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项目实践之----贪吃蛇小游戏

article 2025/2/12 0:04:27

注：本文会提到很多形势复杂的函数，但是看是复杂，本质和我们写的函数没有什么区别，只要           耐心看完就好，能理解就可以

1、前言 

在我们学习完C语言的相关知识后，我们可以尝试写一些简单的程序代码了，如本文所将要实现的贪吃蛇小游戏，以及未来我会陆续更新一些其他其他应用程序的代码，如：学生管理系统的实现（高仿网页版本），扫雷小游戏等等

2、WIN32 API

2.1 概念

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(Application)， 所以便称之为 Application Programming Interface，简称 API 函数。WIN32 API也就是Microsoft Windows 32位平台的应用程序编程接口。

2.2 控制台程序

我们可以用C语言的system函数来对我们的操作台进行控制，具体代码如下：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
	//设置控制台窗⼝的⻓宽：设置控制台窗⼝的⼤⼩，30⾏，100列
	system("mode con cols=100 lines=30");
	printf("11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111");
	//设置cmd窗⼝名称
	system("title 贪吃蛇");
	system("pause");
	return 0;
}

可以把100改为30，会得到如下结果： 



可见，控制台的大小发生了变化

2.3 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

typedef struct _COORD 
{
SHORT X;
SHORT Y;
} COORD, *PCOORD;

 给坐标赋值：：

COORD pos = { 10, 15 };

2.4 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

HANDLE hOutput = NULL;
//获取标准输出的句柄(⽤来标识不同设备的数值)
hOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);

2.5 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

HANDLE hOutput = NULL;
//获取标准输出的句柄(⽤来标识不同设备的数值)
hOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
CONSOLE_CURSOR_INFO CursorInfo;
GetConsoleCursorInfo(hOutput, &CursorInfo);//获取控制台光标信息

2.5.1 CONSOLE_CURSOR_INFO

这个结构体，包含有关控制台光标的信息

typedef struct _CONSOLE_CURSOR_INFO {
DWORD dwSize;
BOOL bVisible;
} CONSOLE_CURSOR_INFO, *PCONSOLE_CURSOR_INFO；

1）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。

2）bVisible，游标的可见性。 如果光标可见，则此成员为 TRUE。

CursorInfo.bVisible = false; //隐藏控制台光标

2.6 SetConsoleCursorInfo

设置指定控制台屏幕缓冲区的光标的大小和可见性

HANDLE hOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
//影藏光标操作
CONSOLE_CURSOR_INFO CursorInfo;
GetConsoleCursorInfo(hOutput, &CursorInfo);//获取控制台光标信息
CursorInfo.bVisible = false; //隐藏控制台光标
SetConsoleCursorInfo(hOutput, &CursorInfo);//设置控制台光标状态

2.7 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

COORD pos = { 10, 5};
HANDLE hOutput = NULL;
//获取标准输出的句柄(⽤来标识不同设备的数值)
hOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
//设置标准输出上光标的位置为pos
SetConsoleCursorPosition(hOutput, pos);

下面我们来封装一下设置光标的函数： 

//设置光标的坐标
void SetPos(short x, short y)
{
   COORD pos = { x, y };
   HANDLE hOutput = NULL;
   //获取标准输出的句柄(⽤来标识不同设备的数值)
   hOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
   //设置标准输出上光标的位置为pos
   SetConsoleCursorPosition(hOutput, pos);
}

2.8 GetAsyncKeyState

获取按键情况

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.

3.贪吃蛇游戏设计与分析

3.1 控制台窗口的坐标

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。
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：加入和宽字符的类型
wchar_t 和宽字符的输入和输出函数，加入和<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。

3.1.1 <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。
在标准可以中，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

3.1.2 setlocale函数

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: 
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

3.1.3 宽字符的打印 

#include <stdio.h>
#include<locale.h>
int main() {
	setlocale(LC_ALL, "");
	wchar_t ch1 = L'●'; 
	wchar_t ch2 = L'⽐';
	wchar_t ch3 = L'特';
	wchar_t ch4 = L'★';
	printf("%c%c\n", 'a', 'b');

	wprintf(L"%c\n", ch1);
	wprintf(L"%c\n", ch2);
	wprintf(L"%c\n", ch3);
	wprintf(L"%c\n", ch4);
	return 0;
}
从输出的结果来看，我们发现⼀个普通字符占⼀个字符的位置
但是打印⼀个汉字字符，占⽤2个字符的位置，那么我们如果
要在贪吃蛇中使⽤宽字符，就得处理好地图上坐标的计算。

3.1.4 地图坐标

我们假设实现⼀个棋盘27行，58列的棋盘（行和列可以根据自己的情况修改），再围绕地图画出墙， 如下：

 

3.2 蛇⾝和⻝物

初始化状态，假设蛇的⻓度是5，蛇⾝的每个节点是●，在固定的⼀个坐标处，⽐如(24, 5)处开始出现蛇，连续5个节点。注意：蛇的每个节点的x坐标必须是2个倍数，否则可能会出现蛇的⼀个节点有⼀半出现在墙体中，另外⼀般在墙外的现象，坐标不好对⻬。 关于⻝物，就是在墙体内随机⽣成⼀个坐标（x坐标必须是2的倍数），坐标不能和蛇的⾝体重合，然后打印★。

4.具体代码实现

这是snake.h文件

#include<stdio.h>
#include<windows.h>
#include<time.h>
#define KEY_PRESS(VK)  ((GetAsyncKeyState(VK)&0x1) ? 1 : 0)
//游戏状态
enum GAME_STATE
{
	OK,
	KILL_BY_WALL,
	KILL_BY_SELF,
	END_NORMAL
};
//方向
enum DIRECTION
{
	UP = 1,
	DOWN,
	LEFT,
	RIGHT
};
#define WALL L'□'
#define BODY L'●'
#define FOOD L'★'
//蛇的初始位置
#define POS_X 24
#define POS_Y 5
//蛇身结点
typedef struct snakenode
{
	int x;                                //由于我们是在坐标系中设置的蛇，故需要(x,y)坐标
	int y;
	struct snakenode* next;
}snakenode,* psnakenode;
//typedef struct snakenode* psnakenode;
typedef struct snake
{
	psnakenode _psnake;     //维护整条蛇的指针
	psnakenode _pfood;      //维护食物的指针
	enum DIRECTION _Dir;    //蛇头的方向默认是向右
	enum GAME_STATE _Status;//游戏状态
	int _score;             //当前获得分数
	int _add;               //默认每个食物10分
	int _sleeptime;         //每走一步休眠时间

}snake,* psnake;

// 游戏开始前的初始化
void gamestart(psnake ps);
//游戏运行过程
void gamerun(psnake ps);
//游戏结束
void gameend(psnake ps);
//设置光标的坐标
void setpos(short x, short y);
//欢迎界面
void welcome();
//打印帮助信息
void printhelpinfo();
//创建地图
void creatmap();
//初始化蛇
void initsnakw(psnake ps);
//创建食物
void createfood(psnake ps);

这是snake.cpp文件

#include"snake.h"
void welcome()
{
    setpos(40, 15);
    setpos(40, 25);//让按任意键继续的出现的位置好看点
    system("pause");
    system("cls");
    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);//让按任意键继续的出现的位置好看点
    system("pause");
    system("cls");
}
void setpos(short x, short y)
{
	COORD pos = { x,y };
	HANDLE houtput = NULL;
	//获取标准输出的句柄(用来标识不同设备的数值)
	houtput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
	//设置标准输出上光标的位置为pos
	SetConsoleCursorPosition(houtput, pos);
}
void creatmap()
{
    int i = 0;
    //上(0,0)-(56, 0)
    setpos(0, 0);
    for (i = 0; i < 114; i += 2)
    {
        wprintf(L"%c", WALL);
    }
    //下(0,26)-(56, 26)
    setpos(0, 26);
    for (i = 0; i < 114; i += 2)
    {
        wprintf(L"%c", WALL);
    }
    //左
    //x是0，y从1开始增长
    for (i = 1; i < 26; i++)
    {
        setpos(0, i);
        wprintf(L"%c", WALL);
    }
    //x是56，y从1开始增长
    for (i = 1; i < 26; i++)
    {
        setpos(56, i);
        wprintf(L"%c", WALL);
    }
    
}
void initsnake(psnake ps)
{
    psnakenode cur = NULL;
    int i = 0;
    //创建蛇身节点，并初始化坐标
    //头插法
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        //创建蛇身的节点
        cur = (psnakenode)malloc(sizeof(snakenode));
        if (cur == NULL)
        {
            perror("InitSnake()::malloc()");
            return;
        }
        //设置坐标
        cur->next = NULL;
        cur->x = POS_X + i * 2;
        cur->y = POS_Y;
        //头插法
        if (ps->_psnake == NULL)
        {
            ps->_psnake = cur;
        }
        else
        {
            cur->next = ps->_psnake;
            ps->_psnake = cur;
        }
    }
    //打印蛇的身体
    cur = ps->_psnake;
    while (cur)
    {
        setpos(cur->x, cur->y);
        wprintf(L"%c", BODY);
        cur = cur->next;
    }
    //初始化贪吃蛇数据
    ps->_sleeptime = 200;
    ps->_score = 0;
    ps->_Status = OK;
    ps->_Dir = RIGHT;
    ps->_add = 10;
}
void createfood(psnake ps)
{
    int x = 0;
    int y = 0;
again:
    //产生的x坐标应该是2的倍数，这样才可能和蛇头坐标对齐。
    do
    {
        x = rand() % 53 + 2;
        y = rand() % 25 + 1;
    } while (x % 2 != 0);
    psnakenode cur = ps->_psnake;//获取指向蛇头的指针
    //食物不能和蛇身冲突
    while (cur)
    {
        if (cur->x == x && cur->y == y)
        {
            goto again;
        }
        cur = cur->next;
    }
    psnakenode pfood = (psnakenode)malloc(sizeof(snakenode)); //创建食物
    pfood->x = x;
    pfood->y = y;
    setpos(pfood->x, pfood->y);
    wprintf(L"%c", FOOD);
    ps->_pfood = pfood;
}

void printhelpinfo()
{
    //打印提示信息
    setpos(64, 15);
    printf("不能穿墙，不能咬到自己\n");
    setpos(64, 16);
    printf("用↑.↓.←.→分别控制蛇的移动.");
    setpos(64, 17);
    printf("F1 为加速，F2 为减速\n");
    setpos(64, 18);
    printf("ESC ：退出游戏.space：暂停游戏.");
}
void pause()
{
    while (1)
    {
        Sleep(300);
        if (KEY_PRESS(VK_SPACE))
        {
            break;
        }

    }
}
//pSnakeNode psn 是下一个节点的地址
//pSnake ps 维护蛇的指针
int NextIsFood(psnakenode psn, psnake ps)
{
    return (psn->x == ps->_pfood->x) && (psn->y == ps->_pfood->y);

}
//pSnakeNode psn 是下一个节点的地址
//pSnake ps 维护蛇的指针
void EatFood(psnakenode psn, psnake ps)
{
    //头插法
    psn->next = ps->_psnake;
    ps->_psnake = psn;
    psnakenode cur = ps->_psnake;
    //打印蛇
    while (cur)
    {
        setpos(cur->x, cur->y);
        wprintf(L"%c", BODY);
        cur = cur->next;
    }
    ps->_score += ps->_add;

    free(ps->_pfood);
    createfood(ps);
}
//pSnakeNode psn 是下一个节点的地址
//pSnake ps 维护蛇的指针
void NoFood(psnakenode psn, psnake ps)
{
    //头插法
    psn->next = ps->_psnake;
    ps->_psnake = psn;
    psnakenode cur = ps->_psnake;
    //打印蛇
    while (cur->next->next)
    {
        setpos(cur->x, cur->y);
        wprintf(L"%c", BODY);
        cur = cur->next;
    }

    //最后一个位置打印空格，然后释放节点
    setpos(cur->next->x, cur->next->y);
    printf("  ");
    free(cur->next);
    cur->next = NULL;
}

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;
        return 1;
    }
    return 0;
}
int KillBySelf(psnake ps)
{
    psnakenode cur = ps->_psnake->next;
    while (cur)
    {
        if ((ps->_psnake->x == cur->x)
            && (ps->_psnake->y == cur->y))
        {
            ps->_Status = KILL_BY_SELF;
            return 1;
        }
        cur = cur->next;
    }
    return 0;
}
void SnakeMove(psnake ps)
{
    //创建下一个节点
    psnakenode pNextNode = (psnakenode)malloc(sizeof(snakenode));
    if (pNextNode == NULL)
    {
        perror("SnakeMove()::malloc()");
        return;
    }
    //确定下一个节点的坐标，下一个节点的坐标根据，蛇头的坐标和方向确定
    switch (ps->_Dir)
    {
    case UP:
    {
        pNextNode->x = ps->_psnake->x;
        pNextNode->y = ps->_psnake->y - 1;
    }
    break;
    case DOWN:
    {
        pNextNode->x = ps->_psnake->x;
        pNextNode->y = ps->_psnake->y + 1;
    }
    break;
    case LEFT:
    {
        pNextNode->x = ps->_psnake->x - 2;
        pNextNode->y = ps->_psnake->y;
    }
    break;
    case RIGHT:
    {
        pNextNode->x = ps->_psnake->x + 2;
        pNextNode->y = ps->_psnake->y;
    }
    break;
    }

    //如果下一个位置就是食物
    if (NextIsFood(pNextNode, ps))
    {
        EatFood(pNextNode, ps);
    }
    else//如果没有食物
    {
        NoFood(pNextNode, ps);
    }

    KillByWall(ps);
    KillBySelf(ps);
}
void gamestart(psnake ps)
{
    //设置控制台窗口的大小，30行，100列
    //mode 为DOS命令
    system("mode con cols=100 lines=30");
    //设置cmd窗口名称
    system("title 贪吃蛇");

    //获取标准输出的句柄(用来标识不同设备的数值)
    HANDLE hOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);

    //影藏光标操作
    CONSOLE_CURSOR_INFO CursorInfo;
    GetConsoleCursorInfo(hOutput, &CursorInfo);//获取控制台光标信息
    CursorInfo.bVisible = false; //隐藏控制台光标
    SetConsoleCursorInfo(hOutput, &CursorInfo);//设置控制台光标状态

    //打印欢迎界面
    welcome();
    //打印地图
    creatmap();
    //初始化蛇
    initsnake(ps);
    //创造第一个食物
    createfood(ps);
}

void gamerun(psnake ps)
{
    //打印右侧帮助信息
    printhelpinfo();
    do
    {
        setpos(64, 10);
        printf("得分：%d ", ps->_score);
        printf("每个食物得分：%d分", ps->_add);
        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_SPACE))
        {
            pause();
        }
        else if (KEY_PRESS(VK_ESCAPE))
        {
            ps->_Status = END_NORMAL;
            break;
        }
        else if (KEY_PRESS(VK_F3))
        {
            if (ps->_sleeptime >= 50)
            {
                ps->_sleeptime -= 30;
                ps->_add += 2;
            }
        }
        else if (KEY_PRESS(VK_F4))
        {
            if (ps->_sleeptime < 350)
            {
                ps->_sleeptime += 30;
                ps->_add -= 2;
                if (ps->_sleeptime == 350)
                {
                    ps->_add = 1;
                }
            }
        }
        //蛇每次一定之间要休眠的时间，时间短，蛇移动速度就快
        Sleep(ps->_sleeptime);
        SnakeMove(ps);

    } while (ps->_Status == OK);
}

void gameend(psnake ps)
{
    psnakenode cur = ps->_psnake;
    setpos(24, 12);
    switch (ps->_Status)
    {
    case END_NORMAL:
        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;
    }
    //释放蛇身的节点
    while (cur)
    {
        psnakenode del = cur;
        cur = cur->next;
        free(del);
    }
}

 这是test.c文件

#include"snake.h"
#include<locale.h>
void test()
{
	int ch = 0;
	srand((unsigned int)time(NULL));
	do
	{
		snake snake = { 0 };
		gamestart(&snake);
		gamerun(&snake);
		gameend(&snake);
		setpos(20, 15);
		printf("再来一局吗？(Y/N):");
		ch = getchar();
		getchar();//清理\n
	} while (ch == 'Y');
	setpos(0, 27);
}
int main()
{
	//修改当前地区为本地模式，为了支持中文宽字符的打印
	setlocale(LC_ALL, "");
	//测试逻辑
	test();
	return 0;
}


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