1、1 本科毕业论文 (科研训练、毕业设计 ) 题 目： 国际象棋简单残局教学系统 的 设计与开发 姓 名： 学 院：软件学院 系： 专 业：软件工程 年 级： 学 号： 指导教师（校内）： 职称： （校内）： 职称： 指导教师（校外）： 职称： 年 月 国际象棋简单残局的设计与开发 I 国际象棋简单残局教学系统的 设计与开发 摘要 国际象棋是国际通行的一项古老的智力活动 。 近 50 年 ,电脑博弈开始向人的智能发起挑战。 国 际象棋对弈软件也在不断的发展，很多已经到达大师的水平，也有不少的国际象棋的训练软件。 国际象棋简单残局 教学 系统 的就 是 一个专为初学者学习和练习简单残局而设计的 系
2、统 。 本文对国际象棋简单残局 教学 系统的设计过程进行了详细的介绍。包括 了国际象棋简单残局 教学 系统的 功能模块 ，系统 的需求 ，系统开发工具的选择， 使用 的人群 ； 还阐述了系统中 算法 的基本思想，基本的搜索算法，深度优先的 alpha-beta 搜索 和它的剪枝的策略 ，针对国际象棋中简单残局的特点 ， alpha-beta 算法在本系统中的具体 应用； 还对系统中用到的重要方法的设计思想 和设计的原理进行了说明 ，最后，展示了部分的重要的代码和系统 成果 。 关键 词 搜索算法 alpha-beta 搜索 国际象棋简单残局 国际象棋简单残局的设计与开发 II Design a
3、nd Development of Final Stage of Chess Game System Abstract Chess is one of the oldest international practice of intelligence activities.Chess playing softwares are also developing and many have arrived at the masters level .There are many training software either. Final Stage of Chess Game System i
4、s designed for beginners learning and praticing simple final stages of a chess game. In this article , firstly we describe the function of the system modules, the system needs, the user and the developing tool. Secondly , the basic idea of Gaming Theory algorithm, the basic search algorithm,depth-fi
5、rst search of the alpha-beta and its pruning strategy, its use in this system and explain the design principles and ideas of the Main methods.Last part is example codes about the Main method and system running results. Keywords alpha-beta search Search Algorithm final stage of a chess game 国际象棋简单残局的
6、设计与开发 III 目录 第一章 引言 . 1 1.1 国际象棋的历史 . 1 1.2 国际象棋的软件的发展及现状 . 1 1.3 国际象棋简单残局教学系统 . 2 1.4 文章章节安排 . 2 第二章 系统总体介绍 . 3 2.1 系统需求简单分析 . 3 2.1.1 棋子说明 . 3 2.1.2 系统需求 . 5 2.1.3 软件的适用人群 . 6 2.2 系统目标 . 6 2.3 系统功能模块划分 . 7 2.4 开发环境 . 7 2.4.1 SWT 及 SWT Design 简介 . 7 2.4.2 SWT 中主要类简介 . 8 第三章 系统详细设计 . 9 3.1 系统主界面 . 9
7、 3.2 主要类说明 . 10 3.3 系统中算法的设计 . 10 3.3.1 算法的基本思想 . 10 3.3.2 基本搜索算法 . 11 3.3.3 alpha-beta 搜索 . 11 3.3.4 alpha-beta 搜索于系统中中应用 . 13 3.4 系统中重要方法的设计 . 16 3.4.1 canMoveTo(boolean isAll)： . 16 3.4.2 sortScope(int scope) . 18 3.4.3 isChecked(King king) . 21 3.4.4 isMating(int color) . 22 3.4.5 isNoMove(int c
8、olor) . 22 3.4.6 countValue(int color) . 23 第四章 部分重要的代码举例 . 25 4.1 sortScope(int scope). 25 4.2 singleRookSort(int scope,King chess). 26 4.3 getEnemyKingMoves(int position , Chess chess). 27 4.4 canMoveTo(boolean isAll). 28 4.5 boolean isMating(int color). 28 4.6 isNoMove(int color). 29 4.7 countVal
9、ue(int color). 29 国际象棋简单残局的设计与开发 IV 4.8 addBlocks(ArrayList directionList , int increaseX,int increaseY). 30 4.9 attack(int color). 31 第五章 系统展示 . 34 5.1 系统启动 . 34 5.2 新建残局 . 35 5.3 开始对弈 . 36 5.4 错误提示 . 37 5.5 棋局结束 . 38 结论 . 39 致谢语 . 40 参考文献 . 41 附录 . 43 附录 A 类文件列表 . 43 国际象棋简单残局的设计与开发 V Contents Chap
10、ter 1 Preface . 1 1.1 Chess History . 1 1.2 Chess Software Development and Current Status . 1 1.3 Simple Final Stage of a Chess Game System. 2 1.4 Structure of Article . 2 Chapter System Design. 3 2.1 System Requirement Analysis . 3 2.1.1 Introduction to Chesses . 3 2.1.2 System Requirement . 5 2.1.
11、3 System User . 6 2.2 System Target . 6 2.3 Funtion Modules of System . 7 2.4 Development Environment. 7 2.4.1 Brief Introduction SWT and SWT Design . 7 2.4.2 SWT Main Class . 8 Chapter System Detailed Design . 9 3.1 System GUI Design . 9 3.2 Introduction to System . 10 3.3 Algorithm in System. 10 3
12、.3.1 Basic Idea of Algorithm . 10 3.3.2 Basic Search algorithm . 11 3.3.3 alpha-beta search . 11 3.3.4 alpha-beta . 13 3.4 Main Method Designs . 16 3.4.1 canMoveTo(boolean isAll)： . 16 3.4.2 sortScope(int scope) . 18 3.4.3 isChecked(King king) . 21 3.4.4 isMating(int color) . 22 3.4.5 isNoMove(int c
13、olor). 22 3.4.6 countValue(int color) . 23 Chapter 4 Example of Main Code . 25 4.1 sortScope(int scope). 25 4.2 singleRookSort(int scope,King chess). 26 4.3 getEnemyKingMoves(int position , Chess chess). 27 4.4 canMoveTo(boolean isAll). 28 4.5 boolean isMating(int color). 28 4.6 isNoMove(int color).
14、 29 4.7 countValue(int color) . 29 4.8 addBlocks(ArrayList directionList , int increaseX,int increaseY) . 30 国际象棋简单残局的设计与开发 VI 4.9 attack(int color) . 31 Chapter 5 System Display . 34 5.1 System Start . 34 5.2 New Game . 35 5.3 Begin Playing . 36 5.4 Error . 37 5.5 Game End . 38 Conclusion . 39 Than
15、ks . 40 Reference . 41 Suppliment . 43 Suppliment A List of Class Files . 43 国际象棋简单残局的设计与开发 1 第一章 引 言 1.1 国际象棋的历史 关于国际象棋的发明，目前世界上多数棋史学家认为 其 原型最早出现在印度或中国。起源于公园 6 世纪的印度东北地区，并在中亚各民族流传 。 公元 638 年，阿拉伯人征服了波斯（伊朗）， 8 至 10 世纪，在中亚和 阿拉伯各民族非常风行。通过贸易、战争和宗教等多种渠道，国际象棋从东方向西方传播， 11 世纪末已遍及欧洲各国，文艺复兴时期在欧洲风靡一时。15、 16 世纪
16、，终于定型为国际象棋今日的样式。 国际象棋是 开展最广泛（全世界有 7 亿左右的爱好者）的世界性体育项目之一，它的世界性组织 国际棋联拥有 159 个成员国（地区）。该组织在近年号召各成员协会都让国际象棋进入学校，呼吁加大推广国际象棋教育力度，尽力使此项体育进而成为一种教育。 1.2 国际象棋的软件 的 发展及现状 到 了 近 50 年 前， 随 着电子计算机的 诞 生， 科 学 家 们开始通过电 脑模 拟 人的智能 逐步 向人类智能发 起挑战 ， 香农 (1950)与 图 灵 (1953)提出了对棋类博弈程序的描述， 随 着电脑 硬 件和软件的高速发展， 从 1980 开始，电脑博弈便开始
17、逐渐 大 规 模地向人的智能发 起 了 挑战 ， 到 了1997 年 ， IBM 超级 电脑 Deeper Blue 击败 了当 时 国际象棋 世界冠军卡斯帕罗夫 ， 成为 了人工智能 挑战 人类智能发展的一个重要 旅 程 碑 。 国际象棋的对弈软件也在不断的发展， 表 1-1是如今比较好的国际象棋对弈软件的排名（前五名，截至 2003年） 很多都能达到国际大师的水平。与国际象棋相关的训练软件也渐渐发展起来 ， 比较好的有 Convekta公司出的 Total Chess Training， Chess Tactics for Beginners， Chess Tactics Art 3.0，
18、等 国际象棋简单残局的设计与开发 2 编号 名称及运行的配置 积分 局数 胜率 对手分 1 Shredder 7.04 UCI 256MB Athlon 1200 MHz 2812 781 75% 2623 2 Junior 8.0 256MB Athlon 1200 MHz 2784 545 68% 2648 3 Shredder 7.0 256MB Athlon 1200 MHz 2771 801 70% 2623 4 Deep Fritz 7.0 256MB Athlon 1200 MHz 2760 778 67% 2635 5 Fritz 8.0 256MB Athlon 1200 M
19、Hz 2753 937 65% 2635 1.3 国际象棋简单残局 教学 系统 国际象棋简单残局 教学 系统 是 为没有基础初学者设计的，一个学习和练习简单残局的系统。 大多数的 国际象棋的 训练软件 ， 主要针对的具有一定基础的初学者， 它们通常都是提 供残局库 给初学者练习 。 而本系统 最主要的特点就是能够让用户在给定的某个残局中 (比如单后和单王的局面 )，自由随意的摆放棋子的位置 ， 既可以观看杀王，也可自己练习杀王 。 1.4 文章章节安排 第一章阐述了国际象棋的历史， 国际象棋的软件的发展及现状 ，国际象棋简单残局 教学系统得主要特点以及文章的架构。 第二章介绍了国际象棋简单残局
20、 教学 系统的 系统需求，系统要实现的目标，系统开发的环境，系统功能模块的划分。 第 三章讲述了 系统 的详细设计， 重点 说明了系统 中算法的设计，包括 机器博弈的基本思想 ，基本的搜索算法， alpha-beta 搜索以及它的增强算法， alpha-beta 搜索在系统中的具体应用，以及系统中一些常用的算法的设计。 第四章系统的运行结果的演示。 第五章是全文的总结和展望。 表 1-1 国际象棋对弈软件排名 国际象棋简单残局的设计与开发 3 第二章 系统 总体 介绍 2.1 系统 需求 简单 分析 2.1.1 棋子说明 (1) 系统中用到的棋子的设计 图 2-1 至 2-6 分别 对应国际象棋里的兵、马、象、车、后、王 (2) 棋子走法简单说明 图 2-1 兵 图 2-2 马 图 2-3 象 图 2-4 车 图 2-5 后 图 2-6 王
