C语言从零实现贪吃蛇小游戏

被二进制支配的打工人2024-02-17 18:00

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文章目录

  • 前言
  • 一. 技术要点
  • 二、WIN32API介绍
  • 三、贪吃蛇游戏设计与分析
  • 1.游戏开始前的初始化
  • 2.游戏运行的逻辑
  • 总结

前言

当我们掌握链表这样的数据结构之后，我们就可以用它来做一些小项目，比如童年小游戏贪吃蛇

目标：在Windows环境中控制台上使用C语言模拟实现经典小游戏贪吃蛇

一.技术要点

C语言函数，枚举，结构体，动态内存管理，预处理指令，链表，Win32API等。

二.Win32API介绍

1.什么是Win32API

Win32 API是微软的操作系统Windows提供给开发人员的编程接口，它决定了我们开发的Windows应用程序的能力。

使用Win32 API，应用程序可以充分挖掘Windows的32位操作系统的潜力。 Mircrosoft的所有32位平台都支持统一的API，包括函数、结构、消息、宏及接口。使用 Win32 API不但可以开发出在各种平台上都能成功运行的应用程序，而且也可以充分利用每个平台特有的功能和属性。

2.控制台程序（Console）

我们平时运行起来出现的黑框框就是控制台。

我们可以通过mode命令来设置窗口大小。

例如：设置为30行，100列

mode con cols=100 lines=30

在VS上我们可以借助system函数（头文件<windows.h>）来完成这样的命令

我们也可以通过title命令来修改控制台窗口的名称

title 贪吃蛇

3.控制台屏幕上的坐标 COORD

COORD是Win32API中定义的一个结构体，表示一个字符在屏幕缓冲区上的坐标，坐标为（0,0）的原点位于缓冲区的顶部最左侧单元格

typedef struct _COORD {

SHORT X; // horizontal coordinate

SHORT Y; // vertical coordinate

} COORD;

4.GetStdHandle

GetStdHandle 是Win32API的一个函数，它用于从特定的标准设备（标准输入，标准输出，标准错误）中获取一个句柄（用于标识不同设备的数值），使用这个句柄可以操作设备。

语法

HANDLE GetStdHandle( DWORDnStdHandle );

参数有三种取值

|-------------------|---------|
| STD_INPUT_HANDLE | 标准输入的句柄 |
| STD_OUTPUT_HANDLE | 标准输出的句柄 |
| STD_ERROR_HANDLE | 标准错误的句柄 |

实例：

5.GetConsoleCursorInfo

功能：检索有关指定控制台光标的大小和可见性

BOOL WINAPI GetConsoleCursorInfo(

HANDLE hConsoleOutput,

PCONSOLE_CURSOR_INFO lpConsoleCursorInfo

);

PCONSOLE_CURSOR_INFO是指向 CONSOLE_CURSOR_INFO这个结构体的指针，该结构接收主机光标的信息。

6.SetConsoleCursorInfo

功能：设置指定控制台屏幕缓冲区的光标大小和可见性

BOOL WINAPI SetConsoleCursorInfo(
In HANDLE hConsoleOutput,
In const CONSOLE_CURSOR_INFO *lpConsoleCursorInfo
);

一般都是配合 GetConsoleCursorInfo函数使用，先用GetConsoleCursorInfo函数获取当前光标信息，再自己手动修改光标信息，最后用SetConsoleCursorInfo 函数设置进去！！！

**7.**GetAsyncKeyState

GetAsyncKeyState是一个用来判断函数调用时指定虚拟键的状态，确定用户当前是否按下了键盘上的一个键的函数。

返回类型为short类型，如果返回的16位short类型数据中最高位为1，则表明该键被按下，最高位为0则表示该键抬起，如果最低位为1表示该键被按过，否则为0.

|------------------|-----------|---------------------------------------------------------------------------|
| 函数名 | 返回值类型 | 备注 |
| GetAsyncKeyState | SHORT | 用来判断函数调用时指定虚拟键的状态 |
| 参数 | 类型 | 说明 |
| vKey | int | 欲测试的虚拟键的键码 |

每个键都对应一个虚拟键值，可以自行查找。

8.SetConsoleCursorPosition

有时我们可能不想让字符打印从（0,0）坐标处开始打印，这时就需要用这个函数来设置坐标

使用这个函数需要两个参数：第一个参数类型为HANDLE ，第二个参数类型为COORD

实例：

三.贪吃蛇游戏设计与分析

1.游戏开始前的初始化

数据结构的设计：

cpp 复制代码 
enum GameStatus
{
	OK,
	ESC,
	KILL_BYWALL,
	KILL_BYSELF,
};
enum DIRECTION
{
	LEFT,
	RIGHT,
	UP,
	DOWN,
};
//蛇身节点
typedef struct SnakeNode
{
	int x;
	int y;
	struct SnakeNode* next;
}SnakeNode,*pSnakeNode;

//整条蛇
typedef struct Snake
{
	pSnakeNode pSnake;
	pSnakeNode pFood;//指向食物的指针
	int Score;//当前累计分数
	int FoodWeight;//一个食物的分数
	int SleepTime;//休眠时间，时间越短，速度越快
	enum GameStatus Status;
	enum DIRECTION dir;
}Snake,*pSnake;

接下来打印欢迎信息 ，这里我们单独分装两个函数，一个用来设置光标位置，另一个用来打印欢迎信息：

下一步：创建地图

cpp 复制代码 
 #define WALL L'□'
void CreateMap()
{
	//上
	SetPos(0, 0);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 69; i += 2)
	{
		wprintf(L"%lc", WALL);
	}
	//下
	SetPos(0,34);
	for (i = 0; i < 69; i += 2)
	{
		wprintf(L"%lc", WALL);
	}
	//左
	for (i = 0; i < 34; i++)
	{
		SetPos(0, i);
		wprintf(L"%lc", WALL);
	}
	//右
	for (i = 0; i < 34; i++)
	{
		SetPos(68, i);
		wprintf(L"%lc", WALL);
	}
}

再下一步：初始化蛇

cpp 复制代码 
void InitSnake(pSnake ps)
{
	pSnakeNode cur = NULL;
	//创建5个蛇身节点
	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		cur = (pSnakeNode)malloc(sizeof(SnakeNode));
		if (cur == NULL)
		{
			perror("createsnake malloc");
			exit(1);
		}
		cur->x = 32 + 2 * i;
		cur->y = 7;
		cur->next = NULL;
		if (ps->pSnake == NULL)
		{
			ps->pSnake = cur;
		}
		else
		{
			cur->next = ps->pSnake;
			ps->pSnake = cur;
		}
	}

	//打印蛇身
	cur = ps->pSnake;
	while (cur)
	{
		SetPos(cur->x, cur->y);
		wprintf(L"%lc", BODY);
		cur = cur->next;
	}
	
	//贪吃蛇其他信息初始化
	ps->dir = RIGHT;
	ps->FoodWeight = 10;
	ps->pFood = NULL;
	ps->Score = 0;
	ps->SleepTime = 200;//200毫秒
	ps->Status = OK;
}

最后：创建食物

cpp 复制代码 
void CreateFood(pSnake ps)
{
	int x = 0;
	int y = 0;
	again:
	do {
		x = rand() % 66 + 2;
		y = rand() % 33 + 1;
	} while (x % 2 != 0);
	pSnakeNode cur = ps->pSnake;
	while (cur)
	{
		if (x == cur->x && y == cur->y)
		{
			goto again;
		}
		cur = cur->next;
	}
	pSnakeNode food = (pSnakeNode)malloc(sizeof(pSnake));
	if (!food)
	{
		perror("createfood malloc ");
		exit(1);
	}
	food->x = x;
	food->y = y;
	ps->pFood = food;
	SetPos(x, y);
	wprintf(L"%lc", FOOD);
}

最后将这些函数放在GameStart函数中，一起完成游戏开始前的工作

2.游戏运行的逻辑

第一步：打印帮助信息

第二步：循环检测按键状态

3.游戏结束的善后

总结

所有代码放在这里：

cpp 复制代码 
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<locale.h>
#include<string.h>
#include<stdbool.h>
#include<windows.h>
#define WALL L'□'
#define BODY L'●'
#define FOOD L'★'
#define KEY_PRESS(vk)  ((GetAsyncKeyState(vk) & 0x1)? 1: 0)

enum GameStatus
{
	OK,
	ESC,
	KILL_BYWALL,
	KILL_BYSELF,
};
enum DIRECTION
{
	LEFT,
	RIGHT,
	UP,
	DOWN,
};
//蛇身节点
typedef struct SnakeNode
{
	int x;
	int y;
	struct SnakeNode* next;
}SnakeNode,*pSnakeNode;

//整条蛇
typedef struct Snake
{
	pSnakeNode pSnake;
	pSnakeNode pFood;//指向食物的指针
	int Score;//当前累计分数
	int FoodWeight;//一个食物的分数
	int SleepTime;//休眠时间，时间越短，速度越快
	enum GameStatus Status;
	enum DIRECTION dir;
}Snake,*pSnake;

void SetPos(int x, int y);

void GameStart(pSnake snake);

void Welcome();

void CreateMap();

void InitSnake(pSnake ps);

void CreateFood(pSnake ps);

void printhelpinfo();

//游戏运行的逻辑
void GameRun(pSnake ps);
void pause();

void SnakeMove(pSnake ps);
int IsFood(pSnake ps, pSnakeNode next);
void EatFood(pSnake ps, pSnakeNode next);
void NotEatFood(pSnake ps,pSnakeNode next);

void KillByWall(pSnake ps);
void KillBySelf(pSnake ps);

void GameEnd(pSnake ps);

#include"snake.h"
void SetPos(int x, int y)
{
	HANDLE handle = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
	COORD pos = { x,y };
	SetConsoleCursorPosition(handle, pos);
}
void Welcome()
{
	//打印欢迎信息
	SetPos(48, 15);
	printf("欢迎来到贪吃蛇小游戏\n");
	SetPos(50,35);
	system("pause");
	system("cls");

	//打印操作信息
	SetPos(35, 20);
	printf("用↑. ↓. ←. →来控制蛇的移动,F3是加速，F4是减速\n");
	SetPos(48, 22);
	printf("加速能获得更多分数\n");
	SetPos(50, 35);
	system("pause");
	system("cls");
}

void CreateMap()
{
	//上
	SetPos(0, 0);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 69; i += 2)
	{
		wprintf(L"%lc", WALL);
	}
	//下
	SetPos(0,34);
	for (i = 0; i < 69; i += 2)
	{
		wprintf(L"%lc", WALL);
	}
	//左
	for (i = 0; i < 34; i++)
	{
		SetPos(0, i);
		wprintf(L"%lc", WALL);
	}
	//右
	for (i = 0; i < 34; i++)
	{
		SetPos(68, i);
		wprintf(L"%lc", WALL);
	}
}

void InitSnake(pSnake ps)
{
	pSnakeNode cur = NULL;
	//创建5个蛇身节点
	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		cur = (pSnakeNode)malloc(sizeof(SnakeNode));
		if (cur == NULL)
		{
			perror("createsnake malloc");
			exit(1);
		}
		cur->x = 32 + 2 * i;
		cur->y = 7;
		cur->next = NULL;
		if (ps->pSnake == NULL)
		{
			ps->pSnake = cur;
		}
		else
		{
			cur->next = ps->pSnake;
			ps->pSnake = cur;
		}
	}

	//打印蛇身
	cur = ps->pSnake;
	while (cur)
	{
		SetPos(cur->x, cur->y);
		wprintf(L"%lc", BODY);
		cur = cur->next;
	}
	
	//贪吃蛇其他信息初始化
	ps->dir = RIGHT;
	ps->FoodWeight = 10;
	ps->pFood = NULL;
	ps->Score = 0;
	ps->SleepTime = 200;//200毫秒
	ps->Status = OK;
}

void CreateFood(pSnake ps)
{
	int x = 0;
	int y = 0;
	again:
	do {
		x = rand() % 66 + 2;
		y = rand() % 33 + 1;
	} while (x % 2 != 0);
	pSnakeNode cur = ps->pSnake;
	while (cur)
	{
		if (x == cur->x && y == cur->y)
		{
			goto again;
		}
		cur = cur->next;
	}
	pSnakeNode food = (pSnakeNode)malloc(sizeof(pSnake));
	if (!food)
	{
		perror("createfood malloc ");
		exit(1);
	}
	food->x = x;
	food->y = y;
	ps->pFood = food;
	SetPos(x, y);
	wprintf(L"%lc", FOOD);
}

void GameStart(pSnake ps)
{
	//修改控制台信息
	system("mode con cols=120 lines=40");
	system("title 贪吃蛇");
	//隐藏光标
	HANDLE handle = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
	CONSOLE_CURSOR_INFO cursorinfo;
	GetConsoleCursorInfo(handle, &cursorinfo);
	cursorinfo.bVisible = false;
	SetConsoleCursorInfo(handle, &cursorinfo);
	//打印欢迎信息
	Welcome();
	//绘制地图
	CreateMap();
	//初始化蛇
	InitSnake(ps);
	//创建食物
	CreateFood(ps);
	 
}

void printhelpinfo()
{
	SetPos(80, 18);
	printf("不能穿墙，不能咬到自己\n");
	SetPos(80, 19);
	printf("用↑ . ↓ . ← . →来控制蛇的移动\n");
	SetPos(80, 20);
	printf("F3是加速，F4是减速\n");
}

void pause()
{
	while (1)
	{
		Sleep(100);
		if (KEY_PRESS(VK_SPACE))
		{
			break;
		}
	}
}


int IsFood(pSnake ps,pSnakeNode next)
{
	if (ps->pFood->x == next->x && ps->pFood->y == next->y)
	{
		return 1;//是食物
	}
	else
		return 0;
} 


void EatFood(pSnake ps, pSnakeNode next)
{
	next->next = ps->pSnake;
	ps->pSnake = next;
	//打印蛇身
	pSnakeNode cur = ps->pSnake;
	while (cur)
	{
		SetPos(cur->x, cur->y);
		wprintf(L"%lc", BODY);
		cur = cur->next;
	}
	ps->Score += ps->FoodWeight;
	//释放旧食物
	free(ps->pFood);
	ps->pFood = NULL;
	//创建新食物
	CreateFood(ps);
}


void NotEatFood(pSnake ps, pSnakeNode next)
{
	//头插法插入
	next->next = ps->pSnake;
	ps->pSnake = next;

	//释放尾节点
	pSnakeNode cur = ps->pSnake;
	while (cur->next->next)
	{
		SetPos(cur->x, cur->y);
		wprintf(L"%lc", BODY);
		cur = cur->next;
	}
	//将尾节点的位置打印成空白字符
	SetPos(cur->next->x, cur->next->y);
	printf("  ");
	free(cur->next);
	cur->next = NULL;

}

void SnakeMove(pSnake ps)
{
	pSnakeNode pnext = (pSnakeNode)malloc(sizeof(SnakeNode));
	if (pnext == NULL)
	{
		perror("snakemove malloc");
		exit(1);
	}
	pnext->next = NULL;
	switch (ps->dir)
	{
	case UP:
		pnext->x = ps->pSnake->x;
		pnext->y = ps->pSnake->y-1;
		break;
	case DOWN:
		pnext->x = ps->pSnake->x;
		pnext->y = ps->pSnake->y + 1;
		break; 
	case LEFT:
		pnext->x = ps->pSnake->x-2;
		pnext->y = ps->pSnake->y;
		break;
	case RIGHT :
		pnext->x = ps->pSnake->x+2;
		pnext->y = ps->pSnake->y;
		break;
	}

	//下一个坐标是否是食物
	if (IsFood(ps, pnext))
	{
		//是食物 
		EatFood(ps, pnext);
	}
	else
	{
		//不是食物
		NotEatFood(ps,pnext);
	}
}


void KillByWall(pSnake ps)
{
	if (ps->pSnake->x == 0 || ps->pSnake->x == 68 || ps->pSnake->y == 0 || ps->pSnake->y == 33)
	{
		ps->Status = KILL_BYWALL;
	}

}

void KillBySelf(pSnake ps)
{
	pSnakeNode cur = ps->pSnake->next;
	while (cur)
	{
		if (cur->x == ps->pSnake->x && cur->y == ps->pSnake->y)
		{
			ps->Status = KILL_BYSELF;
			return;
		}
		cur=cur->next;
	}
}


//游戏运行的逻辑
void GameRun(pSnake ps)
{
	//打印帮助信息
	printhelpinfo();
	
	do
	{
		//打印当前分数
		SetPos(80, 13);
		printf("总分：%d\n", ps->Score);
		SetPos(80, 14);
		printf("食物的分值：%02d\n", ps->FoodWeight);
		//检测按键
		//上下左右，空格，F3，F4, ESC
		if (KEY_PRESS(VK_UP) && ps->dir != DOWN)
		{
			ps->dir = UP;
		}
		else if (KEY_PRESS(VK_DOWN) && ps->dir != UP)
		{
			ps->dir = DOWN;

		}
		else if (KEY_PRESS(VK_LEFT) && ps->dir != RIGHT)
		{
			ps->dir = LEFT;

		}
		else if (KEY_PRESS(VK_RIGHT) && ps->dir != LEFT)
		{
			ps->dir = RIGHT;

		}
		else if (KEY_PRESS(VK_ESCAPE))
		{
			ps->Status = ESC;
			break;
		}
		else if (KEY_PRESS(VK_SPACE))
		{
			//暂停和恢复暂停
			pause();
		}
		else if (KEY_PRESS(VK_F3))
		{
			if (ps->SleepTime>=80)
			{
				ps->SleepTime -= 30;
				ps->FoodWeight += 2;
			}
		}
		else if (KEY_PRESS(VK_F4))
		{
			if (ps->FoodWeight > 2)
			{
				ps->SleepTime += 30;
				ps->FoodWeight -= 2;
			}
		}
		//睡眠
		Sleep(ps->SleepTime);

	    //走一步
		SnakeMove(ps);

		//检测撞墙
		KillByWall(ps);

		//检测是否撞到自己
		KillBySelf(ps);
	} while (ps->Status == OK);
}


void GameEnd(pSnake ps)
{
	SetPos(35, 18);
	switch (ps->Status)
	{
	case ESC:
		printf("正常退出\n");
		break;
	case KILL_BYWALL:
		printf("很遗憾，撞到墙，游戏结束\n");
		break;
	case KILL_BYSELF:
		printf("很遗憾，咬到自己了，游戏结束\n");
		break;
	}

	//释放贪吃蛇
	pSnakeNode cur = ps->pSnake;
	while (cur)
	{
		pSnakeNode next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	free(ps->pFood);
	ps = NULL;
}

void test()
{
	int ch = 0;
	do
	{
		Snake snake = { 0 };
		GameStart(&snake);
		GameRun(&snake);
		GameEnd(&snake);
		SetPos(35, 18);
		printf("再来一局吗：Y/N");
		ch=getchar();
		getchar();
	} while (ch == 'y' || ch == 'Y');
}
int main()
{
	setlocale(LC_ALL, "");
    srand((unsigned int)time(NULL));
	test();
	SetPos(55, 35);
	return 0;
}
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