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JavaGUI 实现五子棋游戏

摘要

博弈论是二人在平等的对局中各自利用对方的策略变换自己的对抗策略，达到取胜

的目的。博弈论最初主要研究象棋、桥牌、赌博中的胜负问题，人们对博弈局势的把握

只停留在经验上，没有向理论化发展。博弈论考虑游戏中的个体的预测行为和实际行为，

并研究它们的优化策略。五子棋是一种两人对弈的纯策略型棋类游戏，棋具与围棋通用，

是起源于中国古代的传统黑白棋种之一。棋子分为黑白两色，棋盘为 15×15，棋子放置

于棋盘线交叉点上。Java 是一种可以撰写跨平台应用软件的面向对象的程序设计语言，

图形用户界面（GUI）是指采用图形方式显示的计算机操作用户界面。与早期计算机使

用的命令行界面相比，图形界面对于用户来说在视觉上更易于接受。随着互联网的发展，

网上 PK 已经普遍，玩家可以不受地域的限制，自由的选择对手，通过 socket 实现客户

端和服务器的连接，通信。人工智能 AI 是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能

的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。玩家可以和计算机进行对决。计

算机可以分析棋盘局势，给空位估值，找到最佳落棋点，如极大极小博弈树估值搜索算

法、阿尔法贝塔剪枝算法和 Negascout 搜索算法。二十世纪七十年代以来人工智能被称

为世界三大尖端技术之一。本课程的研究将会加深对人工智能的理解。

关键词：博弈，GUI，五子棋，Socket，人工智能

JavaGUI Realized Gobang Game

Abstract

Game theory is the two on an equal game in their use of each other's strategy to

transform himself confrontation strategy to achieve victory purposes. Game theory first major

study chess, bridge, gambling in the outcome of the problem, people of game situation grasp

only stay in terms of experience, failed to theory development. Game theory considering the

game's individual forecast behavior and actual behavior, and to study their optimization

strategies. Backgammon is a two games of pure strategy based board games, chess and Go

GM, is originated in ancient China's traditional Othello one species. Pieces into black and

white, the board of 15 × 15, pieces placed on the board line intersection. Java is a way to write

cross-platform applications, object-oriented programming language, graphical user interface

(GUI) is a graphical display of the computer operating the user interface. With early

computers using the command line interface as compared to the graphical interface for the

user to visually easier to accept. With the development of the Internet, online PK has been

generally, players can without geographical restrictions, freedom of choice opponents,

through the socket to achieve client and server connections and communications. Artificial

Intelligence AI is the research, development for simulation, extension and expansion of

human intelligence theories, methods, techniques and applications of a new technical sciences.

Players can and computers showdown. Computer can analyze chessboard situation, give space

valuation to find the best drop chess points, such as the minimax game tree valuation search

algorithm, Alpha Beta pruning algorithm and Negascout search algorithm. 1970s since the

artificial intelligence known as the world's three cutting-edge technologies. The course of

study will deepen the artificial intelligence to understand.

Keywords: Game, GUI, Backgammon, Socket, Artificial Intelligence

第 1 页共 32 页

1 引言

1.1 课题背景

1.1.1 博弈

博弈论（Game Theory），亦名“对策论”、“赛局理论”，属应用数学的一个

分支，博弈论已经成为经济学的标准分析工具之一。博弈论主要研究公式化了

的激励结构间的相互作用。是研究具有斗争或竞争性质现象的数学理论和方法。

也是运筹学的一个重要学

[1]

。博弈论考虑游戏中的个体的预测行为和实际行为，

并研究它们的优化策略。生物学家使用博弈理论来理解和预测进化论的某些结果。

博弈论是二人在平等的对局中各自利用对方的策略变换自己的对抗策略，达到取

胜的目的。博弈论最初主要研究象棋、桥牌、赌博中的胜负问题，人们对博弈局

势的把握只停留在经验上，没有向理论化发展。博弈论考虑游戏中的个体的预测

行为和实际行为，并研究它们的优化策略

[2,3]

。

决策人：在对决的过程中第一个发出谋略的人，该方一般情况下根据自身的

所处情形、拥有的感受、已有的实践经验和表面状态率先有预谋的发动着行为。

对抗者：在俩方对决的过程中行动相对比较晚的那个人，和决策人相比，大

体上要作出相反的对策，而且他的行为是在决策者之后的、相对默认的、比较被

动的，但结局中他反而获取优势。他的进攻和防守的策略很有可能取决于决策人

比较弱势的策略决择，所以对抗是其优先选择的方式，也是唯一的方式，也就是

领导人的阶段性完结行动。

局中人：在一次对决中，每一个有决策权力的参赛者都是一个局中人。通常

情况下，只有两个局中人的对决就是所谓的“两人博弈”，而多于两个局中人的

博弈就是“多人博弈”。

策略（strategies）：一次对决中，每个局中人都有各自不同的实际可行的比

较完整的行为指南，该指南不是特定的某阶段的行动指南，而是在整个行动中的

一个指南，每个局中人的一个可行的自始至终、从头到尾的全局筹划的一个行动

方案，也就是这个局中人的一个策略。假如在一个对决中局中人都总共有有限个

策略，那就是“有限博弈”，否则就是“无限博弈”。

得失（payoffs）：一局博弈结局时的结果称为得失。每个局中人在一局博弈

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结束时的得失，不仅与该局中人自身所选择的策略有关，而且与全局中人所取定

的一组策略有关。所以，一局博弈结束时每个局中人的“得失”是全体局中人所

取定的一组策略的函数，通常称为支付（payoff）函数。

次序（orders）：各博弈方的决策有先后之分，且一个博弈方要作不止一次的

决策选择，就出现了次序问题；其他要素相同次序不同，博弈就不同。

博弈涉及到均衡：均衡是平衡的意思，在经济学中，均衡意即相关量处于稳

定值。在供求关系中，某一商品市场如果在某一价格下，想以此价格买此商品的

人均能买到，而想卖的人均能卖出，此时我们就说，该商品的供求达到了均衡。

所谓均衡，它是一稳定的博弈结果。

极大极小博弈树（Minimax Game Tree，简写为 MGT，译者注）用于编写电

脑之间的游戏程序，这类程序由两个游戏者轮流，每次执行一个步骤。当然，所

有可能的步骤构成了一个树的结构

[4]

。它对于所有的 GameAI（游戏智能）开发

来说都是非常重要的数据结构。对一棵完整的极大极小树来说，计算机能够向前

遍历每一步，直到找到最佳步骤为止。像人类的棋类游戏一样，程序的能力高低

取决于计算机对所处形势的评估能力，以及程序搜索的深度。一位国际象棋大师

对形势的估计误差要大大小于余位业余选手，而且象棋大师对于棋局的预测也远

比一般人更远。计算机同样也可以对棋局做出很长远的预测，并且它着棋不会失

误，因为它会看到对手由于失误而做出的回应。

1.1.2 五子棋简介

五子棋是一种两人对弈的纯策略型棋类游戏，棋具与围棋通用，是起源于中

国古代的传统黑白棋种之一。发展于日本，流行于欧美。容易上手，老少皆宜。

五子连珠游戏其中包含着一个极为深刻的数学问题。被当代科普作家傅小松称之

为五子连珠问题，又称五子连珠猜想。其准确表述是：在以横线、竖线互相交叉

（一般各为 15 条）的方形平面（棋盘）中，黑白两种“点”（棋子）先后沿横线、

竖线排列（行棋），在平面（棋盘）横线、竖线、斜线（无实线连接）上形成连

续的同色“点”（棋子），五个“点”（棋子）为可能达成连珠的最大值。“五子

连珠问题”的证明可能非常复杂，这是因为，第一，它不是一个静态的问题，而

是一个动态的问题

[5]

。棋盘是一个静态的二维平面，但行棋博弈是一个动态的过

程。第二，这不是一个线性和确定性的问题，而是一个非线性和模糊性问题。所

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