Розбір коду: Як працює гра хрестики-нулики на C++

Детальний аналіз структури та логіки Tic Tac Toe

Постійна практика під час вивчення комп’ютерного програмування — це невіддільна частина процесу. Не важливо, чи ви лише на початку шляху, чи вже певний час вивчаєте програмування, — цікаві завдання позитивно впливають на результат. Саме тому пропонуємо вам створити просту гру хрестики-нулики на C++.

Чому хрестики-нулики?

У неї прості правила, які легко перекласти на код. Протягом багатьох років цю гру на С++ додають чи не в усі навчальні програми. Вона стала своєрідним стандартом і подібне завдання можуть дати навіть на співбесіді на позицію Trainee або Junior Software Developer.

Практика основних концепцій програмування

Навчальна гра хрестики-нулики на C++ допомагає розібратися з:

Циклами: перевірка рядків, стовпців і діагоналей для визначення переможця.
Умовними операторами: логіка перевірки перемоги, нічиєї або некоректного ходу.
Введенням/виведенням даних: отримання даних від користувача і відтворення результату.
Масивами/векторами: робота з багатовимірними структурами даних.

Код гри легко протестувати, і обчислення результату займає частку секунди. І що найголовніше — результат написання та відтворення коду (ігрове поле, переможець або черговість ходу) легко побачити й зрозуміти. Це мотивує студентів і дає змогу швидко оцінити свою роботу.

Правила гри

Ми здивуємося, якщо ви не грали хоча б раз у хрестики-нулики бодай на папері або в телефоні. Бо що ж іще робити на нудних уроках у школі? Та все ж таки, якщо вперше чуєте про цю гру, радимо зіграти в хрестики-нулики з Google.

Для цього в будь-якому браузері:

1. Відкрийте Google.com.

2. У рядку пошуку введіть tic tac toe або «хрестики-нулики».

3. Натисніть Enter — і гра з’явиться просто у вікні пошуку.

4. Оберіть бажаний рівень складності для гри з компʼютером або ж варіант гри з другом.

Для гри в хрестики-нулики потрібно 2 учасники. Кожен по черзі ставить лише свій символ (X або O) на ігровому полі розміром 3×3. Завдання гравця — розташувати три однакові символи в ряд, стовпець або по діагоналі. Якщо поле заповнене, а переможця немає, гра закінчується нічиєю.

Покроковий процес створення гри на С++

Для початку сформуємо коротке технічне завдання (ТЗ):

1. Мова програмування C++.

2. Кількість гравців — 2.

3. Інтерфейс — текстовий.

4. Розмір ігрового поля 3×3.

5. Можливість перезапустити гру.

Крок 1: Створення ігрового поля

Ігрове поле можна реалізувати за допомогою двовимірного масиву (або вектора) розміром 3×3. Воно відтворюватиме стан гри та оновлюватиметься після кожного ходу.

Крок 2: Інтерфейс текстового введення

На відміну від гри хрестики-нулики в Google, яка має графічний інтерфейс, у нашому випадку він текстовий. Гравці вводять координати (рядок і стовпець) для свого ходу.

Крок 3: Реалізація правил гри

Обчислення кожного наступного кроку має перевіряти, чи є переможець, нічия або некоректний хід. Як перевірити, чи є введене значення правильним:

Коректне введення: якщо комірка порожня і не виходить за визначені межі.
Неправильне введення: якщо комірка вже заповнена іншою літерою або розташована за межами поля.

Крок 4: Зміна гравців

Кожен гравець має символ X або O, і після кожного ходу символ змінюється.

Крок 5: Додавання можливості повторити гру

Як і у випадку з грою хрестики-нулики в Google, після завершення раунду запитати у гравців, чи хочуть вони повторити.

Програмний код гри хрестики-нулики

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>

using namespace std;

// Функція для відтворення ігрового поля
void displayBoard(const vector<vector<char>>& board) {
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        for (int j = 0; j < 3; j++) {
            cout << " " << board[i][j];
            if (j < 2) cout << " |";
        }
        cout << "\n";
        if (i < 2) cout << "---+---+---\n";
    }
}

// Перевірка переможця
bool checkWin(const vector<vector<char>>& board, char player) {
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        if ((board[i][0] == player && board[i][1] == player && board[i][2] == player) || 
            (board[0][i] == player && board[1][i] == player && board[2][i] == player))
            return true;
    }
    if ((board[0][0] == player && board[1][1] == player && board[2][2] == player) || 
        (board[0][2] == player && board[1][1] == player && board[2][0] == player))
        return true;
    return false;
}

// Основна функція гри
void playGame() {
    vector<vector<char>> board(3, vector<char>(3, ' '));
    char currentPlayer = 'X';
    bool running = true;

    while (running) {
        displayBoard(board);
        cout << "Гравець " << currentPlayer << ", введіть хід (рядок і стовпець): ";
        int row, col;
        cin >> row >> col;

        if (row < 1 || row > 3 || col < 1 || col > 3 || board[row-1][col-1] != ' ') {
            cout << "Некоректний хід, спробуйте ще раз!\n";
            continue;
        }

        board[row-1][col-1] = currentPlayer;

        if (checkWin(board, currentPlayer)) {
            displayBoard(board);
            cout << "Гравець " << currentPlayer << " переміг!\n";
            running = false;
        } else if (count(board.begin(), board.end(), ' ') == 0) {
            displayBoard(board);
            cout << "Нічия!\n";
            running = false;
        } else {
            currentPlayer = (currentPlayer == 'X') ? 'O' : 'X';
        }
    }
}

// Головна функція
int main() {
    char playAgain;
    do {
        playGame();
        cout << "Хочете зіграти ще раз? (y/n): ";
        cin >> playAgain;
    } while (playAgain == 'y');
    cout << "Дякуємо за гру!";
    return 0;
}

Результат

1. Початок гри

Після запуску програми відтворюється порожнє ігрове поле. Гравець, чий хід перший (завжди гравець X), отримує запит на введення координат.

   |   |  
---+---+---
   |   |  
---+---+---
   |   |  

Гравець X, введіть хід (рядок і стовпець):

2. Хід гравця

Гравець вводить координати свого ходу у форматі рядок — стовпець. Наприклад, щоб поставити хрестик у центр, потрібно ввести 2 2.

   |   |  
---+---+---
   |   |  
---+---+---
   |   |  

Гравець X, введіть хід (рядок і стовпець): 2 2

3. Перевірка ходу та оновлення ігрового поля

Програма перевіряє введені координати:

чи розташовані вони в межах від 1 до 3;
чи не зайнята обрана клітинка.

Якщо координати правильні, символ гравця стає в обрану клітинку. Ігрове поле оновлюється.

   |   |  
---+---+---
   | X |  
---+---+---
   |   |

4. Зміна гравця

Якщо координати некоректні (наприклад, за межами поля або клітинка зайнята), програма виводить повідомлення про помилку, і гравець повинен повторити свій хід. Після успішного ходу гравець змінюється: якщо ходив X, тепер хід O — і навпаки. Так відбувається по колу, допоки не буде визначено переможця або нічию.

5. Перевірка результату

Після кожного кроку гра перевіряє:

чи є три однакові символи в рядку, стовпці або по діагоналі;
чи всі клітинки зайняті (для нічиєї).

Приклад 1:

X  |   | O 
---+---+---
   | X | O 
---+---+---
   |   | X 

Гравець X переміг!

Приклад 2:

X  | O | X 
---+---+---
 X | X | O 
---+---+---
 O | X | O 

Нічия!

6. Повторний запуск гри або завершення

Після завершення гри програма запитує:

Хочете зіграти ще раз? (y/n):

Якщо гравець вводить y, гра починається заново з порожнім полем. Якщо вводить будь-що інше (наприклад, n) — програма завершується з повідомленням:

Дякуємо за гру!

Підсумки

На перший погляд, не потрібно багато знань, щоб створити просту гру на C++. Проте в процесі програмування гри хрестики-нулики ви краще опануєте роботу з масивом або вектором даних, зафіксуєте принципи роботи з циклами, операторами, виведенням даних тощо. До того ж після розробки базової версії можна:

Збільшити розмір ігрового поля. Наприклад, з 3×3 перейти до 10×10.
Додати можливість грати проти компʼютера, приєднавши штучний інтелект. Наприклад, алгоритм Minimax.
Розширити навички роботи з бібліотеками та реалізувати графічний інтерфейс гри.

Якщо зробити задачку складнішою, ви підсилите свої навички програмування на С++.

Автор: Анастасія Ластовець

Поділитися: