中国象棋游戏
摘要:基于Pygame开发的中国象棋游戏,实现了完整规则、图形化界面和智能AI。功能包括棋子移动规则、鼠标操作、回合指示、快捷键支持等。AI采用极小极大算法和Alpha-Beta剪枝,提供三种难度级别。游戏支持双人对战或人机对战,包含棋子价值评估、移动排序优化等AI特性。项目采用模块化结构,包括游戏主循环、AI移动处理等核心代码,提供完整的中国象棋游戏体验。
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基于 Pygame 开发的中国象棋游戏,实现了完整的游戏规则、用户交互和智能AI对手。
功能特性
- 完整的中国象棋规则实现(将帅、士、象、马、车、炮、兵卒)
- 图形化界面,支持鼠标点击操作
- 选中棋子时高亮显示可移动位置
- 回合指示和游戏状态显示
- 键盘快捷键支持(重置、帮助、退出)
- 游戏胜利判定
- 智能AI对手:使用极小极大算法带Alpha-Beta剪枝实现的AI系统
- 多难度级别:支持简单、中等和困难三种难度设置
- AI开关:可以随时开启或关闭AI功能,支持双人对战
安装说明
前提条件
- Python 3.6 或更高版本
- Pygame 库
安装步骤
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下载本项目到本地
-
安装依赖
pip install pygame
使用方法
- 运行游戏
python main.py
-
游戏操作
- 左键点击选择棋子,然后点击目标位置移动
- 选中棋子后,绿色标记表示可移动位置
- R键: 重置游戏
- H键: 显示帮助
- A键: 切换AI开关
- 1-3键: 设置AI难度(1-简单,2-中等,3-困难)
- ESC键/Q键: 退出游戏
游戏规则
基本规则
- 游戏分为红方和黑方,红方先行
- 不同棋子有不同的移动规则:
- 将/帅:只能在九宫内上下左右移动一格
- 士/仕:只能在九宫内斜着移动一格
- 象/相:只能走田字格,不能过河,且田字中心不能有棋子阻挡
- 马:走日字格,马腿不能有棋子阻挡
- 车:可以横向或纵向任意距离移动,但不能跳过棋子
- 炮:可以横向或纵向任意距离移动,吃子需要一个炮架
- 兵/卒:未过河只能前进,过河后可以左右移动
- 吃掉对方的将/帅获胜
AI实现细节
本游戏实现了一个智能的AI对手,基于经典的极小极大算法带Alpha-Beta剪枝优化:
核心算法
AIPlayer类实现了以下关键功能:
class AIPlayer:
def __init__(self, color, difficulty=1):
self.color = color # AI的颜色
self.difficulty = difficulty # 难度等级,1-简单,2-中等,3-困难
# 根据难度设置搜索深度
self.search_depth = {1: 1, 2: 2, 3: 3}[difficulty]
# 增强的棋子价值评估表
self.piece_values = {
KING: 10000,
ADVISOR: 200,
ELEPHANT: 200,
HORSE: 400,
CHARIOT: 900,
CANNON: 450,
PAWN: 100
}
高级评估系统
AI使用了复杂的位置评估表来判断棋局优劣:
def evaluate_board(self, board):
"""增强的棋盘评估函数"""
score = 0
piece_count = {RED: 0, BLACK: 0}
mobility_bonus = 0
# 查找将/帅位置
red_king_pos = None
black_king_pos = None
for y in range(len(board)):
for x in range(len(board[0])):
piece = board[y][x]
if piece:
# 各种评估因素...
# 过河奖励
if piece.piece_type == PAWN:
if (piece.color == RED and y > 4) or (piece.color == BLACK and y < 5):
position_value += 20
# 接近底线的兵价值更高
if (piece.color == RED and y > 7) or (piece.color == BLACK and y < 2):
position_value += 30
优化的搜索算法
AI实现了多种搜索优化技术:
def minimax(self, board, depth, is_maximizing, alpha, beta):
"""优化的极小极大算法带Alpha-Beta剪枝"""
# 到达搜索深度,使用增强评估
if depth == 0:
return self.evaluate_board(board.board)
# 检查游戏是否结束
if board.check_win():
# 如果AI获胜,返回高分
winner = board.get_winner()
if winner == self.color:
return 100000 + depth # 深度加分避免过早结束
else:
return -100000 - depth
移动排序优化
为了提高Alpha-Beta剪枝效率,AI实现了智能的移动排序:
def get_best_move(self, board):
"""优化的最佳走法选择算法"""
# 生成所有可能的移动并进行预排序以提高剪枝效率
scored_moves = []
for piece in ai_pieces:
valid_moves = board.get_valid_moves_for_piece(piece)
for move in valid_moves:
# 快速评估移动价值
move_score = self._score_move(board, piece, move)
scored_moves.append((piece, move, move_score))
# 按移动价值降序排序
scored_moves.sort(key=lambda x: x[2], reverse=True)
项目结构
tes3/
├── main.py # 主程序入口
├── src/
│ ├── game.py # 游戏主逻辑
│ ├── board.py # 棋盘类
│ ├── piece.py # 棋子类基类和各种棋子实现
│ ├── ai_player.py # AI玩家实现
│ ├── constants.py # 常量定义
│ └── test_pieces.py # 测试脚本
├── images/ # 游戏图片资源
├── sounds/ # 游戏音频资源
└── README.md # 项目文档
核心代码解析
游戏主循环
游戏主循环管理用户输入、AI移动和游戏渲染:
def run(self):
"""游戏主循环"""
while self.running:
# 检查是否是AI回合
if self.ai_enabled and self.board.current_player == self.ai_color and not self.ai_thinking and self.board.game_state != GAME_OVER:
self.handle_ai_move()
self.handle_events()
self.draw()
self.clock.tick(60)
pygame.quit()
sys.exit()
AI移动处理
游戏中处理AI移动的关键代码:
def handle_ai_move(self):
"""处理AI移动"""
self.ai_thinking = True
# 获取最佳移动
best_move = self.ai_player.get_best_move(self.board)
if best_move:
piece, move = best_move
# 执行移动
self.board.select_piece(piece.x, piece.y)
self.board.move_piece(move[0], move[1])
self.ai_thinking = False
棋盘初始化
棋盘类负责初始化游戏棋盘和棋子位置:
def initialize_board(self):
"""初始化棋盘,放置所有棋子"""
# 黑方棋子
self.board[9][4] = create_piece(KING, BLACK, 4, 9)
self.board[9][3] = create_piece(ADVISOR, BLACK, 3, 9)
# ... 其他棋子初始化
# 红方棋子
self.board[0][4] = create_piece(KING, RED, 4, 0)
self.board[0][3] = create_piece(ADVISOR, RED, 3, 0)
# ... 其他棋子初始化
开发说明
扩展游戏功能
可以通过以下方式扩展游戏功能:
- 添加悔棋功能
- 实现更高级的AI算法(如蒙特卡洛树搜索)
- 保存和加载游戏进度
- 添加音效和动画效果
- 实现网络对战功能
调整AI难度
可以通过修改AI搜索深度或评估函数来调整AI难度:
# 在AIPlayer类中的初始化方法
self.search_depth = {1: 1, 2: 2, 3: 3}[difficulty]
致谢
感谢Pygame社区提供的图形库支持,以及所有为中国象棋AI算法研究做出贡献的开发者。
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