程序结构

工程结构已经把代码放进目录和文件。本章看这些文件里的类怎样连成一份程序。棋盘、对局、电脑落子和终端循环四块，靠函数调用与组成关系连接。当前构建只收进动态库、app 与棋盘测试，总览图保留终端链的设计。入口 main 只创建 Game、落一子并检查返回值。

结构总览

Board、Game、Ai、PlayToEnd 和入口 RunMatch 之间的调用与组成关系画在一张图里。

%%| fig-cap: "程序结构总览。实线箭头表示调用或依赖，菱形实线表示组成，虚线箭头表示只读依赖；箭头不表示运行顺序。"
%%{init: {"fontFamily": "LXGW Bright Medium, system-ui, sans-serif", "class": {"hideEmptyMembersBox": true}}}%%
classDiagram
  direction LR
  class Board
  class Game
  class Ai
  class PlayToEnd
  class RunMatch
  Game *-- Board
  Ai ..> Game
  PlayToEnd --> Ai
  PlayToEnd --> Game
  RunMatch --> PlayToEnd

Board 与坐标类型 CellPosition 在棋盘一章。Game 拥有棋盘，并记录当前玩家和结果。Ai 读取对局，选出一手。

当前构建的入口 main 直接创建 Game 并调用 TryPlace；完整设计里的 RunMatch 读取设置，再把控制交给 PlayToEnd。PlayToEnd 创建对局和电脑选手，终端循环在终端程序。

分块明细

棋盘

Board 保存九个棋盘格子，把查询、规则判定与写入分成三组公开操作。图里只画本章用到的代表性入口，完整列表见 board.h。

%%| fig-cap: "棋盘类型与 Board 的代表性入口。cells_ 保存每个棋盘格子的 CellType，坐标与格子类型由 CellPosition、CellType 表示。"
%%{init: {"fontFamily": "LXGW Bright Medium, system-ui, sans-serif", "class": {"hideEmptyMembersBox": true}}}%%
classDiagram
  direction TB
  class CellType {
    <<enum>>
    kEmpty
    kX
    kO
  }
  class CellPosition {
    <<struct>>
    int row
    int col
  }
  class Game
  class Board {
    -cells_
    +PlaceCellResult PlaceCell(pos, type)
    +CellType GetCellType(position)
    +optional~CellType~ GetWinner()
  }
  Board --> CellPosition : 坐标
  Board --> CellType : 格子类型
  Game *-- Board

规则判断做成只读成员函数，所以 GetWinner、PreviewWin 这些查询不修改棋盘。写入入口是 PlaceCell 与 Clear；PlaceCell 用 PlaceCellResult 区分成功、越界、空类型与目标格已占用，Clear 把整盘恢复为空。这样分的原因见棋盘一章。

对局

Game 拥有棋盘，记录当前玩家、结果与落子历史；TryPlace 接收 Move，返回 PlaceResult。

%%| fig-cap: "对局类型与 Game 的状态。Game 拥有一个 Board，并用 Player、GameResult 记录当前玩家和结果。"
%%{init: {"fontFamily": "LXGW Bright Medium, system-ui, sans-serif", "class": {"hideEmptyMembersBox": true}}}%%
classDiagram
  direction TB
  class Player {
    <<enum>>
    kCross
    kNought
  }
  class Move
  class GameResult {
    <<enum>>
    kInProgress
    kCrossWin
    kNoughtWin
    kDraw
  }
  class Board
  class Game {
    -board_
    -current_player_
    -result_
    -history_
    +PlaceResult TryPlace(move)
  }
  Game *-- Board
  Game --> Player
  Game --> Move
  Game --> GameResult

Move 是 TryPlace 的输入，包含 CellPosition position 与 Player player。TryPlace 返回的 PlaceResult 定义在对局，有已落子和被拒绝两种取值。history_ 保存已执行的落子，快照里的 sequence 就取自它的长度。

电脑落子

Ai 是电脑落子的接口，Choose 只读对局；三种强度各有一个派生类。

%%| fig-cap: "电脑落子的接口与三种实现。Ai 的 Choose 只读对局，三个派生类分别实现一种强度。"
%%{init: {"fontFamily": "LXGW Bright Medium, system-ui, sans-serif", "class": {"hideEmptyMembersBox": true}}}%%
classDiagram
  direction TB
  class Ai {
    <<interface>>
    +Move Choose(const Game& game)
  }
  class RandomAi
  class HeuristicAi
  class MinimaxAi
  class Game
  Ai ..> Game : 只读
  RandomAi --|> Ai
  HeuristicAi --|> Ai
  MinimaxAi --|> Ai

Ai 声明 Choose，三个派生类各自实现一种强度。

终端程序

完整设计里，RunMatch 读取对局类型和电脑强度，再调用 PlayToEnd 进入一局的循环。

%%| fig-cap: "一局终端循环的调用链。RunMatch 读设置后调用 PlayToEnd，后者打印棋盘、读入落子并写入对局。"
%%{init: {"fontFamily": "LXGW Bright Medium, system-ui, sans-serif", "class": {"hideEmptyMembersBox": true}}}%%
classDiagram
  direction TB
  class RunMatch {
    <<function>>
  }
  class PlayToEnd {
    <<function>>
  }
  class PrintGame {
    <<function>>
  }
  class ReadHumanMove {
    <<function>>
  }
  class Ai
  class Game
  RunMatch --> PlayToEnd
  PlayToEnd --> PrintGame
  PlayToEnd --> ReadHumanMove
  PlayToEnd --> Ai : Choose
  PlayToEnd --> Game : TryPlace
  ReadHumanMove --> Game

完整设计里，PlayToEnd 每一轮打印当前棋盘，然后读入人类落子，或让 Ai 选子；人类落子和电脑的一手都通过 Game::TryPlace 写入对局。PrintGame 在棋盘文本之后调用 WriteSnapshot 追加 JSON 行。

常见错误

接口当作实现类

Ai 是接口，三种强度各自派生。Ai::Choose 在 ai.h 里声明，具体算法在三个派生类里。

自测问题

Game 与 Board 是什么关系？

查看答案

Game 持有一个 Board 作为组成部分。棋盘随对局对象一起创建和销毁，对局通过这个成员读写棋盘。
人机模式下，PlayToEnd 每一轮把落子交给哪两个对象？

查看答案

人机模式下，O 的回合调用 Ai::Choose 取得一步落子；X 的回合由 ReadHumanMove 读入。两条路径都调用 Game::TryPlace 写进对局。

本章回顾

你已经能按总图定位四块并说明边的关系，也能分清当前构建与保留的终端程序的设计。下一章是棋盘，从 Board 的保存与读写开始。