基于MATLAB的中国象棋对弈系统实现

一、项目简介

我的MATLAB图形设计功能应用实例，包含MATLAB播放音乐，界面设计，鼠标点击检测，计时，保存图片，excel读写等功能，适合任何阶段的MATLAB学习者参考使用。利用Matlab实现人人对弈（PVP）的象棋游戏，要求在实现中国象棋的规则的基础上，尽量美化游戏界面，丰富功能。中国象棋的棋盘是紧密排列的9*10方格状棋盘，因而共有90个交叉点，棋子就摆放和活动在这些交叉点上。中国象棋共有32枚棋子，分为黑红两方。每方开局各执16枚棋子，每方各有一帅（将）两仕（士）两相（象）两马两车两炮五兵（卒）。对局开始时按固定位置在界河两边摆好棋子，红方先走，然后轮流下子。每种棋子的走法不同，活动范围也不尽相同。率先把对方的帅（将）“将死”的一方获胜，不分胜负则为和棋。本游戏使用Matlab R2020a（version 9.8.0.1323502）编写，使用对应版本号的Matlab Runtime实现程序的封装。

如果出现乱码问题，是由于MATLAB版本过低，编码方式与新版本不同导致的！！！！！可以复制到记事本中后，再复制到MATLAB的脚本中运行解决。

1.基本内容

利用Matlab实现人人对弈（PVP）的象棋游戏，要求在实现中国象棋的规则的基础上，尽量美化游戏界面，丰富功能。中国象棋的棋盘是紧密排列的9*10方格状棋盘，因而共有90个交叉点，棋子就摆放和活动在这些交叉点上。中国象棋共有32枚棋子，分为黑红两方。每方开局各执16枚棋子，每方各有一帅（将）两仕（士）两相（象）两马两车两炮五兵（卒）。对局开始时按固定位置在界河两边摆好棋子，红方先走，然后轮流下子。每种棋子的走法不同，活动范围也不尽相同。率先把对方的帅（将）“将死”的一方获胜，不分胜负则为和棋。本游戏使用Matlab R2020a（version 9.8.0.1323502）编写，使用对应版本号的Matlab Runtime实现程序的封装。

2. 基本功能

1. 游戏界面：棋盘和棋子的GUI实现的基础上，使用背景贴图美化棋盘。

2. 功能按钮：包括开始游戏、认输和关闭按钮，方便用户使用。

3. 子菜单：子菜单实现了保存图片，帮助以及设置（打开关闭和选择）游戏背景音乐。

4. 背景音乐：游戏在开始和打开界面时会自动播放音乐，并且在游戏胜利时会播放胜利音乐。

5. 游戏计时：对单局游戏的总共用时和单步用时的计时。

6. 余子记录：对游戏中双方剩余字数的实时记录。

7. 走子记录：对游戏中双方走子的记录。

8. 对局标题：开局时会任意引用象棋有关的名言作为标题，对局开始后会显示执棋方。

9. 提示弹窗：对错误操作做出提醒。

10. 彩蛋按钮：在游戏界面中隐藏了彩蛋按钮，按下以后会播放特定音乐，改变对局标题和水印颜色。

二、设计方案和原理简介

1. 设计方案

对局设计的流程图如下，通过一系列的逻辑判断实现人人对弈的中国象棋：

图1 对局设计流程图

2. 原理简介

利用矩阵保存棋盘的基本信息，32个棋子分别表示为数字1到32。没有棋子的位置使用0表示。对局的更新通过对矩阵元素的增减实现，当将和帅对应的棋子被“吃掉”、认输或“照白脸”时判断游戏结束。

棋盘的方格使用line和plot绘制直线，并用xticks和yticks界定坐标轴间隔，使每个方格尽量匀称。棋子的图形是先用plot绘制红色和黑色的实心圆，再在对应的位置用text显示对应的2*7的细胞数组保存的文字实现。同时用两个1*16的数组，保存绘制图像的句柄。“吃子”通过设定对应句柄的消失实现，“选中棋子”通过设置对应棋子文字为蓝色实现。

三、主要模块介绍

1. 对局功能（game_on.m）

点击“开始”按钮后开始对局，开始对局后程序会重新绘制棋盘并绘制开局时的棋子。对局开始后，会在棋盘上方显示对局信息，通过get(gca,'CurrentPoint')在while循环内实时获取用户鼠标点击位置。如果点击位置在棋盘内，则给点击的坐标赋值。如果点击位置有己方棋子，则选中对应的棋子，并将文字设置成蓝色。

象棋每一方共有7种棋子，用数字1~7保存棋子类型，通过switch-case和if实现对是否能走子的判断。如果能够走子，那么判断是否能“吃子”。若是“将军”就认定己方获胜，否则判断是否“照白脸”。若是“照白脸”就认定地方获胜，否则换手，并更新对局信息，对局界面如下图。

图2 对局界面

2. 计时功能（game_on.m）

点击开始游戏后会用datetime记录开始游戏时的时间，在while循环内用datetime不断更新当前的时间信息。用fix(初始秒减去当前秒)计算秒，消除小数点后面的位数。用初始分钟减去当前分钟，计算分钟。若当前秒和分钟小于初始秒和分钟时，分别用60加上原计数计算秒和分钟。当换手时，单步计时重新获取起始时间，从而实现总计时和单步计时。

3. 认输功能（gjxq.m）

使用全局变量check作为胜负判断的标志，当点击认输时给check赋值为1，从而实现认输的判断。

4. 背景音乐（playmusic.m）

只能实现播放一次，尝试循环列表播放没有找到合适的方法。如果要在跳出函数的前提下实现计时，需要设置较多的关于时间的全局变量。而且关于时间的逻辑判断与实时运行的程序之间不能完美契合，在不同的函数之间很难做到以秒为单位的准确计时。音乐的播放使用audioread获取音乐的基本音频数据和采样频率，用sound以每样本8位的位深度播放双声道音频。

并且用户可以通过子菜单设定自己想听的音乐和关闭打开背景音乐，这项通过给全局变量music_off和i赋值实现。当游戏胜利时，通过判断全局变量check的值播放胜利音乐。