Java第十课——封装性和哈希表实现五子棋AI
一.Java封装性
Emm…为什么在这里讲封装性呢？主要是看到某一小伙伴的代码，是份五子棋的代码，感觉写的非常有条理，而我们码龄差不多，到现在我才意识到最开始学代码时的那句话——自己的类做自己的事。而码了一年才注意到这件事也是惭愧！
先讲讲什么是封装性，正如字面理解，就是把一个类要做的事情封起来，像一个小盒子，一般来说，类外调用时就只能调用方法或是利用get()来取值，内部的变量一般是不能直接获取的。
同时，封装性在内也被处理的很好。之前写代码时不喜欢在函数里加形参，不喜欢用构造方法来获取参数，就容易导致变量名不匹配而出错，其实也是内部封装没有做好的结果。另外内部部的参数也不习惯设置访问权限，也很容易引起数值被东改西改，回头找不到错误原因。
最后，封装性还是要回到那句话：自己的类做自己的事。拿之前写的五子棋来说，监听器类做了很多事情，但从封装性的角度来看，其实监听器只要做一件事情，判断事件源，然后选择性可以加上少量运算，再调用对应方法，这其实才是监听器应该做的事情。至于调用什么方法，就看事件源的需求了。
那么实现封装性的方法就多种多样了，通俗来讲就是依据访问性来加入修饰符。例如只在类内使用的变量一般加private，同包下用protected，常量用static final，只在方法里使用的变量放进形参，多用构造方法实现赋值可以避免破坏封装性…等等
拿五子棋举个例子，建立一个类，这个类实现了五子棋的所有方法（如：绘制，下棋，悔棋，AI等等）
里面的变量有
private static final int ROW = 18;// 行数
private static final int COL = 18;// 列数
private static final int Height = 50;// 格子和落子区间的高度
private static final int Width = 50;// 格子的和落子区间宽度
private static final int PHeight = 1000;// 棋盘的总高度
private static final int PWidth = 1000;// 棋盘的总宽度
private static final int Length = 75;// 棋盘外围到边界的长度
private static final int Diameter = 30;// 棋子的直径
private static final int Radius = Diameter / 2;// 棋子的半径
protected int type[][] = new int[ROW][COL];// 保存棋子的类型
protected int row[] = new int[Record];// 在悔棋中记录行位置
protected int col[] = new int[Record];// 在悔棋中记录列位置最后我把五子棋的代码修正了，分为4类ChessPanel封装了和棋盘有关的所有方法；ToolPanel封装了工具栏（包括悔棋按钮，重新开始按钮和切换模式的拉下框）；Frame窗体，包含前两个类的对象；Listener监听器。具体代码这里就不放了。
哈希表实现AI算法
1.什么是哈希表？
先讲讲哈希表，哈希表是一种数据结构，通过关键码值(Key)而访问对应权值(Value)。举个例子：哈希表像是一个仓库，仓库里堆满了上了锁的箱子，每个锁对应一把钥匙，当我们像得到箱子里的东西(Value)时就需要对应的钥匙(Key)来访问。从数学上来讲就是一种映射关系，比如定义映射f为："A"表示100，"B"表示1000，那么自变量输入"A"就能得到100。
2.AI算法实现思路
大概了解机制之后，即使没完全弄清楚，那从利用哈希表实现AI来再分析分析。
想要实现电脑下棋，实质就是电脑扫描棋盘，找到最适合下棋的那个点落子就可以了，那么怎么选出这个点？那就要一个方法，使得电脑找到下棋位置最佳，或者说获得收益最大的点，于是我们需要定义一个权值(Value)来表示在某一点的收益大小，Value越大表示收益越高。接下来会有四个问题
1、权值怎么计算得到的？
2、怎么通过场上的局势来获取到对应的权值？比如玩家已经连成三子了，那如何让电脑知道并拿到这个三个子所对应的权值？
3、要判断多少种情况？每种情况都要判断吗？
4、权值的大小如何决定？比如连成三个子和连成两个子的权值肯定不一样，或是可能会出现两个点权值大小相同，如何权衡？
一个一个解决：
1、不难理解，在某一个点的权值应该要综合考量，从这个点出发，八个方向都要判断权值大小，最后在权值的和为这一点的权值大小。
2、这里便要用到哈希表，先定义一个String Key 来获取场上的情况，比如如果1表示黑子，2表示白子的话，"111"表示三个黑子连在一起，"121"表示黑白黑…而这个String便是哈希表里的Key，通过这个Key去访问权值Value而得到在当前方向的权值，哈希表的具体使用方法和创建会在后面介绍。
3、某个方向上的情况比较多，当然各种情况都判断理论上能更确切的贴近场上情况，但实际操作时可以忽略掉一部分意义不太大的。比如电脑作为白子： “1”，“11”，“111”，"1111"这四种情况是肯定不能忽略的，而如果黑子旁已经连了一个白子像： “12”，“112”，“1112”，“11112"也是需要判断的，但像"212”，“2212”这类的就可以忽略
4、权值大小的话，没有什么特别的数字和比例，可以自己摸索或是在网上摘录都可以，可以自己先思考一些决定性的大小：比如已经电脑自己连成四个了，那就给一个较大的权值
3.哈希表的使用方法
找到思路和实现方法之后就可以开始了，先了解哈希表的使用
创建：HashMap<K,V> 哈希表名 = new HashMap<K,V>();
这里的K,V 是变量类型，拿等下使用哈希表的创建举例子
HashMap<String, Integer> hm = new HashMap<String, Integer>();使用前要把对应关系放进去，用put方法
hm.put("1", 10);
hm.put("11", 100);
hm.put("111", 1000);
hm.put("1111", 10000);
hm.put("", 0);使用时用get方法：
String key = "";
...//得到对应Key
Integer value = hm.get(key);4.具体实现
1、放进对应关系
这份代码的权值是没怎么思考过的，可以自己修改权值，而判断情况的种类可以当作参考
private void putinit() {
hm.put("1", 10);
hm.put("11", 100);
hm.put("111", 1000);
hm.put("1111", 10000);
hm.put("2", 10);
hm.put("22", 100);
hm.put("222", 1000);
hm.put("2222", 10000);
hm.put("12", 20);
hm.put("112", 200);
hm.put("1112", 2000);
hm.put("11112", 20000);
hm.put("21", 20);
hm.put("221", 200);
hm.put("2221", 2000);
hm.put("22221", 20000);
hm.put("", 0);
}2、把各个位置权值放进权值数组
创建一个权值数组，专门用来放每个位置的权值，玩家每走一次便要清零，于是写一个方法AI()用来给权值数组赋值
private void AI() {
for (int i = 0; i < ROW; i++) {
for (int j = 0; j < COL; j++) {
if (type[i][j] == 0) {// 当前位置是空的
String dir = "";// direction也就是求权值方向
// 对八个方向同求权值
// 向上
dir = "up";
getvalue(i, j, dir);
// 向下
dir = "down";
getvalue(i, j, dir);
// 向左 ...
// 向右 ...
// 左上 ...
// 右上
// 左下
// 右下
}
}
}
}在这段代码里，我用另一个函数getvalue通过哈希表来获取对应位置的权值，因为方向不同对应的 i 和 j 的加减方式不同，所以要String direction来帮助判断方向
3、从哈希表里获取权值
// 与AI()配套的方法，用于求权值
private void getvalue(int i, int j, String dir) {
String number = "";
int color = 0;
// 对八个方向同求权值
// 以向上举例
if (dir.equals("up")) {// 向上:k=j-1
for (int k = j - 1; k >= 0; k--) {// 记住每个方向的终止条件不同
if (type[i][k] == 0) {// 上面那个也是空的
break;// 两个空的就退出
} else {// 上面那个不是空的
if (color == 0) {// color还没被赋值时，获取这个位置(也就是第二个位置)的棋子颜色
color = type[i][k];
number += type[i][k];
} else if (color == type[i][k]) {// 从第三个位置之后，如果颜色与第二个位置相同则记录
number += type[i][k];
} else {// 颜色出现不同
number += type[i][k];
break;// 可直接退出
}
}
}
} else if (dir.equals("down")) {// 向下:k=j+1
for (int k = j + 1; k < type[j].length; k++) {
if (type[i][k] == 0) {
break;
} else {
if (color == 0) {
color = type[i][k];
number += type[i][k];
} else if (color == type[i][k]) {
number += type[i][k];
} else {
number += type[i][k];
break;
}
}
}
} else if () { // 向左:k=i-1 }
...//八个方向都获取
// 根据code取出hm对应的权值
Integer v = hm.get(number);
if (v != null) {
value[i][j] += v;
}
}最后paint方法和悔棋的操作就不细说了，到这实现电脑下棋的操作算是完成了
