用博弈樹演算法實現井字棋遊戲。 井字棋遊戲是一種簡單的棋類遊戲，在3*3的棋盤上，兩人輪流下子，誰的棋子先連成3顆一條直線，誰就贏了，可以橫著、豎著、斜著。博弈樹演算法是用搜索來解決這類問題的演算法，井字棋遊戲步數較少，很容易用博弈樹演算法實現

#include<iostream>
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
using namespace std;

int num = 0;
int p, q;
int tmpQP[3][3]; //表示棋盤資料的臨時陣列，其中的元素0表示該格為空，
int cur[3][3];

const
 
 int depth = 3;  //搜尋樹的最大深度


void Init()
{

    for (int i = 0; i<3; i++)
    for (int j = 0; j<3; j++)
    {
        cur[i][j] = 0;
    }
}
void PrintQP()  //列印當棋盤格局的函式
{
    for (int i = 0; i<3; i++)
    {
        for (int j = 0; j<3; j++)
            cout << cur[i][j] << '\t';
        cout
 
 << endl;//換行
    }
}

int CheckWin() //有人贏了嗎？返回0表示沒有人贏，返回-1表示人贏了，返回1表示計算機贏了
{
    for (int i = 0; i<3; i++)
    {
        if (cur[i][0] == 1 && cur[i][1] == 1 && cur[i][2] == 1)
            return 1;
        if (cur[i][0] == -1 && cur[i][1] == -1 && cur[i][2] == -1)
            return
 
 -1;
    }
    for (int i = 0; i<3; i++)
    {
        if (cur[0][i] == 1 && cur[1][i] == 1 && cur[2][i] == 1)
            return 1;
        if (cur[0][i] == -1 && cur[1][i] == -1 && cur[2][i] == -1)
            return -1;
    }
    if ((cur[0][0] == 1 && cur[1][1] == 1 && cur[2][2] == 1) || (cur[2][0] == 1 && cur[1][1] == 1 && cur[0][2] == 1))
        return 1;
    if ((cur[0][0] == -1 && cur[1][1] == -1 && cur[2][2] == -1) || (cur[2][0] == -1 && cur[1][1] == -1 && cur[0][2] == -1))
        return -1;

    return 0;
}


int value()//評估函式
{
    p = 0;
    q = 0;
    //將棋盤中的空格填滿自己的棋子，既將棋盤陣列中的0變為1
    for (int i = 0; i<3; i++)
    for (int j = 0; j<3; j++)
    if (cur[i][j] == 0)
        tmpQP[i][j] = 1;
    else
        tmpQP[i][j] = cur[i][j];

    //電腦一方
    //計算每一行中有多少行的棋子連成3個的
    for (int i = 0; i<3; i++)
        p += (tmpQP[i][0] + tmpQP[i][1] + tmpQP[i][2]) / 3;
    //計算每一列中有多少列的棋子連成3個的
    for (int i = 0; i<3; i++)
        p += (tmpQP[0][i] + tmpQP[1][i] + tmpQP[2][i]) / 3;
    //斜行有沒有連成3個的？
    p += (tmpQP[0][0] + tmpQP[1][1] + tmpQP[2][2]) / 3;
    p += (tmpQP[2][0] + tmpQP[1][1] + tmpQP[0][2]) / 3;

    //將棋盤中的空格填滿對方的棋子，既將棋盤陣列中的0變為-1
    for (int i = 0; i<3; i++)
    for (int j = 0; j<3; j++)
    if (cur[i][j] == 0)tmpQP[i][j] = -1;
    else tmpQP[i][j] = cur[i][j];

    //對方
    //計算每一行中有多少行的棋子連成3個的
    for (int i = 0; i<3; i++)
        q += (tmpQP[i][0] + tmpQP[i][1] + tmpQP[i][2]) / 3;
    //計算每一列中有多少列的棋子連成3個的
    for (int i = 0; i<3; i++)
        q += (tmpQP[0][i] + tmpQP[1][i] + tmpQP[2][i]) / 3;
    //斜行有沒有連成3個的？
    q += (tmpQP[0][0] + tmpQP[1][1] + tmpQP[2][2]) / 3;
    q += (tmpQP[2][0] + tmpQP[1][1] + tmpQP[0][2]) / 3;

    return p + q;
}

//極大結點下界為A,極小結點上界為B
int cut(int &val, int dep, bool max)  //主演算法部分，實現A－B剪枝的演算法，val為上一層的評價值，dep為搜尋深度，max記錄上一層是否為極大層
{
    if (dep == depth || dep + num == 9)     //如果搜尋深度達到最大深度，或者深度加上當前棋子數已經達到9，就直接呼叫評價函式
    {
        return value();
    }
    int i, j, flag, temp;

    bool out = false;                //out記錄是否剪枝，初始為false

    if (CheckWin() == 1)            //如果使用者玩家輸了，就置上一層的評價值為無窮（用很大的值代表無窮）
    {
        val = 10000;
        return 0;
    }

    if (max)                    //如果上一層是極大層，本層則需要是極小層，記錄flag為無窮大；反之，則為記錄為負無窮大
        flag = 10000;            //flag記錄本層節點的極值
    else
        flag = -10000;
    for (i = 0; i<3 && !out; i++)      //兩重迴圈，遍歷棋盤所有位置
    {
        for (j = 0; j<3 && !out; j++)
        {
            if (cur[i][j] == 0)     //如果該位置上沒有棋子
            {
                if (max)                //並且為上一層為極大層，即本層為極小層,輪到使用者玩家走了。
                {
                    cur[i][j] = -1;     //該位置填上使用者玩家棋子

                    if (CheckWin() == -1)    //如果使用者玩家贏了
                        temp = -10000;    //置棋盤評價值為負無窮
                    else
                        temp = cut(flag, dep + 1, !max);  //否則繼續呼叫ab剪枝函式
                    if (temp<flag)              //如果下一步棋盤的評價值小於本層節點的極值，則置本層極值為更小者，即後輩結點極小值<=祖先節點極大值
                        flag = temp;
                    if (flag <= val)           //如果本層的極值已經小於上一層的評價值，則不需要搜尋下去，剪枝   A剪枝
                        out = true;
                }
                else                //如果上一層為極小層，演算法與上面剛好相反
                {
                    cur[i][j] = 1;//該位置填上電腦玩家棋子

                    if (CheckWin() == 1)//如果電腦玩家贏了，置棋盤評價值為正無窮
                        temp = 10000;
                    else
                        temp = cut(flag, dep + 1, !max); // 否則繼續呼叫ab剪枝函式
                    if (temp>flag)     //如果下一步棋盤的評價值大於本層節點的極值，則置本層極值為更小者，即後輩結點極大值>=祖先節點極小值
                        flag = temp;
                    if (flag >= val)     //如果本層的極值已經大於上一層的評價值，則不需要搜尋下去，剪枝 B剪枝
                        out = true;
                }
                cur[i][j] = 0;   //把模擬下的一步棋還原，回溯
            }
        }
    }
    if (max)      //根據上一層是否為極大層，用本層的極值修改上一層的評價值
    {
        if (flag>val)
            val = flag;
    }
    else
    {
        if (flag<val)
            val = flag;
    }


    return flag;   //函式返回的是本層的極值
}


//使用者通過此函式來輸入落子的位置，
//比如，使用者輸入31，則表示使用者在第3行第1列落子。
void UserInput()
{
    int pos, x, y;
L1: cout << "Please input your qizi (xy):\n ";
    cin >> pos;
    x = pos / 10, y = pos % 10;
    if (x>0 && x<4 && y>0 && y<4 && cur[x - 1][y - 1] == 0)
    {
        cur[x - 1][y - 1] = -1;
    }
    else
    {
        cout << "Input Error!\n";
        goto L1;
    }
}


//主程式
int main()
{
    int m = -10000, val = -10000, dep = 1;                //m 用來存放最大的val
    int x_pos, y_pos;                                 //記錄最佳走步的座標
    Init();
    cout << "Qipan: " << endl;
    PrintQP();
    char IsFirst;
    cout << "Do you want do first?(y/n)";
    cin >> IsFirst;
    while (IsFirst != 'y'&&IsFirst != 'n')
    {
        cout << "ERROR!" << "Do you want do first?(y/n)";
        cin >> IsFirst;
    }

    if (IsFirst == 'y')
    {

    L4:                                                      // 人先走
        UserInput();
        PrintQP();
        cout << endl;
        num++;
        value();
        if (q == 0)
        {
            cout << "DOWN GAME!" << endl;
            system("pause");
            return 0;
        }
        if (CheckWin() == -1)
        {
            cout << "You Win! GAME OVER." << endl;
            system("pause");
            return 0;
        }

        for (int x = 0; x<3; x++)
        for (int y = 0; y<3; y++){
            if (cur[x][y] == 0){
                cur[x][y] = 1;
                cut(val, dep, 1);
                if (CheckWin() == 1)  {
                    cout << "The computer put the qizi at:" << x + 1 << y + 1 << endl;
                    PrintQP();
                    cout << "The computer WIN! GAME OVER." << endl;
                    system("pause");
                    return 0;
                }

                if (val>m) {
                    m = val;
                    x_pos = x; y_pos = y;
                }
                val = -10000;
                cur[x][y] = 0;
            }
        }
        cur[x_pos][y_pos] = 1;

        val = -10000; m = -10000; dep = 1;
        cout << "The computer put the qizi at:" << x_pos + 1 << y_pos + 1 << endl;
        PrintQP();
        cout << endl;
        num++;
        value();
        if (q == 0)
        {
            cout << "DOWN GAME!" << endl;
            system("pause");
            return 0;
        }

        goto L4;
    }


    else

    {                                                    // 計算機先走
    L5:
        for (int x = 0; x<3; x++)
        for (int y = 0; y<3; y++){
            if (cur[x][y] == 0){
                cur[x][y] = 1;
                cut(val, dep, 1);
                if (CheckWin() == 1)  {
                    cout << "The computer put the qizi at:" << x + 1 << y + 1 << endl;
                    PrintQP();
                    cout << "The computer WIN! GAME OVER." << endl;
                    system("pause");
                    return 0;
                }
                if (val>m) {
                    m = val;
                    x_pos = x; y_pos = y;
                }
                val = -10000;
                cur[x][y] = 0;
            }
        }
        cur[x_pos][y_pos] = 1;

        val = -10000; m = -10000; dep = 1;
        cout << "The computer put the qizi at:" << x_pos + 1 << y_pos + 1 << endl;
        PrintQP();
        cout << endl;
        num++;
        value();
        if (p == 0)
        {
            cout << "DOWN GAME!" << endl;
            system("pause");
            return 0;
        }


        UserInput();
        PrintQP();
        cout << endl;
        num++;
        value();
        if (p == 0)
        {
            cout << "DOWN GAME!" << endl;
            system("pause");
            return 0;
        }
        if (CheckWin() == -1)
        {
            cout << "Conguatulations! You Win! GAME OVER." << endl;
            system("pause");
            return 0;
        }

        goto L5;

    }

    system("pause");
    return 0;
}