c语言贪吃蛇游戏开发

会开花的二叉树2025-10-08 14:18

C 语言实战：Win32 API 打造经典贪吃蛇游戏（附完整代码解析）

大家好！今天我们来拆解一个经典编程练手项目 ------C 语言 + Win32 API 实现贪吃蛇。作为入门级游戏开发案例，贪吃蛇不仅能巩固 C 语言语法，还能让你掌握「数据结构（链表）」「控制台交互（Win32 API）」「游戏逻辑设计」等核心技能。本文会从项目结构、核心函数到游戏逻辑，一步步带你看懂每一行代码，即使是编程新手也能轻松跟上。

一、前置知识与环境准备

在开始前，先确认你具备这些基础，以及准备好开发环境：

1. 前置知识

  • C 语言基础：结构体、枚举、动态内存管理（malloc/free）、宏定义

  • 数据结构：链表的基本操作（头插法、遍历、节点删除）

  • 简单 Win32 API 概念：控制台窗口控制、光标操作、按键检测

2. 开发环境

推荐使用 Visual Studio 2022/2019（支持 Win32 API，无需额外配置），创建「控制台应用」项目即可。

3. 项目结构

我们将代码拆分为 3 个文件，职责清晰，便于维护：

文件名 作用
snake.h 头文件：声明枚举（方向 / 游戏状态）、结构体（蛇节点 / 蛇管理）、函数原型
snake.cpp 源文件：实现所有游戏逻辑函数（地图创建、蛇移动、碰撞检测等）
test.cpp 入口文件：主函数（初始化环境、调用游戏启动 / 运行 / 结束函数）

二、核心头文件解析（snake.h）

头文件是项目的「骨架」，定义了游戏的核心数据结构和接口。我们逐段解析关键内容：

1. 引入依赖与宏定义

复制代码 
#pragma once
#include <windows.h>   // Win32 API头文件（控制台控制、按键检测等）
#include <time.h>      // 随机数种子（食物随机生成）
#include <stdio.h>     // 输入输出（printf/wprintf）

// 按键检测宏：判断某个键是否被按下（基于GetAsyncKeyState）
#define KEY_PRESS(VK) ((GetAsyncKeyState(VK) & 0x1) ? 1 : 0)

// 宽字符定义（地图、蛇身、食物的显示符号）
#define WALL L'□'   // 墙体符号（宽字符，占2个字节）
#define BODY L'●'   // 蛇身符号
#define FOOD L'★'   // 食物符号

// 蛇的初始位置（X必须是2的倍数，避免宽字符显示错位）
#define POS_X 24  // 初始X坐标
#define POS_Y 5   // 初始Y坐标

  • 宽字符说明 ：普通字符（如'a'）占 1 字节，中文 / 特殊符号（如□）需用宽字符wchar_t，前缀加L（如L'□'），否则会显示乱码。

  • KEY_PRESS 宏 ：GetAsyncKeyState(VK)获取按键状态，返回值最低位为 1 表示按键被按下，通过&0x1提取该位，简化按键判断逻辑。

2. 枚举定义（清晰表示状态）

用枚举替代魔法数字，让代码更易读：

复制代码 
// 蛇的移动方向
enum DIRECTION {
    UP = 1,    // 上
    DOWN,      // 下（默认比前一个值+1，即2）
    LEFT,      // 左（3）
    RIGHT      // 右（4，初始方向）
};

// 游戏状态
enum GAME_STATUS {
    OK,             // 正常运行
    KILL_BY_WALL,   // 撞墙死亡
    KILL_BY_SELF,   // 撞自身死亡
    END_NOMAL       // 主动退出（ESC键）
};

3. 结构体定义（数据模型）

贪吃蛇的核心是「蛇身」和「食物」，用链表管理蛇身（动态变长），用结构体封装蛇的整体状态：

复制代码 
// 蛇身节点（链表的每个节点，存储单个蛇节的坐标）
typedef struct SnakeNode {
    int x;          // 节点X坐标
    int y;          // 节点Y坐标
    struct SnakeNode* next;  // 指向下一个节点的指针（链表核心）
} SnakeNode, *pSnakeNode;

// 蛇的整体管理结构体（封装蛇的所有状态）
typedef struct Snake {
    pSnakeNode _pSnake;    // 指向蛇头的指针（管理整条蛇）
    pSnakeNode _pFood;     // 指向食物的指针
    enum DIRECTION _Dir;   // 当前移动方向（默认RIGHT）
    enum GAME_STATUS _Status;  // 当前游戏状态（默认OK）
    int _Socre;            // 当前得分
    int _Add;              // 每个食物的加分（默认10，加速时增加）
    int _SleepTime;        // 每步休眠时间（控制速度，默认200ms）
} Snake, *pSnake;
  • 链表选择原因：蛇身长度会动态变化（吃食物变长），链表的「头插法」能高效添加新节点，删除尾节点也方便，比数组更灵活。

4. 函数声明（接口约定）

复制代码 
// 游戏流程函数
void GameStart(pSnake ps);  // 游戏初始化（窗口、地图、蛇、食物）
void GameRun(pSnake ps);    // 游戏主循环（按键检测、蛇移动）
void GameEnd(pSnake ps);    // 游戏结束（释放内存、提示原因）

// 辅助函数
void SetPos(short x, short y);    // 设置光标位置（控制台定位）
void WelcomeToGame();             // 欢迎界面
void PrintHelpInfo();             // 打印操作提示（右侧帮助栏）
void CreateMap();                 // 创建游戏地图（墙体）
void InitSnake(pSnake ps);        // 初始化蛇身（5个节点）
void CreateFood(pSnake ps);       // 随机生成食物（避免与蛇身重叠）
void pause();                     // 暂停游戏（空格触发）
int NextIsFood(pSnakeNode psn, pSnake ps);  // 判断下一个节点是否是食物
void EatFood(pSnakeNode psn, pSnake ps);    // 吃食物逻辑（蛇身变长）
void NoFood(pSnakeNode psn, pSnake ps);     // 不吃食物逻辑（删尾巴）
int KillByWall(pSnake ps);        // 撞墙检测
int KillBySelf(pSnake ps);        // 撞自身检测
void SnakeMove(pSnake ps);        // 蛇移动核心逻辑

三、核心源文件解析（snake.cpp）

这部分是游戏的「肌肉」，实现了所有交互逻辑。我们挑关键函数拆解：

1. 辅助函数：控制台定位与界面搭建

（1）SetPos：设置光标位置

要在控制台指定位置显示内容（如蛇身、食物），必须先移动光标，否则会出现乱跳：

复制代码 
void SetPos(short x, short y) {
    COORD pos = {x, y};  // COORD是Win32定义的坐标结构体（X横向，Y纵向）
    HANDLE hOutput = NULL;
    // 获取标准输出设备句柄（控制台窗口）
    hOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
    // 设置光标位置到指定坐标
    SetConsoleCursorPosition(hOutput, pos);
}

  • 控制台坐标规则 ：左上角为(0,0)，X 轴从左到右递增，Y 轴从上到下递增（和数学坐标系不同）。

  • 宽字符坐标注意 ：由于WALL/BODY是宽字符（占 2 个 X 坐标），蛇的 X 坐标必须是 2 的倍数（如 24、26），否则会显示错位。

（2）WelcomeToGame：欢迎界面

游戏启动前的引导界面，提升用户体验：

复制代码 
void WelcomeToGame() {
    SetPos(40, 15);  // 光标定位到中间位置
    printf("欢迎来到贪吃蛇小游戏");
    SetPos(40, 25);  // 定位到下方
    system("pause"); // 按任意键继续
    system("cls");   // 清屏（准备显示操作提示）
    
    // 显示操作说明
    SetPos(25, 12);
    printf("用 ↑ ↓ ← → 分别控制蛇的移动，F3为加速，F4为减速\n");
    SetPos(25, 13);
    printf("加速将能得到更高的分数！\n");
    SetPos(40, 25);
    system("pause");
    system("cls");   // 清屏（准备显示地图）
}
（3）CreateMap：创建游戏地图

地图由「上下左右四堵墙」组成，用宽字符WALL绘制：

复制代码 
void CreateMap() {
    int i = 0;
    // 1. 上墙：Y=0，X从0到56（步长2，宽字符）
    SetPos(0, 0);
    for (i = 0; i < 58; i += 2) {
        wprintf(L"%c", WALL);  // 宽字符打印用wprintf
    }
    // 2. 下墙：Y=26，X从0到56
    SetPos(0, 26);
    for (i = 0; i < 58; i += 2) {
        wprintf(L"%c", WALL);
    }
    // 3. 左墙：X=0，Y从1到25
    for (i = 1; i < 26; i++) {
        SetPos(0, i);
        wprintf(L"%c", WALL);
    }
    // 4. 右墙：X=56，Y从1到25
    for (i = 1; i < 26; i++) {
        SetPos(56, i);
        wprintf(L"%c", WALL);
    }
}
  • 地图大小：横向X=0~56（共 29 个宽字符位置），纵向Y=0~26（共 27 行），中间区域为游戏可移动范围。

2. 核心逻辑：蛇与食物的初始化

（1）InitSnake：初始化蛇身（5 个节点）

用「头插法」创建 5 个链表节点，初始方向为右，X 坐标依次递增 2（宽字符对齐）：

复制代码 
void InitSnake(pSnake ps) {
    pSnakeNode cur = NULL;
    int i = 0;
    // 1. 头插法创建5个蛇节点
    for (i = 0; i < 5; i++) {
        // 动态分配节点内存
        cur = (pSnakeNode)malloc(sizeof(SnakeNode));
        if (cur == NULL) {
            perror("InitSnake()::malloc()");  // 内存分配失败提示
            return;
        }
        // 设置节点坐标：X=24+2*i（右移），Y=5（固定行）
        cur->x = POS_X + i * 2;
        cur->y = POS_Y;
        cur->next = NULL;
        
        // 头插法：新节点作为新蛇头
        if (ps->_pSnake == NULL) {
            ps->_pSnake = cur;  // 第一个节点直接作为蛇头
        } else {
            cur->next = ps->_pSnake;  // 新节点指向旧蛇头
            ps->_pSnake = cur;        // 更新蛇头为新节点
        }
    }
    // 2. 打印蛇身（遍历链表）
    cur = ps->_pSnake;
    while (cur) {
        SetPos(cur->x, cur->y);
        wprintf(L"%c", BODY);
        cur = cur->next;
    }
    // 3. 初始化蛇的状态
    ps->_SleepTime = 200;  // 初始速度（200ms一步）
    ps->_Socre = 0;        // 初始得分0
    ps->_Status = OK;      // 游戏状态正常
    ps->_Dir = RIGHT;      // 初始方向右
    ps->_Add = 10;         // 每个食物加10分
}
  • 头插法优势：蛇移动时，新节点（蛇头）需要添加在最前面，头插法时间复杂度为 O (1)，效率高。
（2）CreateFood：随机生成食物

食物需满足两个条件：① X 是 2 的倍数（宽字符对齐）；② 不与蛇身重叠：

复制代码 
void CreateFood(pSnake ps) {
    int x = 0, y = 0;
again:  // 标签：若食物与蛇身重叠，重新生成
    // 1. 随机生成坐标：X∈[2,54]（步长2），Y∈[1,25]
    do {
        x = rand() % 53 + 2;  // X范围：2~54（53=56-2-1，避免超出右墙）
        y = rand() % 25 + 1;  // Y范围：1~25（避免超出上下墙）
    } while (x % 2 != 0);  // 确保X是2的倍数
    
    // 2. 检查食物是否与蛇身重叠
    pSnakeNode cur = ps->_pSnake;
    while (cur) {
        if (cur->x == x && cur->y == y) {
            goto again;  // 重叠则重新生成
        }
        cur = cur->next;
    }
    
    // 3. 创建食物节点并打印
    pSnakeNode pFood = (pSnakeNode)malloc(sizeof(SnakeNode));
    if (pFood == NULL) {
        perror("CreateFood::malloc()");
        return;
    }
    pFood->x = x;
    pFood->y = y;
    SetPos(x, y);
    wprintf(L"%c", FOOD);
    ps->_pFood = pFood;  // 关联食物指针
}
  • 随机数种子 ：在test.cpp中用srand((unsigned int)time(NULL))初始化，确保每次运行食物位置不同。

3. 游戏主循环与移动逻辑

（1）GameRun：游戏主循环

游戏的「心脏」，持续检测按键、更新蛇的状态，直到游戏结束：

复制代码 
void GameRun(pSnake ps) {
    PrintHelpInfo();  // 打印右侧操作提示
    // 主循环：只要游戏状态为OK，就持续运行
    do {
        // 1. 显示当前得分和加分
        SetPos(64, 10);
        printf("得分:%d ", ps->_Socre);
        printf("每个食物得分:%d分", ps->_Add);
        
        // 2. 按键检测与处理
        if (KEY_PRESS(VK_UP) && ps->_Dir != DOWN) {
            ps->_Dir = UP;  // 上移（不能直接向下转）
        } else if (KEY_PRESS(VK_DOWN) && ps->_Dir != UP) {
            ps->_Dir = DOWN;  // 下移（不能直接向上转）
        } else if (KEY_PRESS(VK_LEFT) && ps->_Dir != RIGHT) {
            ps->_Dir = LEFT;  // 左移（不能直接向右转）
        } else if (KEY_PRESS(VK_RIGHT) && ps->_Dir != LEFT) {
            ps->_Dir = RIGHT;  // 右移（不能直接向左转）
        } else if (KEY_PRESS(VK_SPACE)) {
            pause();  // 空格暂停
        } else if (KEY_PRESS(VK_ESCAPE)) {
            ps->_Status = END_NOMAL;  // ESC主动退出
            break;
        } else if (KEY_PRESS(VK_F3) && ps->_SleepTime >= 50) {
            // F3加速：减少休眠时间，增加加分
            ps->_SleepTime -= 30;
            ps->_Add += 2;
        } else if (KEY_PRESS(VK_F4) && ps->_SleepTime < 350) {
            // F4减速：增加休眠时间，减少加分
            ps->_SleepTime += 30;
            ps->_Add -= 2;
            if (ps->_SleepTime == 350) {
                ps->_Add = 1;  // 最低加分1
            }
        }
        
        // 3. 控制蛇的移动速度（休眠时间越短，速度越快）
        Sleep(ps->_SleepTime);
        // 4. 蛇移动（核心逻辑）
        SnakeMove(ps);
        
    } while (ps->_Status == OK);
}

  • 方向限制：蛇不能直接反向移动（如向右时不能直接向左），避免「瞬间自杀」。

  • 速度控制 ：Sleep(ps->_SleepTime)控制每步间隔，_SleepTime越小，蛇移动越快。

（2）SnakeMove：蛇移动核心逻辑

蛇移动的本质是「添加新蛇头，删除旧蛇尾」（吃食物时不删尾）：

复制代码 
void SnakeMove(pSnake ps) {
    // 1. 创建新蛇头（下一个位置的节点）
    pSnakeNode pNextNode = (pSnakeNode)malloc(sizeof(SnakeNode));
    if (pNextNode == NULL) {
        perror("SnakeMove()::malloc()");
        return;
    }
    // 2. 根据当前方向计算新蛇头坐标
    switch (ps->_Dir) {
        case UP:
            pNextNode->x = ps->_pSnake->x;
            pNextNode->y = ps->_pSnake->y - 1;  // Y减1（上移）
            break;
        case DOWN:
            pNextNode->x = ps->_pSnake->x;
            pNextNode->y = ps->_pSnake->y + 1;  // Y加1（下移）
            break;
        case LEFT:
            pNextNode->x = ps->_pSnake->x - 2;  // X减2（左移，宽字符）
            pNextNode->y = ps->_pSnake->y;
            break;
        case RIGHT:
            pNextNode->x = ps->_pSnake->x + 2;  // X加2（右移）
            pNextNode->y = ps->_pSnake->y;
            break;
    }
    
    // 3. 判断新蛇头是否是食物
    if (NextIsFood(pNextNode, ps)) {
        EatFood(pNextNode, ps);  // 吃食物（蛇身变长）
    } else {
        NoFood(pNextNode, ps);   // 不吃食物（删尾巴）
        // 4. 碰撞检测（不吃食物时才检测，避免吃食物后误判）
        KillByWall(ps);
        KillBySelf(ps);
    }
}

4. 碰撞检测与游戏结束

（1）KillByWall：撞墙检测

判断蛇头坐标是否超出墙体范围：

复制代码 
int KillByWall(pSnake ps) {
    if (ps->_pSnake->x == 0 || ps->_pSnake->x == 56 || 
        ps->_pSnake->y == 0 || ps->_pSnake->y == 26) {
        ps->_Status = KILL_BY_WALL;  // 标记为撞墙死亡
        return 1;
    }
    return 0;
}
  • 墙体边界：X=0（左墙）、X=56（右墙）、Y=0（上墙）、Y=26（下墙）。
（2）KillBySelf：撞自身检测

遍历蛇身节点，判断蛇头坐标是否与任意蛇身节点重叠：

复制代码 
int KillBySelf(pSnake ps) {
    pSnakeNode cur = ps->_pSnake->next;  // 从蛇头的下一个节点开始遍历
    while (cur) {
        if (ps->_pSnake->x == cur->x && ps->_pSnake->y == cur->y) {
            ps->_Status = KILL_BY_SELF;  // 标记为撞自身死亡
            return 1;
        }
        cur = cur->next;
    }
    return 0;
}
（3）GameEnd：游戏结束处理

释放链表内存（避免内存泄漏），并提示游戏结束原因：

复制代码 
void GameEnd(pSnake ps) {
    pSnakeNode cur = ps->_pSnake;
    // 1. 提示结束原因
    SetPos(24, 12);
    switch (ps->_Status) {
        case END_NOMAL:
            printf("您主动退出游戏！\n");
            break;
        case KILL_BY_SELF:
            printf("您撞上自己了，游戏结束！\n");
            break;
        case KILL_BY_WALL:
            printf("您撞墙了，游戏结束！\n");
            break;
    }
    // 2. 释放蛇身节点内存（遍历链表）
    while (cur) {
        pSnakeNode del = cur;  // 暂存当前节点
        cur = cur->next;       // 移动到下一个节点
        free(del);             // 释放当前节点
    }
    // 3. 释放食物节点内存
    if (ps->_pFood != NULL) {
        free(ps->_pFood);
        ps->_pFood = NULL;
    }
}

四、入口文件解析（test.cpp）

主函数负责初始化环境，调用游戏的「启动 - 运行 - 结束」流程：

复制代码 
#include "Snake.h"
#include <locale.h>  // 宽字符本地化支持

// 游戏测试函数
void test() {
    int ch = 0;
    // 初始化随机数种子（确保每次运行食物位置不同）
    srand((unsigned int)time(NULL));
    do {
        Snake snake = {0};  // 初始化蛇结构体（所有成员为0）
        GameStart(&snake);  // 游戏启动（窗口、地图、蛇、食物）
        GameRun(&snake);    // 游戏运行（主循环）
        GameEnd(&snake);    // 游戏结束（释放内存、提示原因）
        
        // 询问是否再来一局
        SetPos(20, 15);
        printf("再来一局吗?(Y/N):");
        ch = getchar();
        getchar();  // 清理输入缓冲区的换行符（避免下次循环误判）
        system("cls");  // 清屏（准备新游戏）
    } while (ch == 'Y' || ch == 'y');  // 输入Y/y则重新开始
    SetPos(0, 27);  // 光标定位到窗口底部
}

int main() {
    // 设置本地化环境（支持中文宽字符显示，避免乱码）
    setlocale(LC_ALL, "");
    test();  // 调用游戏测试函数
    return 0;
}
  • setlocale(LC_ALL, "")：关键！设置当前系统的本地化环境，确保宽字符（中文、□、●等）正常显示，否则会出现乱码。

五、运行效果与优化方向

1. 运行效果

  1. 启动后显示欢迎界面，按任意键进入操作提示；

  2. 进入游戏界面：左侧为地图（□为墙，●为蛇，★为食物），右侧为操作提示；

  3. 用方向键控制蛇移动，F3 加速（加分增加），F4 减速（加分减少），空格暂停，ESC 退出；

  4. 撞墙 / 撞自身后提示结束原因，询问是否再来一局。

2. 优化方向（进阶练习）

  • 增加难度梯度：随着得分增加，自动加速；

  • 加入排行榜：用文件存储最高得分，每次运行时读取并更新；

  • 自定义皮肤：允许用户选择蛇身、食物、墙体的符号；

  • 音效支持：用 Win32 API 添加吃食物、撞墙的音效；

  • 图形界面：用 EasyX 或 SDL 替代控制台，实现更精美的界面。

六、总结

通过这个贪吃蛇项目，我们不仅巩固了 C 语言基础，还掌握了：

  1. 数据结构：链表在动态数据（蛇身）管理中的实际应用；

  2. Win32 API：控制台窗口控制、光标定位、按键检测等底层交互；

  3. 游戏逻辑：主循环设计、状态管理、碰撞检测等核心思想。

建议大家亲手敲一遍代码，尝试修改参数（如地图大小、初始速度、加分规则），甚至实现上面的优化方向，这样才能真正掌握！

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