Volle Logik bisa uf Unentschieden, Spielschleife

Morris/ExtensionMethods.cs

@@ -8,8 +8,15 @@ namespace Morris
 {
 	internal static class ExtensionMethods
 	{
+		/// <summary>
+		/// Gibt den Gegner des Spielers zurück
+		/// </summary>
 		public static Player Opponent(this Player p)
 		{
+			// Es ist in der Regel vermutlich einfacher ~player anstatt player.Opponent() zu
+			// schreiben, Änderungen am Schema von Player sind so jedoch von dem Code, der
+			// Player verwendet, wegabstrahiert und die semantische Bedeutung von Code,
+			// der .Opponent verwendet, ist einfacher zu erkennen (Kapselung).
 			return ~p;
 		}
 	}

Morris/Game.cs

@@ -0,0 +1,88 @@
+/*
+ * Game.cs
+ * Copyright (c) 2016 Markus Himmel
+ * This file is distributed under the terms of the MIT license
+ */
+
+using System.Collections.Generic;
+using System.Threading;
+
+namespace Morris
+{
+	/// <summary>
+	/// Repräsentiert ein einzelnes Mühlespiel
+	/// </summary>
+	class Game
+	{
+		private List<IGameStateObserver> observers = new List<IGameStateObserver>();
+		private GameState state;
+		private Dictionary<Player, IMoveProvider> providers;
+
+		public Game(IMoveProvider white, IMoveProvider black)
+		{
+			state = new GameState();
+			providers = new Dictionary<Player, IMoveProvider>()
+			{
+				[Player.White] = white,
+				[Player.Black] = black
+			};
+		}
+
+		/// <summary>
+		/// Spielt eine gesamte Runde Mühle
+		/// </summary>
+		/// <param name="moveDelay">Die Zeit, in Millisekunden, die gewartet wird, bevor nach einem
+		/// erfolgreichem Zug der nächste Zug angefordert wird (damit KI vs. KI-Spiele in einem
+		/// angemessenen Tempo angesehen werden können)</param>
+		/// <returns>Das Spielergebnis</returns>
+		public GameResult Run(int moveDelay = 0)
+		{
+			notifyOberservers();
+			MoveResult res;
+
+			// Äußere Schleife läuft einmal pro tatsächlichem Zug
+			do
+			{
+				// Innere Schleife läuft einmal pro Zugversuch
+				do
+				{
+					res = state.TryApplyMove(providers[state.NextToMove].GetNextMove(state));
+				} while (res == MoveResult.InvalidMove);
+
+				notifyOberservers();
+				Thread.Sleep(moveDelay);
+			} while (state.Result == GameResult.Running);
+
+			return state.Result;
+		}
+
+		/// <summary>
+		/// Registriert einen <see cref="IGameStateObserver"/> für kommende Spielereignisse 
+		/// </summary>
+		/// <param name="observer">Das zu notifizierende Objekt</param>
+		public void AddObserver(IGameStateObserver observer)
+		{
+			observers.Add(observer);
+		}
+
+		/// <summary>
+		/// Meldet einen <see cref="IGameStateObserver"/> von kommenden Spielereignissen ab
+		/// </summary>
+		/// <param name="observer">Das abzumeldende Objekt</param>
+		/// <returns>Wahr, wenn das Objekt tatsächlich entfernt wurde.
+		/// Falsch, wenn es nicht gefunden wurde.</returns>
+		public bool RemoveObserver(IGameStateObserver observer)
+		{
+			return observers.Remove(observer);
+		}
+
+		// Meldet dem Spielzustand an alle Observer
+		private void notifyOberservers()
+		{
+			foreach (var observer in observers)
+			{
+				observer.Notify(state);
+			}
+		}
+	}
+}

Morris/GameMove.cs

@@ -70,11 +70,34 @@ namespace Morris
 		/// </summary>
 		/// <param name="from">Wo sich der Stein vor dem Zug befindet</param>
 		/// <param name="to">Wo sich der Stein nach dem Zug befindet</param>
-		/// <param name="remove">Welcher gegnerische Stein bewegt werden soll</param>
+		/// <param name="remove">Welcher gegnerische Stein entfernt werden soll</param>
 		/// <returns>Einen nicht zwangsläufig gültigen Spielzug</returns>
 		public static GameMove MoveRemove(int from, int to, int remove)
 		{
 			return new GameMove(from, to, remove);
 		}
+
+		// Die nachfolgenden beiden Methoden existieren, weil GameMove immutable sein soll, damit es keine lustigen
+		// Aliasing-Bugs gibt, wenn MoveProviders komische Dinge mit den Zügen machen, die sie von GameState.BasicMoves
+		// zurückbekommen
+
+		/// <summary>
+		/// Gibt eine Kopie des GameMove ohne Informationen zur Entfernung zurück
+		/// </summary>
+		/// <returns>Eine neuen Spielzug</returns>
+		public GameMove WithoutRemove()
+		{
+			return new GameMove(From, To, null);
+		}
+
+		/// <summary>
+		/// Erstellt eine Kopie des GameMove mit Zusatzinformation zur Entfernung eines gegnerischen Steins zurück
+		/// </summary>
+		/// <param name="remove">Welcher gegnerische Stein entfernt werden soll</param>
+		/// <returns>Einen neuen Spielzug</returns>
+		public GameMove WithRemove(int remove)
+		{
+			return new GameMove(From, To, remove);
+		}
 	}
 }

Morris/GameResult.cs

@@ -12,8 +12,8 @@ namespace Morris
 	public enum GameResult
 	{
 		Running,
-		WhiteVictory,
-		BlackVictory,
-		Draw
+		Draw,
+		WhiteVictory = Player.White,
+		BlackVictory = Player.Black
 	}
 }

Morris/GameState.cs

@@ -7,6 +7,7 @@
 using System;
 using System.Collections.Generic;
 using System.Linq;
+using System.Collections.ObjectModel;
 using System.Text;
 using System.Threading.Tasks;
 
@@ -15,52 +16,19 @@ namespace Morris
 	/// <summary>
 	/// Repräsentiert eine Mühle-Spielsituation
 	/// </summary>
-	public class GameState
+	public class GameState : IReadOnlyGameState
 	{
 		public Occupation[] Board { get; private set; }
 		public Player NextToMove { get; private set; }
 		public GameResult Result { get; private set; }
 
 		private Dictionary<Player, Phase> playerPhase;
+		private Dictionary<Player, int> stonesPlaced;
+		private Dictionary<Player, int> currentStones;
 
-		/// <summary>
-		/// Gibt die Phase, in der sich ein Spieler befindet, zurück
-		/// </summary>
-		/// <param name="player">Der Spieler, dessen Phase gesucht ist</param>
-		/// <returns>Eine Phase</returns>
-		public Phase GetPhase(Player player)
-		{
-			return playerPhase[player];
-		}
-
-		private const int FIELD_SIZE = 24;
-
-		static GameState()
-		{
-
-			connections = new bool[FIELD_SIZE, FIELD_SIZE];
-			foreach (int[] mill in mills)
-			{
-				for (int i = 0; i < mill.Length - 1; i++)
-				{
-					connections[mill[i], mill[i + 1]] = true;
-					connections[mill[i + 1], mill[i]] = true;
-				}
-			}
-		}
-
-		public GameState()
-		{
-			// Leeres Feld
-			Board = Enumerable.Repeat(Occupation.Free, FIELD_SIZE).ToArray();
-			NextToMove = Player.White;
-			Result = GameResult.Running;
-			playerPhase = new Dictionary<Player, Phase>()
-			{
-				[Player.Black] = Phase.Placing,
-				[Player.White] = Phase.Placing
-			};
-		}
+		public const int FIELD_SIZE = 24;
+		public const int STONES_MAX = 9;
+		public const int FLYING_MAX = 3;
 
 		// Jeder Eintrag repräsentiert eine mögliche Mühle
 		private static readonly int[][] mills = new[]
@@ -90,6 +58,139 @@ namespace Morris
 		// Wird aus den Daten in mills im statischen Konstruktor generiert
 		private static bool[,] connections;
 
+		static GameState()
+		{
+			connections = new bool[FIELD_SIZE, FIELD_SIZE];
+			foreach (int[] mill in mills)
+			{
+				for (int i = 0; i < mill.Length - 1; i++)
+				{
+					connections[mill[i], mill[i + 1]] = true;
+					connections[mill[i + 1], mill[i]] = true;
+				}
+			}
+		}
+
+		public GameState()
+		{
+			// Leeres Feld
+			Board = Enumerable.Repeat(Occupation.Free, FIELD_SIZE).ToArray();
+			NextToMove = Player.White;
+			Result = GameResult.Running;
+
+			playerPhase = new Dictionary<Player, Phase>()
+			{
+				[Player.Black] = Phase.Placing,
+				[Player.White] = Phase.Placing
+			};
+
+			stonesPlaced = new Dictionary<Player, int>()
+			{
+				[Player.Black] = 0,
+				[Player.White] = 0
+			};
+
+			currentStones = new Dictionary<Player, int>()
+			{
+				[Player.Black] = 0,
+				[Player.White] = 0
+			};
+		}
+
+		ReadOnlyCollection<Occupation> IReadOnlyGameState.Board
+		{
+			get
+			{
+				return Array.AsReadOnly(Board);
+			}
+		}
+
+		// Die folgenden drei Methoden existieren, weil selbst eine Setter-Only Property,
+		// die die zugrundeliegenden Dictionaries zurückgibt, modifizierbar wäre.
+		// IReadOnlyDictionary ist keine Lösung, weil es Nutzer dieser Klasse eigentlich
+		// nicht interessiert, wie diese Daten gespeichtert sind. In einer späteren Version
+		// könnte sich das auch ändern (weil Dictionaries ziemlich "overkill" zur Speicherung
+		// zweier Ganzzahlen sind).
+
+		/// <summary>
+		/// Gibt die Phase, in der sich ein Spieler befindet, zurück
+		/// </summary>
+		/// <param name="player">Der Spieler, dessen Phase gesucht ist</param>
+		/// <returns>Eine Phase</returns>
+		public Phase GetPhase(Player player)
+		{
+			return playerPhase[player];
+		}
+
+		/// <summary>
+		/// Gibt die von einem Spieler insgesamt gesetzten Steine zurück
+		/// </summary>
+		/// <param name="player">Der Spieler, dessen gesetzten Steine gesucht sind</param>
+		/// <returns>Eine Zahl zwischen 0 und <see cref="STONES_MAX"/></returns>
+		public int GetStonesPlaced(Player player)
+		{
+			return stonesPlaced[player];
+		}
+
+		/// <summary>
+		/// Gibt die Zahl der Steine auf dem Spielfeld, die einem Spieler gehören, zurück
+		/// </summary>
+		/// <param name="player">Der Spieler, dessen aktuelle Steinzahl gesucht ist</param>
+		/// <returns>Eine Zahl zwischen 0 und <see cref="STONES_MAX"/></returns>
+		public int GetCurrentStones(Player player)
+		{
+			return currentStones[player];
+		}
+
+		// Gibt alle Paare von Spielfeldpositionen (p, p2) zurück, sodass
+		// p vom aktuellen Spieler belegt ist und p2 frei ist und
+		// zusätzlich pred(p, p2) erfüllt ist.
+		// Hilfsmethode für BasicMoves; in C# 7 könnte man da eine coole
+		// lokale Funktion draus machen, das hier ist aber ein
+		// C# 6-Projekt...
+		private IEnumerable<GameMove> pairs(Func<int, int, bool> pred)
+		{
+			return Enumerable.Range(0, FIELD_SIZE)
+				.Where(p => (int)Board[p] == (int)NextToMove)
+				.SelectMany(p => Enumerable.Range(0, FIELD_SIZE)
+					.Where(p2 => Board[p2] == Occupation.Free && pred(p, p2))
+					.Select(p2 => GameMove.Move(p, p2)));
+		}
+
+		/// <summary>
+		/// Gibt alle möglichen Spielzüge für den Spieler, der aktuell am Zug ist,
+		/// ohne Informationen über zu entfernende gegnerische Steine zurück.
+		/// 
+		/// Für von dieser Methode zurückgegebene Züge kann mithilfe von
+		/// <see cref="IsValidMove(GameMove)"/> bestimmt werden, ob ein Stein
+		/// entfernt werden darf.
+		/// </summary>
+		public IEnumerable<GameMove> BasicMoves()
+		{
+			switch (playerPhase[NextToMove])
+			{
+				case Phase.Placing:
+					// Ein neuer Zug für alle freien Felder
+					return Enumerable.Range(0, FIELD_SIZE)
+						.Where(p => Board[p] == Occupation.Free)
+						.Select(p => GameMove.Place(p));
+
+				case Phase.Moving:
+					// Ein neuer Zug für jedes Paar von Positionen (p, p2), bei dem
+					// p vom aktuellen Spieler belegt ist und p2 frei und mit p
+					// verbunden ist
+					return pairs((p, p2) => connections[p, p2]);
+
+				case Phase.Flying:
+					// Ein neuer Zug für jedes Paar von Positionen (p, p2), bei dem
+					// p vom aktuellen Spieler belegt ist und p2 frei ist
+					return pairs((p, p2) => true);
+
+				default:
+					throw new InvalidOperationException("Sollte nie erreicht werden");
+			}
+		}
+
 		/// <summary>
 		/// Bestimmt, ob ein Zug in der aktuellen Spielsituation gültig ist
 		/// </summary>
@@ -186,20 +287,33 @@ namespace Morris
 			// ggf. wegbewegter Stein
 			if (move.From.HasValue)
 				Board[move.From.Value] = Occupation.Free;
+			else if (++stonesPlaced[NextToMove] == STONES_MAX)
+				playerPhase[NextToMove] = Phase.Moving;
 
 			// Hinbewegter Stein
 			Board[move.To] = (Occupation)NextToMove;
 
 			// ggf. entfernter Stein
 			if (move.Remove.HasValue)
+			{
 				Board[move.Remove.Value] = Occupation.Free;
+				if (--currentStones[NextToMove.Opponent()] == FLYING_MAX)
+					playerPhase[NextToMove.Opponent()] = Phase.Flying;
+			}
+
+			// Gegner hat nur noch zwei Steine
+			if (currentStones[NextToMove.Opponent()] == 2)
+				Result = (GameResult)NextToMove;
 
 			// Gegner ist jetzt dran
 			NextToMove = NextToMove.Opponent();
 
+			// Wenn der (jetzt) aktuelle Spieler keine gültigen Züge hat,
+			// hat er verloren
+			if (!BasicMoves().Any())
+				Result = (GameResult)NextToMove.Opponent();
+
 			return MoveResult.OK;
 		}
-
-
 	}
 }

Morris/IGameStateObserver.cs

@@ -1,12 +1,21 @@
-using System;
-using System.Collections.Generic;
-using System.Linq;
-using System.Text;
-using System.Threading.Tasks;
+/*
+ * IGameStateObserver.cs
+ * Copyright (c) 2016 Markus Himmel
+ * This file is distributed under the terms of the MIT license
+ */
 
 namespace Morris
 {
+	/// <summary>
+	/// Eine Entität, die ein Spiel "abbonieren" kann und dann über Änderungen
+	/// des Spielzustands in Kenntnis gesetzt wird
+	/// </summary>
 	interface IGameStateObserver
 	{
+		/// <summary>
+		/// Wird aufgerufen, wenn sich der aktuelle Spielzustand geändert hat
+		/// </summary>
+		/// <param name="state">Lesesicht auf den aktuellen Spielzustand</param>
+		void Notify(IReadOnlyGameState state);
 	}
 }

Morris/IReadOnlyGameState.cs

@@ -4,18 +4,14 @@
  * This file is distributed under the terms of the MIT license
  */
 
-using System;
-using System.Collections.Generic;
-using System.Linq;
-using System.Text;
-using System.Threading.Tasks;
 using System.Collections.ObjectModel;
 
 namespace Morris
 {
 	/// <summary>
 	/// Eine schreibgeschützte Sicht auf ein Spielfeld, anhand der ein <see cref="IMoveProvider"/>
-	/// einen Nachfolgezug bestimmen soll
+	/// einen Nachfolgezug bestimmen soll und ein <see cref="IGameStateObserver"/> die Spielsituation
+	/// komsumieren kann
 	/// </summary>
 	public interface IReadOnlyGameState
 	{
@@ -38,6 +34,7 @@ namespace Morris
 
 
 		// Methoden, die Auskunft über die Spielsituation geben
+		// (siehe hierzu auch den Kommentar in GameState.cs)
 
 		/// <summary>
 		/// Gibt die Phase, in der sich ein Spieler befindet, zurück
@@ -46,6 +43,19 @@ namespace Morris
 		/// <returns>Eine Phase</returns>
 		Phase GetPhase(Player player);
 
+		/// <summary>
+		/// Gibt die von einem Spieler insgesamt gesetzten Steine zurück
+		/// </summary>
+		/// <param name="player">Der Spieler, dessen gesetzten Steine gesucht sind</param>
+		/// <returns>Eine Zahl zwischen 0 und <see cref="STONES_MAX"/></returns>
+		int GetStonesPlaced(Player player);
+
+		/// <summary>
+		/// Gibt die Zahl der Steine auf dem Spielfeld, die einem Spieler gehören, zurück
+		/// </summary>
+		/// <param name="player">Der Spieler, dessen aktuelle Steinzahl gesucht ist</param>
+		/// <returns>Eine Zahl zwischen 0 und <see cref="STONES_MAX"/></returns>
+		int GetCurrentStones(Player player);
 
 		// Methoden zur Vereinfachung der Arbeit von IMoveProvider
 

Morris/Morris.csproj

@@ -44,6 +44,7 @@
   </ItemGroup>
   <ItemGroup>
     <Compile Include="ExtensionMethods.cs" />
+    <Compile Include="Game.cs" />
     <Compile Include="GameResult.cs" />
     <Compile Include="GameState.cs" />
     <None Include="LICENSE" />