1.5 Reversi黑白棋游戏

在本节的内容中，将详细介绍实现Reversi黑白棋游戏的方法，并详细讲解实现代码的功能。

1.5.1 笛卡儿坐标系

笛卡儿坐标系是直角坐标系和斜坐标系的统称，将两条数轴互相垂直的笛卡儿坐标系称为笛卡儿直角坐标系，否则称为笛卡儿斜角坐标系。

（1）2D笛卡儿坐标系

2D笛卡儿坐标系是指处于同一个平面的坐标系，每个2D笛卡儿坐标系都有一个特殊的点，称为原点，是坐标系的中心。每个2D笛卡儿坐标系都有两条过原点的直线并向两边无限延伸，称为轴。

在2D笛卡儿坐标系中，习惯将水平的轴称为X轴，向右为X轴的正方向。将垂直的轴称为Y轴，向上为Y轴正方向。读者可以根据需要来决定坐标轴的指向，也可以决定轴的正方向。

在2D笛卡儿坐标系中有8种可能的轴的指向，如图1-1所示。无论如何选择X轴和Y轴的方向，总能通过旋转使得X轴向右为正，Y轴向上为正，所以所有的2D坐标系都是“等价”的。

为了在坐标系中定位点，引入了笛卡儿坐标的概念。在2D平面中，两个数（x，y）可以定位一个点，坐标的每个分量都表明了该点与原点之间的距离和方位：每个分量都是到相应轴的有符号距离。有符号距离指的是在某个方向上距离为正，在相反方向上为负。

（2）3D笛卡儿坐标系

为了表示三维坐标系，在笛卡儿坐标系中引入第三个轴：Z轴。一般情况下，这三个轴相互垂直，即每个轴垂直于其他两个轴。在2D平面中，通常设置X轴向右为正，Y轴向上为正的标准形式，但是在3D中没有标准形式。在3D中定位一个点需要3个数：X、Y和Z，分别代表该点到YZ、XZ和XY平面的有符号距离，如图1-2所示。

1.5.2 实例介绍

Reversi黑白棋是一款在棋盘上玩的游戏，将使用带有X和Y轴坐标的2D笛卡儿坐标系实现。有一个8×8的游戏板，一方的棋子是黑色，另一方的棋子是白色（在游戏程序中分别使用O和X来代替这两种颜色）。开始的时候，棋盘界面如图1-3所示。

1.5.3 具体实现

实例文件Reversi.py的主要实现代码如下所示。

在上述代码中，虽然函数drawBoard()会在屏幕上显示一个游戏板数据结构，但是还需要一种创建这些游戏板数据结构的方式。函数getNewBoard()创建了一个新的游戏板数据结构，并返回8个列表的一列，其中的每一个列表包含了8个用单引号括起来的空字符串，它们用来表示没有落子的一个空白游戏板。

当给定了一个游戏板数据结构、玩家的棋子以及玩家落子的X、Y坐标后，如果Reversi游戏规则允许在该坐标上落子，则isValidMove()函数应该返回True，否则返回False。对于一次有效的移动，它必须位于游戏板之上，并且还要至少能够反转对手的一个棋子。这个函数使用了游戏板上的几个X坐标和Y坐标，因此变量xstart和变量ystart记录了最初移动的X坐标和Y坐标。

函数getScoreOfBoard()使用嵌套for循环检查游戏板上的所有64个格子（8行乘以每行的8列，一共是64个格子），并且看看哪些棋子在上面（如果有棋子的话）。

执行后会输出：

在本项目中，游戏板数据板结构只是一个Python列表值，但是，我们需要一种在屏幕上展示它的更好方法。通过使用函数drawBoard()根据board中的数据结构来打印输出当前游戏板。

函数isOnBoard()用于检查X坐标和Y坐标是否在游戏板之上，以及空格是否为空。通过这个函数确保了坐标X和坐标Y都在0和游戏板的WIDTH或HEIGHT减去1之间。

函数getValidMoves()返回了包含两元素列表的一个列表。这些列表保存了给定的tile可以在参数board中的游戏板数据结构中进行的所有的有效移动的X、Y坐标。

在函数getScoreOfBoard()中，对于每个X棋子，通过代码“xscore+=1”将xscore值加1。对于每个O棋子，通过代码“oscore+=1”将oscore值加1。然后，该函数将xcore和oscore的值返回到一个字典中。