Trabalho Final de Programação II. Xadrez. Integrantes: José Mauro Nazareth Cardoso Neto, Pablo Santana Satler, Juliano Rodrigues Rossi.

Transcrição

1 Trabalho Final de Programação II Xadrez Integrantes: José Mauro Nazareth Cardoso Neto, Pablo Santana Satler, Juliano Rodrigues Rossi. Professores: Crediné Menezes Orivaldo de Lira Tavares Vitória, 15 de dezembro de 2011

2 1) DESCRIÇÃO DO PROBLEMA: O xadrez é um jogo de tabuleiro de natureza recreativa e competitiva disputado por dois oponentes. Atualmente, ele é um dos jogos mais populares do mundo, sendo praticado por cerca de 605 milhões de pessoas. Sua origem até hoje é muito controversa, mas acredita-se que ele tenha se originado na Ásia, mais precisamente na Índia, por volta do século VI d.c. Na época, o jogo era conhecido como jogo do exército ou Chaturanga e podia ser jogado por dois ou mais jogadores. Graças as viagens de mercadores e comerciantes, o jogo se espalhou pela China e pela Pérsia, alcançando grande parte do mundo posteriormente. Um dos povos que tiveram esse contato com o jogo foram os árabes, que perceberam o profundo relacionamento do mesmo com a matemática, sendo aparentemente os primeiros a formalizar e escrever suas regras. Já na Europa, por volta de 1200, tais regras começaram a sofrer modificações e aproximadamente em 1475, o jogo passou a ser como conhecemos nos dias de hoje. Falar afirmadamente que o xadrez se originou em uma tal época, em um tal lugar e de tal maneira pode ser uma coisa muita mais séria do que se imagina, pois há muitas pessoas que defendem com todas as forças que o xadrez se originou na Índia, enquanto outros defendem com toda certeza que ele se originou na China. Infelizmente, não chegamos a um acordo sobre tudo isso, mas seja onde e quando foi a sua origem, é de se destacar que o xadrez é um dos jogos mais prestigiados do mundo, sendo muitas vezes tratado como uma arte ou ciência. O jogo de xadrez é disputado sobre um tabuleiro quadrado de sessenta e quatro casas, alternando entre claras e escuras. As linhas verticais do tabuleiro são denominadas colunas, enquanto as horizontais são as fileiras. As colunas recebem letras de A a H, da direita para a esquerda, ao passo que as fileiras são identificadas por números de um a oito. Cada jogador dispõe inicialmente de dezesseis peças, sendo um rei, uma dama, dois bispos, dois cavalos, duas torres e oito peões. Um jogador joga com as peças brancas, enquanto o outro, com as pretas. Os movimentos são feitos alternadamente, um por cada jogador, sendo o condutor das peças brancas a mexer primeiro. O grande objetivo do jogo é dar o xeque-mate, isto é, colocar o rei adversário sob ataque, de tal modo que não se possa evitar, por meio legais, sua captura no lance seguinte. O trecho abordado no projeto pelo grupo foi implementar um jogo de xadrez onde

3 um jogador (usuário) joga contra outro usuário. Ou seja, não foi implementado uma inteligência artificial, e portanto, não há opção de jogo singleplayer. Procuramos abranger ao máximo e fielmente as regras do jogo. POSIÇÃO INICIAL DA PEÇAS NO TABULEIRO O tabuleiro de xadrez é constituído de uma malha quadriculada de 8x8, com 64 casas iguais, alternadamente claras (as casas brancas ) e escuras (as casas pretas ). No início da partida, um jogador tem 16 peças de cor clara (as peças brancas ); o outro tem 16 peças de cor escura (as peças pretas ). O jogador que controla as peças claras começa o jogo. Essas peças são como a seguir: Um rei branco, usualmente indicado pelo símbolo Uma dama branca, usualmente indicada pelo símbolo Duas torres brancas, usualmente indicadas pelo símbolo Dois bispos brancos, usualmente indicados pelo símbolo Dois cavalos brancos, usualmente indicados pelo símbolo Oito peões brancos, usualmente indicados pelo símbolo Um rei preto, usualmente indicado pelo símbolo Uma dama preta, usualmente indicada pelo símbolo Duas torres pretas, usualmente indicadas pelo símbolo Dois bispos pretos, usualmente indicados pelo símbolo Dois cavalos pretos, usualmente indicados pelo símbolo Oito peões pretos, usualmente indicados pelo símbolo

4 A posição inicial das peças no tabuleiro é a seguinte: As oito linhas verticais são chamadas de colunas. As oito linhas horizontais são chamadas de fileiras. As linhas de casas da mesma cor, de borda a borda, são chamadas de diagonais MOVIMENTO DAS PEÇAS Captura: - Se uma peça move-se para uma casa ocupada por uma peça adversária, esta é capturada e retirada do tabuleiro, isso fazendo parte do mesmo lance. - Diz-se estar uma peça atacando uma casa se esta peça puder capturar naquela casa. Movimento: - Nenhuma peça pode se mover a uma casa ocupada por uma peça de sua cor. Segue a descrição dos movimentos válidos para cada peça: A DAMA: A dama move-se para qualquer casa ao longo da coluna (vertical), fileira (horizontal) ou diagonal que ocupa.

5 A TORRE: ocupa. A torre move-se a qualquer casa ao longo da coluna (vertical) ou fileira (horizontal) que O BISPO: O bispo move-se a qualquer casa ao longo de uma diagonal que ocupa.

6 Ao executar seus lances, a dama, a torre ou o bispo não podem pular sobre nenhuma peça em seu caminho. O CAVALO: O cavalo move-se para a casa mais próxima em relação à qual ocupa, mas não na mesma coluna, fileira ou diagonal. Considera-se que ele não passa pelas casas adjacentes. É conhecido como movimento em L. Ao executar seu lance o cavalo pode mover-se mesmo que haja outra peça em seu caminho.

7 O PEÃO a) O peão avança para uma casa vazia, imediatamente à sua frente na mesma coluna, ou Em seu primeiro lance o peão pode avançar duas casas na mesma coluna, desde que b) ambas estejam vazias, ou O peão avança a uma casa ocupada por uma peça adversária, que esteja c) diagonalmente à sua frente, numa coluna adjacente, capturando aquela peça. Promoção Outro movimento característico dos peões é a promoção. Esta acontece quando um d) peão atinge a última linha, ou inversamente a primeira do adversário. Quando isso acontece o jogador tem de converter o Peão numa Dama, Torre, Bispo ou Cavalo. O REI: Movimento do rei: a) O rei pode mover-se de duas formas: I) indo para qualquer casa adjacente não atacada por uma ou mais peças adversárias, II) rocando. Este é um lance do rei com qualquer das torres de mesma cor situada na mesma fileira e é

8 considerado como um lance de rei apenas. Ele é executado como a seguir: O rei é transferido de sua casa original a duas casas em direção à torre e, então, a torre é transferida sobre o rei para a casa qual o rei acaba de atravessar. Antes do roque grande das pretas. Depois do roque grande das pretas. 1) O roque é ilegal: Se o rei já foi movido ou com uma torre que já tenha sido movida. 2) O roque está temporariamente impedido: a) se a casa original do rei ou uma casa pela qual o rei deve passar ou ainda a casa a ser ocupada pelo rei ao fim do roque, estiver atacada por uma peça adversária. b] se houver alguma peça entre o rei e a torre com a qual se pretende rocar. b) Um rei é dito em xeque, se estiver sob o ataque de uma ou mais peças adversárias, mesmo que essas peças não possam se mover. Avisar um xeque não é obrigatório. Um jogador não deve fazer um lance que coloque ou deixe seu rei em xeque.

9 PARTIDA TERMINADA A partida é ganha pelo jogador que, executando um lance legal, deu mate no rei do adversário. Isto termina a partida imediatamente. Empate: A partida está empatada quando um jogador, que tem a vez de jogar, não tem um lance legal para fazer e cujo rei não está em xeque. Diz-se, então, que o rei está afogado. Isto termina a partida imediatamente. 2) Proposta de solução A ideia do programa é que o mesmo seja um tabuleiro que intermedeie o jogo entre dois usuários humanos. O programa irá funcionar criando alterações sobre uma variável global denominada tabuleiro, bem como imprimindo a mesma. A variável global Tabuleiro é uma matriz bidimensional 8x8 de ponteiros. O ponteiro foi utilizado, pois seria mais facilmente alterado além de desenvolver as habilidades dos desenvolvedores com esta ferramenta tão importante da programação. Além de criar e plotar o tabuleiro, devem haver funções no programa para definir se um movimento é ou não possível. Inicialmente pretende-se criar os movimentos dos peões, das torres, dos cavalos, dos bispos, das rainhas e dos reis de ambos os times. Para isto pretende-se modularizar as funções tanto quanto seja útil, ou seja, se uma verificação for utilizada mais de uma vez por funções diferentes (ou até mesmo pela mesma função), esta será modularizada. Inicialmente entende-se que provavelmente as funções de movimento horizontal, vertical e diagonal serão modularizadas, uma vez que diversos movimentos as utilizam, mesmo que de maneira levemente diferente (enquanto a torre pode se mover quantas casas quiser na horizontal e vertical, o rei pode-se

10 mover apenas uma, nas mesmas direções). Pretende-se também criar os movimentos especiais de Roque, promoção e o movimento inicial de duas casas do peão. O programa também deve avisar quando uma peça realiza um movimento inválido e permitir que o jogador revise o movimento que havia feito anteriormente, bem como avisar do xeque e do xeque-mate, quando o mesmo deve terminar e avisar qual dos dois jogadores ganhou. 3) Evidências da correção A função imprime TestaMovimentos() foi testada e o resultado obtido foi positivo para todas as peças, como visto na apresentação em grupo. Os dados para as funções de teste são explicadas dentro da função testamovimentos(). Apesar disto, dentro da função movimentos(), as funções de movimento e/ou verificação para o peão não funcionaram como deveriam, apresentando falha de segmentação ao iniciar o programa de fechando o mesmo. Tais funções foram refeitas diversas vezes, dentro e fora das modularizações, até que conseguimos fazer as mesmas funcionarem de modo praticamente devido, como apresentadas na solução final. A solução final, portanto, apresenta apenas o problema de que caso os peões se movam para um lugar que eles não deveriam ir, a falha de segmentação aparece. Além disso também foi achado o problema que, se o peão se move até o final do tabuleiro, o mesmo não se torna uma Rainha como deveria. A falha de segmentação é um erro de quando o programa verifica uma posição de memória inválida, comumente associada ao uso errôneo de estruturas. Em nosso caso não sabemos exatamente o que faz com que isto

11 ocorra, uma vez que antes de cada verificação são feitas diversas verificações para ver se o endereço de memória está sendo ocupado, se esta sendo ocupado pela peça correta ou se está sendo ocupado por NULL. Fora o pequeno contratempo do peão, que não atrapalha o jogo pois desde que o peão se mova como deve o programa não encontrará erros, o programa foi testado com alguns jogos entre os desenvolvedores e nenhum outro erro foi encontrado. 4) Desempenho do programa Os testes apontam que apesar das diversas verificações feitas para cada movimento, o programa teve um desempenho adequado, uma vez que o mesmo não travou ou apresentou lentidão. Algumas funções faziam até 64 verificações, e esta fora a maior quantidade para uma mesma função. Pode parecer um número grande, porém isto é feito praticamente instantaneamente por um computador, evidenciando deste modo o fato de que não houve problemas com o desempenho. 5) O grupo consegui atingir os objetivos pretendidos com a solução encontrada? Nem todos os objetivos pretendidos foram alcançados. Primeiramente tornou-se difícil pela maneira com que abordamos o projeto (com uso de ponteiros e estruturas) criar a função para realizar a verificação do xeque-mate. Em segundo plano houveram os problemas relacionados ao peão. Os seus movimentos estão com algumas limitações (se ele for movimentado de forma errada o programa verifica espaços de memória inválidos e o programa deixa de executar com erro falha de segmentação ). Além disso, o peão não realiza a promoção quando chega ao final do tabuleiro e pode se mover na diagonal durante seus movimentos normais, o que não deveria ser permitido de forma alguma.

12 Houve problemas identificados com os movimentos do rei, que não retornavam o aviso de erro, porém não realizava o movimento errado e passava a vez para o oponente, bem como não realizava o xeque. Isto indica erros na parte da função movimentos() que descreve o movimento do rei, que resultaram provavelmente de um erro na codificação das condições de adoção da cláusula de movimento inválido. Também foram identificados problemas na função verificaxeque(), aparentemente um erro no uso da cláusula break; fez com que a função continuasse verificando se há peças a ameaçando após achar uma peça do mesmo time numa linha, por exemplo se a rainha estiver na mesma linha do rei, não deveria porém o jogador é informado de um xeque. Pretendíamos também fazer com que as posições nas quais não existiam peças retornassem algum caractere gráfico para que fosse mais fácil ver o tabuleiro, porém não encontramos maneiras para tal. Fora estas considerações, não há outros objetivos inicialmente propostos que não conseguimos atingir, O Xadrez funciona, apesar de precariamente e com várias movimentações incompletas ou apresentando falhas de movimentação, ainda maiores do que as identificadas inicialmente. Apesar de tudo isto, é possível jogar com ele e ele finaliza após três movimentos que colocam o rei em xeque. Referências Bibliográficas: Introdução ao xadrez (Autor: Fábio) Fonte digital: Documento do autor acesso em: 12/12/11. acesso em: 12/12/11. acesso em: 12/12/11.