【C#】【Unity 五子棋 2D 游戏技术实现】
一、系统概述
该五子棋游戏基于 Unity 引擎开发，实现了 15x15 标准棋盘的 2D 对战功能，包含棋盘渲染、落子交互、胜负判定、悔棋和重新开始等核心功能。系统由两个主要脚本组成：
- Board2DSetup：负责棋盘界面的初始化，包括背景图像和网格线的生成
- Gobang2DGameManager：核心游戏逻辑管理，处理落子、胜负判定、UI 交互等
二、核心流程架构
1. 棋盘初始化流程
1. 加载棋盘背景图像，设置RectTransform尺寸为(cellSize*(boardSize-1))x(cellSize*(boardSize-1))
2. 生成水平和垂直网格线：
- 水平线：从顶部到底部，共boardSize条，每条线横跨棋盘
- 垂直线：从左到右，共boardSize条，每条线纵贯棋盘
- 坐标计算：以棋盘中心为原点，通过(cellSize * 索引 - 中心偏移量)确定线端点位置
3. 创建可交互单元格：
- 每个单元格绑定点击事件，映射二维坐标(row, col)
- 单元格位置与网格线对齐，形成15x15的交互网格
2. 游戏逻辑流程
1. 初始化游戏状态：
- 棋盘数据gameBoard初始化为0(空)，currentPlayer=1(黑棋先手)
- 重置时间、步数等统计数据，隐藏胜利面板
2. 落子交互流程：
- 点击单元格触发OnCellClicked，检查位置合法性(游戏进行中且空位)
- 更新棋盘数据，记录落子历史，生成对应颜色的棋子
- 执行胜利检测，若五连子则高亮获胜棋子并显示胜利面板
- 否则检查平局，若棋盘已满则显示平局面板
- 切换玩家回合，更新UI状态
3. 事件响应流程：
- 悔棋：回退最后一步，清空棋盘位置、销毁棋子、恢复玩家状态
- 重新开始：重置所有游戏数据，重新初始化棋盘
三、技术难点与解决方案
1. 二维坐标系统转换
难点：Unity UI 坐标与棋盘逻辑坐标的映射（UI 以左上角为原点，棋盘逻辑以中心为原点）
解决方案：
- 棋盘中心偏移量计算：centerOffset = (boardSize - 1) * cellSize / 2
- 单元格位置计算：
// 逻辑坐标(row, col)转UI坐标
float xPos = col * cellSize - centerOffset;
float yPos = centerOffset - row * cellSize;
- 实现棋盘居中布局，确保逻辑坐标与视觉位置一致
2. 五连子高效检测算法
难点：如何快速检测四个方向（水平、垂直、对角线、反对角线）的五连子
解决方案：
- 方向向量定义：int[,] directions = {{1,0}, {0,1}, {1,1}, {1,-1}}
- 双向检测策略：
-
- 从落子点沿方向正向检查（+dx, +dy）
-
- 从落子点沿方向反向检查（-dx, -dy）
-
- 累计同色棋子数，若≥5 则判定胜利
- 边界条件处理：检查坐标是否越界（0 ≤ row/col < BOARD_SIZE）
3. 游戏状态管理与回滚
难点：悔棋功能需要准确回退棋盘状态、棋子显示和玩家回合
解决方案：
- 落子历史记录：使用List
存储每一步的 (row, col, player)
- 状态回滚步骤：
-
- 清空棋盘对应位置（gameBoard [row, col] = 0）
-
- 销毁 UI 棋子对象（pieces [row, col]）
-
- 移除历史记录最后一项（moveHistory.RemoveAt）
-
- 恢复上一玩家回合（currentPlayer = lastMove.Player）
4. 视觉效果与交互反馈
难点：落子动画和胜利高亮需要流畅的视觉体验
解决方案：
- 落子动画：使用协程实现棋子缩放动画（ScalePiece方法），通过 Lerp 插值平滑过渡
- 胜利高亮：遍历获胜方向所有棋子，修改 Image 颜色为黄色（HighlightWinningPieces）
- 交互反馈：单元格点击时通过 UI 状态更新（文字提示、玩家回合切换）增强体验
四、关键技术点总结
- UI 布局技术：
-
- 使用 RectTransform.anchoredPosition 实现棋盘元素的精确布局
-
- LineRenderer 组件绘制网格线，通过 SetPosition 设置端点坐标
- 数据结构设计：
-
- 二维数组int[,] gameBoard存储棋盘状态（0 = 空，1 = 黑棋，2 = 白棋）
-
- Move类封装落子信息，List
管理历史记录
- Move类封装落子信息，List
- 事件驱动机制：
-
- 单元格点击事件绑定（Button.onClick.AddListener）
-
- UI 按钮事件响应（重新开始、悔棋功能）
- 性能优化点：
-
- 胜利检测仅检查落子点周围方向，避免全局扫描
-
- 棋子对象池复用（可扩展优化方向）
五、扩展与优化方向
- 功能扩展：
-
- 增加 AI 对战模式（基于极大极小算法或启发式搜索）
-
- 实现网络对战功能（使用 Photon 等网络框架）
-
- 添加音效和更多动画效果（落子音效、胜利特效）
- 性能优化：
-
- 棋子对象池化管理，减少 Instantiate/Destroy 开销
-
- 胜利检测算法优化（位运算或哈希表加速）
- UI 优化：
-
- 添加棋盘主题切换（木质、石质等皮肤）
-
- 实现移动端触摸操作适配（点击区域扩大、拖拽落子）
-
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;///
/// 负责在Unity中创建和配置2D棋盘及其网格线
///
public class Board2DSetup : MonoBehaviour
{
[Header("棋盘设置")]
public Image boardImage; // 棋盘背景图像组件
public Sprite boardSprite; // 棋盘背景精灵
public float cellSize = 40f; // 每个格子的大小(像素)
public int boardSize = 15; // 棋盘网格尺寸(行列数)[Header("网格线设置")]
public LineRenderer gridLinePrefab; // 网格线预制体void Start()
{
// 初始化棋盘
CreateBoard();
// 创建网格线
CreateGridLines();
}///
/// 设置棋盘背景图像的大小和精灵
///
void CreateBoard()
{
// 获取棋盘图像的矩形变换组件
RectTransform rectTransform = boardImage.GetComponent(); // 计算棋盘总尺寸(根据格子大小和数量)
float totalSize = cellSize * (boardSize - 1);// 设置棋盘图像尺寸
rectTransform.sizeDelta = new Vector2(totalSize, totalSize);// 应用棋盘精灵
boardImage.sprite = boardSprite;
}///
/// 创建棋盘的水平和垂直网格线
///
void CreateGridLines()
{
// 计算棋盘中心偏移量
float centerOffset = (boardSize - 1) * cellSize / 2;// 创建水平线
for (int i = 0; i < boardSize; i++)
{
// 实例化网格线预制体
LineRenderer line = Instantiate(gridLinePrefab, transform);
line.positionCount = 2; // 设置线的端点数量// 计算当前水平线的Y坐标(从上到下)
float yPos = centerOffset - i * cellSize;// 设置水平线的起点和终点
line.SetPosition(0, new Vector3(-centerOffset, yPos, 0));
line.SetPosition(1, new Vector3(centerOffset, yPos, 0));
}// 创建垂直线
for (int i = 0; i < boardSize; i++)
{
// 实例化网格线预制体
LineRenderer line = Instantiate(gridLinePrefab, transform);
line.positionCount = 2; // 设置线的端点数量// 计算当前垂直线的X坐标(从左到右)
float xPos = i * cellSize - centerOffset;// 设置垂直线的起点和终点
line.SetPosition(0, new Vector3(xPos, centerOffset, 0));
line.SetPosition(1, new Vector3(xPos, -centerOffset, 0));
}
}
}
-
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;
using TMPro;///
/// 五子棋游戏核心管理类，负责游戏逻辑、状态管理和UI交互
///
public class Gobang2DGameManager : MonoBehaviour
{
// 游戏常量定义
public const int BOARD_SIZE = 15; // 定义15x15的标准棋盘大小
public float cellSize = 40f; // 单个棋盘格子的物理尺寸(像素)// 游戏状态数据
private int[,] gameBoard = new int[BOARD_SIZE, BOARD_SIZE]; // 棋盘数据存储(0=空,1=黑棋,2=白棋)
private int currentPlayer = 1; // 当前落子玩家(1=黑棋,2=白棋)
private bool gameActive = true; // 游戏是否正在进行
private ListmoveHistory = new List (); // 落子历史记录
private float gameTime = 0f; // 游戏持续时间计时// UI组件引用
public RectTransform boardParent; // 棋盘父容器(用于定位单元格)
public GameObject cellPrefab; // 棋盘格子预制体
public TextMeshProUGUI statusText; // 游戏状态文本
public TextMeshProUGUI currentPlayerText; // 当前玩家文本
public TextMeshProUGUI timeText; // 游戏时间文本
public TextMeshProUGUI moveCountText; // 步数统计文本
public Button restartButton; // 重新开始按钮
public Button undoButton; // 悔棋按钮
public GameObject winPanel; // 胜利面板
public TextMeshProUGUI winnerText; // 获胜者文本// 棋子预制体
public GameObject blackPiecePrefab; // 黑棋棋子预制体
public GameObject whitePiecePrefab; // 白棋棋子预制体// 游戏对象数组
private GameObject[,] cells = new GameObject[BOARD_SIZE, BOARD_SIZE]; // 棋盘格子对象数组
private GameObject[,] pieces = new GameObject[BOARD_SIZE, BOARD_SIZE]; // 棋子对象数组void Start()
{
// 游戏初始化
InitializeGame();
}void Update()
{
// 游戏进行中时更新计时
if (gameActive)
{
gameTime += Time.deltaTime;
UpdateTimeDisplay();
}
}///
/// 初始化游戏状态，包括棋盘、UI和玩家信息
///
void InitializeGame()
{
// 清空棋盘数据
for (int i = 0; i < BOARD_SIZE; i++)
{
for (int j = 0; j < BOARD_SIZE; j++)
{
gameBoard[i, j] = 0; // 0表示空位// 销毁已存在的单元格和棋子
if (cells[i, j] != null) Destroy(cells[i, j]);
if (pieces[i, j] != null) Destroy(pieces[i, j]);// 创建新的棋盘单元格
CreateCell(i, j);
}
}// 重置游戏状态
currentPlayer = 1; // 黑棋先手
gameActive = true; // 游戏激活
moveHistory.Clear(); // 清空历史记录
gameTime = 0f; // 重置游戏时间// 更新UI显示
UpdateGameStatus();
UpdateTimeDisplay();// 隐藏胜利面板
winPanel.SetActive(false);
}///
/// 创建单个棋盘单元格并设置交互事件
///
/// 单元格行索引
/// 单元格列索引
void CreateCell(int row, int col)
{
// 实例化单元格预制体
GameObject cell = Instantiate(cellPrefab, boardParent);// 计算单元格在棋盘上的位置(居中布局)
Vector2 position = new Vector2(
col * cellSize - (BOARD_SIZE - 1) * cellSize / 2, // X坐标(从左到右)
(BOARD_SIZE - 1) * cellSize / 2 - row * cellSize // Y坐标(从上到下)
);// 设置单元格位置
cell.GetComponent().anchoredPosition = position;
cell.name = $"Cell_{row}_{col}"; // 命名便于调试// 添加点击事件处理
Button cellButton = cell.GetComponent// 存储单元格引用
cells[row, col] = cell;
}///
/// 处理单元格点击事件，执行落子逻辑
///
/// 点击的行索引
/// 点击的列索引
void OnCellClicked(int row, int col)
{
// 检查游戏状态(是否进行中/格子是否已落子)
if (!gameActive || gameBoard[row, col] != 0) return;// 执行落子操作
gameBoard[row, col] = currentPlayer; // 更新棋盘数据
moveHistory.Add(new Move { Row = row, Col = col, Player = currentPlayer }); // 记录落子历史// 创建并显示棋子
CreatePiece(row, col, currentPlayer);// 检查是否获胜
if (CheckWin(row, col, currentPlayer))
{
gameActive = false; // 游戏结束
statusText.text = $"{(currentPlayer == 1 ? "黑棋" : "白棋")}获胜!";
ShowWinPanel(currentPlayer); // 显示胜利面板
return;
}// 检查是否平局
if (CheckDraw())
{
gameActive = false; // 游戏结束
statusText.text = "游戏结束 - 平局!";
ShowDrawPanel(); // 显示平局面板
return;
}// 切换到下一玩家
currentPlayer = currentPlayer == 1 ? 2 : 1;
UpdateGameStatus(); // 更新UI状态
}///
/// 创建棋子并添加动画效果
///
/// 棋子行位置
/// 棋子列位置
/// 玩家标识(1/2)
void CreatePiece(int row, int col, int player)
{
// 根据玩家选择棋子预制体
GameObject piecePrefab = player == 1 ? blackPiecePrefab : whitePiecePrefab;
GameObject piece = Instantiate(piecePrefab, boardParent);// 计算棋子位置(与单元格位置一致)
Vector2 position = new Vector2(
col * cellSize - (BOARD_SIZE - 1) * cellSize / 2,
(BOARD_SIZE - 1) * cellSize / 2 - row * cellSize
);// 设置棋子位置
piece.GetComponent().anchoredPosition = position;
piece.name = $"{(player == 1 ? "Black" : "White")}Piece_{row}_{col}";// 添加缩放动画(从0到1)
piece.transform.localScale = Vector3.zero;
StartCoroutine(ScalePiece(piece));// 存储棋子引用
pieces[row, col] = piece;
}///
/// 棋子缩放动画协程
///
/// 要动画的棋子对象
IEnumerator ScalePiece(GameObject piece)
{
float duration = 0.3f; // 动画持续时间(秒)
float elapsed = 0f; // 已用时间// 动画过程
while (elapsed < duration)
{
float t = elapsed / duration; // 动画进度(0-1)
piece.transform.localScale = Vector3.Lerp(Vector3.zero, Vector3.one, t); // 线性插值缩放
elapsed += Time.deltaTime;
yield return null;
}// 确保最终状态
piece.transform.localScale = Vector3.one;
}///
/// 检查指定位置落子后是否获胜
///
/// 落子行
/// 落子列
/// 落子玩家
///是否获胜
bool CheckWin(int row, int col, int player)
{
// 定义四个检查方向(水平/垂直/对角线/反对角线)
int[,] directions = {
{1, 0}, // 水平向右
{0, 1}, // 垂直向下
{1, 1}, // 对角线右下
{1, -1} // 反对角线左下
};// 遍历四个方向检查
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
int dx = directions[i, 0]; // X方向增量
int dy = directions[i, 1]; // Y方向增量
int count = 1; // 当前位置已有一个棋子，计数从1开始// 正向检查(沿方向延伸)
for (int j = 1; j < 5; j++)
{
int newRow = row + j * dy;
int newCol = col + j * dx;// 检查边界
if (newRow < 0 || newRow >= BOARD_SIZE || newCol < 0 || newCol >= BOARD_SIZE)
break;// 同色棋子则计数增加
if (gameBoard[newRow, newCol] == player)
count++;
else
break;
}// 反向检查(沿反方向延伸)
for (int j = 1; j < 5; j++)
{
int newRow = row - j * dy;
int newCol = col - j * dx;// 检查边界
if (newRow < 0 || newRow >= BOARD_SIZE || newCol < 0 || newCol >= BOARD_SIZE)
break;// 同色棋子则计数增加
if (gameBoard[newRow, newCol] == player)
count++;
else
break;
}// 五连子则获胜
if (count >= 5)
{
// 高亮显示获胜的棋子序列
HighlightWinningPieces(row, col, dx, dy, player);
return true;
}
}return false;
}///
/// 高亮显示获胜的棋子序列
///
/// 起始行
/// 起始列
/// X方向增量
/// Y方向增量
/// 获胜玩家
void HighlightWinningPieces(int row, int col, int dx, int dy, int player)
{
// 高亮当前落子位置
HighlightPiece(row, col);// 正向高亮
for (int j = 1; j < 5; j++)
{
int newRow = row + j * dy;
int newCol = col + j * dx;// 检查边界
if (newRow < 0 || newRow >= BOARD_SIZE || newCol < 0 || newCol >= BOARD_SIZE)
break;// 同色棋子则高亮
if (gameBoard[newRow, newCol] == player)
HighlightPiece(newRow, newCol);
else
break;
}// 反向高亮
for (int j = 1; j < 5; j++)
{
int newRow = row - j * dy;
int newCol = col - j * dx;// 检查边界
if (newRow < 0 || newRow >= BOARD_SIZE || newCol < 0 || newCol >= BOARD_SIZE)
break;// 同色棋子则高亮
if (gameBoard[newRow, newCol] == player)
HighlightPiece(newRow, newCol);
else
break;
}
}///
/// 为单个棋子添加高亮效果
///
/// 棋子行
/// 棋子列
void HighlightPiece(int row, int col)
{
if (pieces[row, col] != null)
{
// 获取棋子图像组件并设置高亮颜色
Image pieceImage = pieces[row, col].GetComponent();
if (pieceImage != null)
{
pieceImage.color = Color.yellow; // 黄色高亮
}
}
}///
/// 检查游戏是否平局(棋盘已满)
///
///是否平局
bool CheckDraw()
{
// 遍历棋盘检查是否有空位
for (int i = 0; i < BOARD_SIZE; i++)
{
for (int j = 0; j < BOARD_SIZE; j++)
{
if (gameBoard[i, j] == 0)
return false; // 存在空位，不是平局
}
}
return true; // 棋盘已满，平局
}///
/// 更新游戏状态UI显示
///
void UpdateGameStatus()
{
if (gameActive)
{
// 显示当前玩家回合
statusText.text = $"游戏进行中 - {(currentPlayer == 1 ? "黑棋" : "白棋")}回合";
currentPlayerText.text = $"当前回合: {(currentPlayer == 1 ? "黑棋" : "白棋")}";
}// 显示步数统计
moveCountText.text = $"步数: {moveHistory.Count}";
}///
/// 更新游戏时间显示
///
void UpdateTimeDisplay()
{
// 计算分钟和秒数
int minutes = Mathf.FloorToInt(gameTime / 60);
int seconds = Mathf.FloorToInt(gameTime % 60);
// 格式化为00:00格式
timeText.text = $"游戏时间: {minutes:D2}:{seconds:D2}";
}///
/// 显示胜利面板
///
/// 获胜玩家
void ShowWinPanel(int winner)
{
winnerText.text = $"{(winner == 1 ? "黑棋" : "白棋")}获胜!";
winPanel.SetActive(true); // 激活胜利面板
}///
/// 显示平局面板
///
void ShowDrawPanel()
{
winnerText.text = "游戏结束 - 平局!";
winPanel.SetActive(true); // 激活平局面板
}///
/// 重新开始按钮点击事件处理
///
public void OnRestartButtonClicked()
{
InitializeGame(); // 重新初始化游戏
}///
/// 悔棋按钮点击事件处理
///
public void OnUndoButtonClicked()
{
// 检查是否可以悔棋(有历史记录且游戏进行中)
if (moveHistory.Count == 0 || !gameActive)
{
Debug.Log("无法悔棋!");
return;
}// 获取最后一步记录
Move lastMove = moveHistory[moveHistory.Count - 1];
gameBoard[lastMove.Row, lastMove.Col] = 0; // 清空棋盘位置// 销毁最后放置的棋子
if (pieces[lastMove.Row, lastMove.Col] != null)
{
Destroy(pieces[lastMove.Row, lastMove.Col]);
pieces[lastMove.Row, lastMove.Col] = null;
}// 移除历史记录
moveHistory.RemoveAt(moveHistory.Count - 1);// 回到上一个玩家
currentPlayer = lastMove.Player;// 更新UI状态
UpdateGameStatus();
}
}///
/// 落子记录类，用于存储落子历史
///
public class Move
{
public int Row { get; set; } // 落子行索引
public int Col { get; set; } // 落子列索引
public int Player { get; set; } // 落子玩家(1/2)
}