500行代码实现贪吃蛇（1）

waves浪游2024-05-05 23:08

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  • Win32 API 介绍
  • 贪吃蛇需要实现的功能
  • 贪吃蛇的具体实现

1. Win32 API 介绍

本次实现贪吃蛇会使用到⼀些Win32 API的知识，接下来我们就来学习一下。

1.1 Win32 API

Windows 这个多作业系统除了协调应用程序的执行、分配内存、管理资源之外， 它同时也是⼀个很大的服务中心，调用这个服务中心的各种服务（每一种服务就是一个函数），可以帮应用程序达到开启视窗、描绘图形、使用周边设备等目的，由于这些函数服务的对象是应用程序(Application)， 所以便称之为 Application Programming Interface，简称 API 函数。WIN32 API也就是Microsoft Windows32位平台的应用程序编程接口。

1.2 控制台程序（Console）

平常我们运行起来的黑框程序其实就是控制台程序。

注： 如果运行起来不是控制台程序，就右键进入设置，在默认终端应用程序中改成 Windows 控制台主机。

我们可以使用cmd命令来设置控制台窗口的长宽：设置控制台窗口的大小，30行，100列。

mode con cols=100 lines=30

也可以通过命令设置控制台窗口的名字：

title 贪吃蛇

这些能在控制台窗口执行的命令，也可以调用C语言函数system来执行。例如：

c 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

//设置控制台的显示大小、名称
int main()
{
	system("mode con cols=100 lines=30");
	system("title 贪吃蛇");
	system("pause");//pause 暂停

	return 0;
}

1.3 控制台屏幕上的坐标COORD

COORD 是Windows API中定义的⼀个结构体，表示一个字符在控制台屏幕上的坐标。

c 复制代码 
typedef struct _COORD {
 SHORT X;
 SHORT Y;
} COORD, *PCOORD;
c 复制代码 
#include <windows.h>

int main()
{
	COORD pos = { 40, 10 };

	return 0;
}

1.4 GetStdHandle

GetStdHandle是⼀个Windows API函数。它用于从一个特定的标准设备（标准输⼊、标准输出或标准错误）中取得⼀个句柄（用来标识不同设备的数值），使用这个句柄可以操作设备。

c 复制代码 
HANDLE GetStdHandle(DWORD nStdHandle);

1.5 GetConsoleCursorInfo

检索有关指定控制台屏幕缓冲区的光标大小和可见性的信息

c 复制代码 
BOOL WINAPI GetConsoleCursorInfo(HANDLE hConsoleOutput,
 PCONSOLE_CURSOR_INFO lpConsoleCursorInfo
);
1.5.1 CONSOLE_CURSOR_INFO

这个结构体，包含有关控制台光标的信息

c 复制代码 
typedef struct _CONSOLE_CURSOR_INFO {
 DWORD dwSize;
 BOOL bVisible;
} CONSOLE_CURSOR_INFO, *PCONSOLE_CURSOR_INFO;
  • dwSize，由光标填充的字符单元格的百分比，此值介于1到100之间。 光标外观会变化，范围从完全填充单元格到单元底部的水平线条。
  • bVisible，游标的可见性，如果光标可见，则此成员为 TRUE。

1.6 SetConsoleCursorInfo

设置指定控制台屏幕缓冲区的光标的大小和可见性。

c 复制代码 
BOOL WINAPI SetConsoleCursorInfo(
 HANDLE hConsoleOutput,
 const CONSOLE_CURSOR_INFO *lpConsoleCursorInfo
);
c 复制代码 
#include <windows.h>
#include <stdbool.h>

int main()
{
	CONSOLE_CURSOR_INFO cursor_info = { 0 };

	HANDLE handle = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
	GetConsoleCursorInfo(handle, &cursor_info);
	//cursor_info.dwSize = 100;
	cursor_info.bVisible = false;//隐藏；false需要头文件 stdbool.h
	SetConsoleCursorInfo(handle, &cursor_info);

	return 0;
}

1.7 SetConsoleCursorPosition

设置指定控制台屏幕缓冲区中的光标位置，我们将想要设置的坐标信息放在COORD类型的pos中，调用SetConsoleCursorPosition函数将光标位置设置到指定的位置。

c 复制代码 
BOOL WINAPI SetConsoleCursorPosition(
 HANDLE hConsoleOutput,
 COORD pos
);
c 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <windows.h>

int main()
{
	//获得设备句柄
	HANDLE handle = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
	//根据句柄设置光标的位置
	COORD pos = { 20, 5 };
	SetConsoleCursorPosition(handle, pos);
	printf("hehe\n");

	return 0;
}

我们也可以给它分装成一个函数：

c 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <windows.h>

void SetPos(int x, int y)
{
	//获得设备句柄
	HANDLE handle = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
	//根据句柄设置光标的位置
	COORD pos = { x, y };
	SetConsoleCursorPosition(handle, pos);
}

int main()
{
	SetPos(20, 5);
	printf("hehe\n");
	SetPos(10, 5);
	printf("haha\n");
	SetPos(10, 5);
	printf("heihei\n");

	return 0;
}

1.8 GetAsyncKeyState

获取按键情况，GetAsyncKeyState的函数原型如下：

c 复制代码 
SHORT GetAsyncKeyState(
 int vKey
);

将键盘上每个键的虚拟键值传递给函数，函数通过返回值来分辨按键的状态。

GetAsyncKeyState 的返回值是short类型，在上一次调用 GetAsyncKeyState 函数后，如果返回的16位的short数据中，最高位是1，说明按键的状态是按下，如果最高位是0，说明按键的状态是抬起；如果最低位被置为1则说明，该按键被按过，否则为0。

如果我们要判断⼀个键是否被按过，可以检测GetAsyncKeyState返回值的最低值是否为1。

实例：检测数字按键

c 复制代码 
#include <windows.h>
#include <stdio.h>

#define KEY_PRESS(vk) (GetAsyncKeyState(vk) & 0x1 ? 1 : 0)

int main()
{
	while (1)
	{
		if (KEY_PRESS(0x30))
		{
			printf("0\n");
		}
		else if (KEY_PRESS(0x31))
		{
			printf("1\n");
		}
		else if (KEY_PRESS(0x32))
		{
			printf("2\n");
		}
		else if (KEY_PRESS(0x33))
		{
			printf("3\n");
		}
		else if (KEY_PRESS(0x34))
		{
			printf("4\n");
		}
		else if (KEY_PRESS(0x35))
		{
			printf("5\n");
		}
		else if (KEY_PRESS(0x36))
		{
			printf("6\n");
		}
		else if (KEY_PRESS(0x37))
		{
			printf("7\n");
		}
		else if (KEY_PRESS(0x38))
		{
			printf("8\n");
		}
		else if (KEY_PRESS(0x39))
		{
			printf("9\n");
		}
	}

	return 0;
}

2. 贪吃蛇需要实现的功能

  • 贪吃蛇地图绘制
  • 蛇吃食物的功能 （上、下、左、右方向键控制蛇的动作）
  • 蛇撞墙死亡
  • 蛇撞自身死亡
  • 计算得分
  • 蛇身加速、减速
  • 暂停游戏



这里不得不讲一下控制台窗口的⼀些知识，如果想在控制台的窗口中指定位置输出信息，我们得知道该位置的坐标，所以首先介绍一下控制台窗口的坐标知识。

控制台窗口的坐标如下所示，横向的是X轴，从左向右依次增长，纵向是Y轴，从上到下依次增长。

在游戏地图上，我们打印墙体使用宽字符：□，打印蛇使用宽字符●，打印食物使用宽字符★

普通的字符是占⼀个字节的，这类宽字符是占用2个字节。

这里再简单的讲一下C语言的国际化特性相关的知识，过去C语言并不适合非英语国家（地区）使用。C语言最初假定字符都是单字节的，但是这些假定并不是在世界的任何地方都适用。

C语言字符默认是采用ASCII编码的，ASCII字符集采用的是单字节编码，且只使用了单字节中的低7位，最高位是没有使用的，可表示为0xxxxxxx；可以看到，ASCII字符集共包含128个字符，在英语国家中，128个字符是基本够够用的，但是，在其他国家语言中，比如，在法语中，字母上方有注音符号，它就无法用 ASCII 码表示。于是，⼀些欧洲国家就决定，利用字节中闲置的最高位编入新的符号。比如，法语中的é的编码为130（⼆进制10000010）。这样⼀来，这些欧洲国家使用的编码体系，可以表示最多256个符号。但是，这里又出现了新的问题，不同的国家有不同的字母，因此，哪怕它们都使用256个符号的编码方式，代表的字母却不⼀样。比如，130在法语编码中代表了é，在希伯来语编码中却代表了字母Gimel，在俄语编码中又会代表另⼀个符号。但是不管怎样，所有这些编码方式中，0--127表示的符号是⼀样的，不⼀样的只是128--255的这⼀段。
至于亚洲国家的文字，使用的符号就更多了，汉字就多达10万左右。⼀个字节只能表示256种符号，肯定是不够的，就必须使用多个字节表达⼀个符号。比如，简体中文常见的编码方式是 GB2312，使用两个字节表示⼀个汉字，所以理论上最多可以表示 256 x 256 = 65536 个符号。

后来为了使C语言适应国际化，C语言的标准中不断加入了国际化的支持。比如：加入宽字符的类型wchar_t 和宽字符的输入和输出函数，加入<locale.h>头文件，其中提供了允许程序员针对特定地区（通常是国家或者说某种特定语言的地理区域）调整程序行为的函数。

  1. <locale.h>本地化

<locale.h>提供的函数用于控制C标准库中对于不同的地区会产生不⼀样行为的部分。

在标准库中，依赖地区的部分有以下几项：

  • 数字量的格式
  • 货币量的格式
  • 字符集
  • 日期和时间的表示形式
  1. 类项

通过修改地区，程序可以改变它的行为来适应世界的不同区域。但地区的改变可能会影响库的许多部分，其中⼀部分可能是我们不希望修改的。所以C语言支持针对不同的类项进行修改，下面的⼀个宏，指定⼀个类项：

  • LC_COLLATE
  • LC_CTYPE
  • LC_MONETARY
  • LC_NUMERIC
  • LC_TIME
  • LC_ALL - 针对所有类项修改
  1. setlocale函数
c 复制代码 
char* setlocale (int category, const char* locale);

setlocale 函数用于修改当前地区，可以针对⼀个类项修改，也可以针对所有类项。

setlocale 的第⼀个参数可以是前面说明的类项中的⼀个，那么每次只会影响⼀个类项，如果第⼀个参数是LC_ALL，就会影响所有的类项。

C标准给第⼆个参数仅定义了2种可能取值："C"和""。

在任意程序执行开始，都会隐藏式执行调用：

c 复制代码 
 setlocale(LC_ALL, "C");

当地区设置为"C"时，库函数按正常方式执行，小数点是一个点。

当程序运行起来后想改变地区，就只能显示调用setlocale函数。用" "作为第2个参数，调用setlocale函数就可以切换到本地模式，这种模式下程序会适应本地环境。比如：切换到我们的本地模式后就支持宽字符（汉字）的输出等。

c 复制代码 
setlocale(LC_ALL, "");//切换到本地环境
c 复制代码 
#include <locale.h>
#include <stdio.h>

int main()
{
	char* loc;
	loc = setlocale(LC_ALL, NULL);//返回值是一个字符串指针，表示已经设置好的格式。如果调用失败，则返回空指针NULL。第二个参数设为NULL可以用来查询当前地区。
	printf("默认的本地信息：%s\n", loc);

	loc = setlocale(LC_ALL, "");
	printf("设置后的本地信息：%s\n", loc);

	return 0;
}
c 复制代码 
/* setlocale example */
#include <stdio.h>      /* printf */
#include <time.h>       /* time_t, struct tm, time, localtime, strftime */
#include <locale.h>     /* struct lconv, setlocale, localeconv */

int main()
{
	time_t rawtime;
	struct tm* timeinfo;
	char buffer[80];

	struct lconv* lc;

	time(&rawtime);
	timeinfo = localtime(&rawtime);

	int twice = 0;

	do {
		printf("Locale is: %s\n", setlocale(LC_ALL, NULL));

		strftime(buffer, 80, "%c", timeinfo);
		printf("Date is: %s\n", buffer);

		lc = localeconv();
		printf("Currency symbol is: %s\n-\n", lc->currency_symbol);

		setlocale(LC_ALL, "");
	} while (!twice++);//这样写只会循环两次

	return 0;
}
  1. 宽字符的打印

那如果想在屏幕上打印宽字符，怎么打印呢？

c 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <locale.h>

int main()
{
	setlocale(LC_ALL, "");

	wchar_t ch1 = L'中';
	wchar_t ch2 = L'国';
	wchar_t ch3 = L'★';
	wchar_t ch4 = L'●';

	wprintf(L"%lc\n", ch1);
	wprintf(L"%lc\n", ch2);
	wprintf(L"%lc\n", ch3);
	wprintf(L"%lc\n", ch4);

	//宽字符串的打印用%ls

	printf("ab\n");

	return 0;
}
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