game.java

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/*
 * 创建日期 2005-6-28
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 */
package game;


import java.util.Random;

/**
 * @author Administrator
 *
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 */
public class Game{
	private static final int[] WINS = {
		// 水平方向
		bit(0) | bit(1) | bit(2), 	// 位置0，1，2时胜	|0|1|2|  9个位置（0，1，2，3，4，5，6，7，8）
		bit(3) | bit(4) | bit(5), 	// 位置3，4，5时胜	|3|4|5|			
		bit(6) | bit(7) | bit(8), 	// 位置6，7，8时胜	|6|7|8|  
		
		// 垂直方向
		bit(0) | bit(3) | bit(6),	// 位置0，3，6时胜 
		bit(1) | bit(4) | bit(7),	// 位置1，4，7时胜
		bit(2) | bit(5) | bit(8),	// 位置2，5，8时胜

		// 对角线方向
		bit(0) | bit(4) | bit(8),	// 位置0，4，8时胜 
		bit(2) | bit(4) | bit(6) };	// 位置2，4，6时胜
	
		private static final int DRAWN_GAME = bit(0) | bit(1) | bit(2) | bit(3) | bit(4) | bit(5) | bit(6) | bit(7) | bit(8);
		private int playerState;
		private int computerState;
		private Random random;

	Game(Random random) {
		// 初始化行棋记录 
		this.random = random;
		initialize();
	}

	void initialize() {
		// 选手行棋记录复位
		playerState = 0;
		
		// 计算机行棋记录复位
		computerState = 0;
	}

	boolean isFree(int position) {
		// 待检测的位置
		int bit = bit(position);
		
		// 如该位置没有出现在选手和计算机的行棋记录中，则表示该位置空闲可用
		return (((playerState & bit) == 0) && ((computerState & bit) == 0));
	}
	
	boolean isPlayer(int position){
		// 当前位置是否被选手占用
		int bit = bit(position);
		return (playerState & bit) == 1;
	}
	
	boolean isComputer(int position){
		// 当前位置是否被计算机占用
		int bit = bit(position);
		return (computerState & bit) == 1;
	}	

	void makePlayerMove(int position) {
		// 当前选手占用的所有位置
		playerState |= bit(position);
	}
	
	int makeComputerMove() {
		// 如果下一步计算机能获胜则在获胜位置下子
		int move = getWinningComputerMove();
		if (move == -1) {
			// 如果计算机下一步不能获胜而选手下一步将要获胜，则在选手将获胜的位置下子
			move = getRequiredBlockingComputerMove();
			if (move == -1)
			{
				// 无关紧要时随机下子
				move = getRandomComputerMove();
			}
		}

		// 当前计算机占用的所有位置
		computerState |= bit(move);
		return move;
	}

	boolean isGameOver() {
		// 判断游戏是否结束
		return isPlayerWinner() | isComputerWinner() | isGameDrawn();
	}
	
	boolean isPlayerWinner() {
		// 选手是否获胜
		return isWin(playerState);
	}
	
	boolean isComputerWinner() {
		// 计算机是否获胜
		return isWin(computerState);
	}
	
	boolean isGameDrawn() {
		// 是否平局
		return (playerState | computerState) == DRAWN_GAME;
	}

	private int getWinningComputerMove() {
		// 通过对所有可能下子位置的枚举，智能判断计算机下一步走到哪里才能获胜
		int move = -1;
		for (int i = 0;	i < 9;++i) {
			if (isFree(i) && isWin(computerState | bit(i))) {
				// 找到获胜位置时中断
				move = i;
				break;
			}
		}
		
		// 返回下一步获胜的下子位置，如为-1则表示下一步无法获胜
		return move;
	}

	private int getRequiredBlockingComputerMove() {
		// 通过对所有可能下子位置的枚举，智能判断选手下一步走到哪里才能获胜
		int move = -1;
		for (int i = 0;	i < 9;++i) {
			if (isFree(i) && isWin(playerState | bit(i))) {
				// 找到选手获胜时的位置
				move = i;
				break;
			}
		}
		
		// 返回选手获胜时的位置，为-1时表示选手下一步不能获胜
		return move;
	}

	private int getRandomComputerMove() {
		// 计算当前空余位置
		int move = -1;
		int numFreeSquares = 0;
		for (int i = 0;	i < 9;++i) {
			if (isFree(i)) 
				numFreeSquares++;
		}

		// 判断是否可以继续行子
		if (numFreeSquares > 0) {
			// 检取随机行子位置
			int pick = ((random.nextInt()<<1)>>>1) % numFreeSquares;
			for (int i = 0;	i < 9;++i) {
				if (isFree(i)) {
					if (pick == 0) {
						move = i;
						break;
					}
					pick--;
				}
			}
		}

		// 返回随机下子的位置，如为-1表示当前已无可行子的位置
		return move;
	}

	private static boolean isWin(int state) {
		// 获胜标志
		boolean isWinner = false;
		
		// 与获胜模板进行比对，检查当前是否已经获胜
		for (int i = 0;	i < WINS.length;++i) {
			if ((state & WINS[i]) == WINS[i]) {
				isWinner = true;
				break;
			}
		}
		return isWinner;
	}
	
	private static int bit(int i) {
		// 移位，以区分位置记录
		return 1 << i;
	}
}