderRadius(5) // 设置圆角
              .onClick(() => { // 点击事件
                this.placeMark(cell.rowIndex, cell.colIndex); // 落子
              });
          })
        })
      }
      .width(`${(this.cellSize + this.cellMargin * 2) * 3}lpx`) // 设置宽度
      Button('重新开始') // 重新开始按钮
        .width('50%') // 设置宽度
        .height('10%') // 设置高度
        .onClick(() => { // 点击事件
          this.initGame(); // 重新开始游戏
        });
    }
    .width('100%') // 设置宽度
    .height('100%'); // 设置高度
  }
}