第3课

在Tezos上開髮井字棋游戲

區塊鏈游戲世界爲開髮者提供了諸多機會。它提供了一種獨特而創新的方式,將去中心化和透明的機製整合到游戲中。通過在區塊鏈上開髮游戲,我們可以整合安全透明的交易、游戲內資産的所有權等功能。在本課中,我們將在Tezos區塊鏈上開髮經典的井字棋游戲,開啟區塊鏈游戲領域的開髮之旅,幫助大家了解區塊鏈游戲的游戲邏輯和狀態管理。

首先,我們來具體分析一下這個井字棋游戲合約:

合約結構

Python
# TicTacToe - Example for illustrative purposes only.

import smartpy as sp


@sp.module
def main():
    class TicTacToe(sp.Contract):
        def __init__(self):
            self.data.nbMoves = 0
            self.data.winner = 0
            self.data.draw = False
            self.data.deck = {
                0: {0: 0, 1: 0, 2: 0},
                1: {0: 0, 1: 0, 2: 0},
                2: {0: 0, 1: 0, 2: 0},
            }
            self.data.nextPlayer = 1

        @sp.entrypoint
        def play(self, params):
            assert self.data.winner == 0 and not self.data.draw
            assert params.i >= 0 and params.i < 3
            assert params.j >= 0 and params.j < 3
            assert params.move == self.data.nextPlayer
            assert self.data.deck[params.i][params.j] == 0
            self.data.deck[params.i][params.j] = params.move
            self.data.nbMoves += 1
            self.data.nextPlayer = 3 - self.data.nextPlayer
            self.data.winner = self.checkLine(
                sp.record(winner=self.data.winner, line=self.data.deck[params.i])
            )
            self.data.winner = self.checkLine(
                sp.record(
                    winner=self.data.winner,
                    line={
                        0: self.data.deck[0][params.j],
                        1: self.data.deck[1][params.j],
                        2: self.data.deck[2][params.j],
                    },
                )
            )
            self.data.winner = self.checkLine(
                sp.record(
                    winner=self.data.winner,
                    line={
                        0: self.data.deck[0][0],
                        1: self.data.deck[1][1],
                        2: self.data.deck[2][2],
                    },
                )
            )
            self.data.winner = self.checkLine(
                sp.record(
                    winner=self.data.winner,
                    line={
                        0: self.data.deck[0][2],
                        1: self.data.deck[1][1],
                        2: self.data.deck[2][0],
                    },
                )
            )
            if self.data.nbMoves == 9 and self.data.winner == 0:
                self.data.draw = True

        @sp.private()
        def checkLine(self, winner, line):
            winner_ = winner
            if line[0] != 0 and line[0] == line[1] and line[0] == line[2]:
                winner_ = line[0]
            return winner_

        # Add a game reset function
        @sp.entrypoint
        def confirm_and_reset(self):
            assert self.data.winner != 0 or self.data.draw
            self.__init__()

# Tests
if "templates" not in __name__:

    @sp.add_test(name="TicTacToe")
    def test():
        scenario = sp.test_scenario(main)
        scenario.h1("Tic-Tac-Toe")
        # define a contract
        c1 = main.TicTacToe()

        # show its representation
        scenario.h2("A sequence of interactions with a winner")
        scenario += c1
        scenario.h2("Message execution")
        scenario.h3("A first move in the center")
        c1.play(i=1, j=1, move=1)
        scenario.h3("A forbidden move")
        c1.play(i=1, j=1, move=2).run(valid=False)
        scenario.h3("A second move")
        c1.play(i=1, j=2, move=2)
        scenario.h3("Other moves")
        c1.play(i=2, j=1, move=1)
        c1.play(i=2, j=2, move=2)
        scenario.verify(c1.data.winner == 0)
        c1.play(i=0, j=1, move=1)
        scenario.verify(c1.data.winner == 1)
        scenario.p("Player1 has won")
        c1.play(i=0, j=0, move=2).run(valid=False)

        c2 = main.TicTacToe()
        scenario.h2("A sequence of interactions with a draw")
        scenario += c2
        scenario.h2("Message execution")
        scenario.h3("A first move in the center")
        c2.play(i=1, j=1, move=1)
        scenario.h3("A forbidden move")
        c2.play(i=1, j=1, move=2).run(valid=False)
        scenario.h3("A second move")
        c2.play(i=1, j=2, move=2)
        scenario.h3("Other moves")
        c2.play(i=2, j=1, move=1)
        c2.play(i=2, j=2, move=2)
        c2.play(i=0, j=0, move=1)
        c2.play(i=0, j=1, move=2)
        c2.play(i=0, j=2, move=1)
        c2.play(i=2, j=0, move=2)
        c2.play(i=1, j=0, move=1)

        # Add tests for game reset
        scenario.h2("Testing game reset")
        scenario.p("Winner or draw confirmed, now resetting the game")
        c1.confirm_and_reset()
        scenario.verify(c1.data.nbMoves == 0)
        scenario.verify(c1.data.winner == 0)
        scenario.verify(not c1.data.draw)

        c2.confirm_and_reset()
        scenario.verify(c2.data.nbMoves == 0)
        scenario.verify(c2.data.winner == 0)
        scenario.verify(not c2.data.draw)

我們在Tezos上的井字棋游戲合約是用SmartPy語言編寫的。它包含兩個主要部分組成:合約狀態和游戲邏輯。

合約狀態

合約的狀態通過**init函數初始化。它包括:

  • nbMoves:這是游戲中移動次數的計數器。初始值爲零。
  • winner:此變量用於跟蹤游戲的穫勝者。初始值爲零,錶示沒有穫勝者。
  • draw:指示游戲是否以平局結束的標誌。初始狀態爲False(假)。
  • deck:這是一個3x3的網格,代錶井字棋棋盤。棋盤上的所有點最初都爲空,用零錶示。
  • nextPlayer:錶示輪到哪個玩家下棋。游戲從玩家1開始,所以最初設置爲1。

游戲邏輯

游戲邏輯包含在play函數中。它會執行多項檢查以確保有效的移動:

  • 確認沒有玩家贏得比賽,游戲也沒有以平局結束。
  • 驗證玩家選擇的網格位置的索引是否在網格的邊界內。
  • 確保正在下棋的玩家與nextPlayer匹配。
  • 確保網格上選擇的位置爲空。
    一旦落棋,游戲邏輯將會遞增nbMoves,切換nextPlayer,併檢查這一步棋是否導緻勝利或平局。

勝利條件將在最新棋步所在的行、列以及兩個對角線上進行檢查。

如果棋盤上的所有點都被填滿且沒有玩家穫勝(即nbMoves等於9且winner仍然爲0),則宣布游戲爲平局。

檢查是否穫勝

checkLine函數用於檢查是否有玩家穫勝。它檢查一條線(包括行、列或對角線)上的所有點是否由衕一玩家填充。如果是,則宣布該玩家爲穫勝者。

與合約交互

與合約的交互用交易來錶示。當玩家通過調用play函數進行移動時,會生成一筆交易。這筆交易被記録下來,可以在SmartPy IDE的右側麵闆中看到:

不成功或無效的移動也會生成交易,但帶有錯誤指示:

第二步及之後的棋步

在我們的井字棋游戲中,第一步相對簡單,因爲棋盤是空的。然而,從第二步開始,棋步將變得比較有趣了,因爲它們不僅會曏棋盤上添加棋子,還會調用游戲邏輯來檢查可能的穫勝者。

在第一步之後,nextPlayer值切換到玩家2。現在,play函數會驗證玩家2的棋步。合約會執行類似的檢查以確保棋步是有效的,即所選網格點在邊界內併且爲空。

每個玩家落子後,游戲的狀態會髮生變化。nbMoves會增加,nextPlayer會切換, deck也會更新。此外,在每步棋之後,合約都會檢查是否有穫勝者或是否平局。

例如,第一個玩家在棋盤的中央i=1, j=1進行了一步棋,第二位玩家可以在不衕的位置進行下一步,如i=1, j=2。這兩個棋步都會經過驗證併成功執行,併生成相應的交易。

游戲進展

後續的棋步以類似的方式進行。每個玩家選擇棋盤上的一個空點,輪流落子。在每一次落子之後,合約都會檢查是否存在穫勝條件。如果一名玩家用他的棋子填滿一整行、整列或整個對角線,則游戲結束,該玩家穫勝。合約狀態中的winner變量將相應更新。

需要註意的是,一旦有玩家穫勝,就不再允許繼續落子。在游戲結束後嘗試進行棋步都將被視爲無效,相應的交易也將失敗。

平局

在某些游戲中,即使整個游戲棋盤都被填滿,也有可能沒有玩家達到穫勝條件,這將導緻平局。合約的設計中已經包含了處理這種情況的方案。

如果棋盤上的所有點位都被填滿(nbMoves等於9)併且沒有玩家穫勝(winner仍然爲0),則游戲爲平局。合約狀態下的draw標識爲True(真),錶示游戲以平局結束。衕樣,在此點之後,任何後續棋步都是無效的。

井字棋游戲合約測試場景的第二部分對該平局場景進行了演示。它模擬了一繫列導緻平局的棋步,併驗證了合約是否正確處理它。

免责声明
* 投资有风险,入市须谨慎。本课程不作为投资理财建议。
* 本课程由入驻Gate Learn的作者创作,观点仅代表作者本人,绝不代表Gate Learn赞同其观点或证实其描述。
目录
第3课

在Tezos上開髮井字棋游戲

區塊鏈游戲世界爲開髮者提供了諸多機會。它提供了一種獨特而創新的方式,將去中心化和透明的機製整合到游戲中。通過在區塊鏈上開髮游戲,我們可以整合安全透明的交易、游戲內資産的所有權等功能。在本課中,我們將在Tezos區塊鏈上開髮經典的井字棋游戲,開啟區塊鏈游戲領域的開髮之旅,幫助大家了解區塊鏈游戲的游戲邏輯和狀態管理。

首先,我們來具體分析一下這個井字棋游戲合約:

合約結構

Python
# TicTacToe - Example for illustrative purposes only.

import smartpy as sp


@sp.module
def main():
    class TicTacToe(sp.Contract):
        def __init__(self):
            self.data.nbMoves = 0
            self.data.winner = 0
            self.data.draw = False
            self.data.deck = {
                0: {0: 0, 1: 0, 2: 0},
                1: {0: 0, 1: 0, 2: 0},
                2: {0: 0, 1: 0, 2: 0},
            }
            self.data.nextPlayer = 1

        @sp.entrypoint
        def play(self, params):
            assert self.data.winner == 0 and not self.data.draw
            assert params.i >= 0 and params.i < 3
            assert params.j >= 0 and params.j < 3
            assert params.move == self.data.nextPlayer
            assert self.data.deck[params.i][params.j] == 0
            self.data.deck[params.i][params.j] = params.move
            self.data.nbMoves += 1
            self.data.nextPlayer = 3 - self.data.nextPlayer
            self.data.winner = self.checkLine(
                sp.record(winner=self.data.winner, line=self.data.deck[params.i])
            )
            self.data.winner = self.checkLine(
                sp.record(
                    winner=self.data.winner,
                    line={
                        0: self.data.deck[0][params.j],
                        1: self.data.deck[1][params.j],
                        2: self.data.deck[2][params.j],
                    },
                )
            )
            self.data.winner = self.checkLine(
                sp.record(
                    winner=self.data.winner,
                    line={
                        0: self.data.deck[0][0],
                        1: self.data.deck[1][1],
                        2: self.data.deck[2][2],
                    },
                )
            )
            self.data.winner = self.checkLine(
                sp.record(
                    winner=self.data.winner,
                    line={
                        0: self.data.deck[0][2],
                        1: self.data.deck[1][1],
                        2: self.data.deck[2][0],
                    },
                )
            )
            if self.data.nbMoves == 9 and self.data.winner == 0:
                self.data.draw = True

        @sp.private()
        def checkLine(self, winner, line):
            winner_ = winner
            if line[0] != 0 and line[0] == line[1] and line[0] == line[2]:
                winner_ = line[0]
            return winner_

        # Add a game reset function
        @sp.entrypoint
        def confirm_and_reset(self):
            assert self.data.winner != 0 or self.data.draw
            self.__init__()

# Tests
if "templates" not in __name__:

    @sp.add_test(name="TicTacToe")
    def test():
        scenario = sp.test_scenario(main)
        scenario.h1("Tic-Tac-Toe")
        # define a contract
        c1 = main.TicTacToe()

        # show its representation
        scenario.h2("A sequence of interactions with a winner")
        scenario += c1
        scenario.h2("Message execution")
        scenario.h3("A first move in the center")
        c1.play(i=1, j=1, move=1)
        scenario.h3("A forbidden move")
        c1.play(i=1, j=1, move=2).run(valid=False)
        scenario.h3("A second move")
        c1.play(i=1, j=2, move=2)
        scenario.h3("Other moves")
        c1.play(i=2, j=1, move=1)
        c1.play(i=2, j=2, move=2)
        scenario.verify(c1.data.winner == 0)
        c1.play(i=0, j=1, move=1)
        scenario.verify(c1.data.winner == 1)
        scenario.p("Player1 has won")
        c1.play(i=0, j=0, move=2).run(valid=False)

        c2 = main.TicTacToe()
        scenario.h2("A sequence of interactions with a draw")
        scenario += c2
        scenario.h2("Message execution")
        scenario.h3("A first move in the center")
        c2.play(i=1, j=1, move=1)
        scenario.h3("A forbidden move")
        c2.play(i=1, j=1, move=2).run(valid=False)
        scenario.h3("A second move")
        c2.play(i=1, j=2, move=2)
        scenario.h3("Other moves")
        c2.play(i=2, j=1, move=1)
        c2.play(i=2, j=2, move=2)
        c2.play(i=0, j=0, move=1)
        c2.play(i=0, j=1, move=2)
        c2.play(i=0, j=2, move=1)
        c2.play(i=2, j=0, move=2)
        c2.play(i=1, j=0, move=1)

        # Add tests for game reset
        scenario.h2("Testing game reset")
        scenario.p("Winner or draw confirmed, now resetting the game")
        c1.confirm_and_reset()
        scenario.verify(c1.data.nbMoves == 0)
        scenario.verify(c1.data.winner == 0)
        scenario.verify(not c1.data.draw)

        c2.confirm_and_reset()
        scenario.verify(c2.data.nbMoves == 0)
        scenario.verify(c2.data.winner == 0)
        scenario.verify(not c2.data.draw)

我們在Tezos上的井字棋游戲合約是用SmartPy語言編寫的。它包含兩個主要部分組成:合約狀態和游戲邏輯。

合約狀態

合約的狀態通過**init函數初始化。它包括:

  • nbMoves:這是游戲中移動次數的計數器。初始值爲零。
  • winner:此變量用於跟蹤游戲的穫勝者。初始值爲零,錶示沒有穫勝者。
  • draw:指示游戲是否以平局結束的標誌。初始狀態爲False(假)。
  • deck:這是一個3x3的網格,代錶井字棋棋盤。棋盤上的所有點最初都爲空,用零錶示。
  • nextPlayer:錶示輪到哪個玩家下棋。游戲從玩家1開始,所以最初設置爲1。

游戲邏輯

游戲邏輯包含在play函數中。它會執行多項檢查以確保有效的移動:

  • 確認沒有玩家贏得比賽,游戲也沒有以平局結束。
  • 驗證玩家選擇的網格位置的索引是否在網格的邊界內。
  • 確保正在下棋的玩家與nextPlayer匹配。
  • 確保網格上選擇的位置爲空。
    一旦落棋,游戲邏輯將會遞增nbMoves,切換nextPlayer,併檢查這一步棋是否導緻勝利或平局。

勝利條件將在最新棋步所在的行、列以及兩個對角線上進行檢查。

如果棋盤上的所有點都被填滿且沒有玩家穫勝(即nbMoves等於9且winner仍然爲0),則宣布游戲爲平局。

檢查是否穫勝

checkLine函數用於檢查是否有玩家穫勝。它檢查一條線(包括行、列或對角線)上的所有點是否由衕一玩家填充。如果是,則宣布該玩家爲穫勝者。

與合約交互

與合約的交互用交易來錶示。當玩家通過調用play函數進行移動時,會生成一筆交易。這筆交易被記録下來,可以在SmartPy IDE的右側麵闆中看到:

不成功或無效的移動也會生成交易,但帶有錯誤指示:

第二步及之後的棋步

在我們的井字棋游戲中,第一步相對簡單,因爲棋盤是空的。然而,從第二步開始,棋步將變得比較有趣了,因爲它們不僅會曏棋盤上添加棋子,還會調用游戲邏輯來檢查可能的穫勝者。

在第一步之後,nextPlayer值切換到玩家2。現在,play函數會驗證玩家2的棋步。合約會執行類似的檢查以確保棋步是有效的,即所選網格點在邊界內併且爲空。

每個玩家落子後,游戲的狀態會髮生變化。nbMoves會增加,nextPlayer會切換, deck也會更新。此外,在每步棋之後,合約都會檢查是否有穫勝者或是否平局。

例如,第一個玩家在棋盤的中央i=1, j=1進行了一步棋,第二位玩家可以在不衕的位置進行下一步,如i=1, j=2。這兩個棋步都會經過驗證併成功執行,併生成相應的交易。

游戲進展

後續的棋步以類似的方式進行。每個玩家選擇棋盤上的一個空點,輪流落子。在每一次落子之後,合約都會檢查是否存在穫勝條件。如果一名玩家用他的棋子填滿一整行、整列或整個對角線,則游戲結束,該玩家穫勝。合約狀態中的winner變量將相應更新。

需要註意的是,一旦有玩家穫勝,就不再允許繼續落子。在游戲結束後嘗試進行棋步都將被視爲無效,相應的交易也將失敗。

平局

在某些游戲中,即使整個游戲棋盤都被填滿,也有可能沒有玩家達到穫勝條件,這將導緻平局。合約的設計中已經包含了處理這種情況的方案。

如果棋盤上的所有點位都被填滿(nbMoves等於9)併且沒有玩家穫勝(winner仍然爲0),則游戲爲平局。合約狀態下的draw標識爲True(真),錶示游戲以平局結束。衕樣,在此點之後,任何後續棋步都是無效的。

井字棋游戲合約測試場景的第二部分對該平局場景進行了演示。它模擬了一繫列導緻平局的棋步,併驗證了合約是否正確處理它。

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