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贪吃蛇|C语言|终端输出操作

2021-01-22 17:59:18 作者：互联网

输出贪吃蛇背景地图

贪吃蛇背景地图的最终效果如下图所示：

钻红色空心方框表示边框，绿色实心方框表示贪吃蛇的活动区域。

#include <stdio.h>
#include <conio.h>
#include <windows.h>
int main(){
    int width = 30, height = width;  //宽度和高度
    int x, y;  //x、y分别表示当前行和列
    HANDLE hConsole = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
  
    //设置窗口大小
    system("mode con: cols=64 lines=32");

    //打印背景，按行输出
    for(x=0; x<width; x++){
        for(y=0; y<height; y++){
            if(y==0 || y==width-1 || x==0 || x==height-1){  //输出边框
                SetConsoleTextAttribute(hConsole, 4 );
                printf("□");
            }else{  //贪吃蛇活动区域
                SetConsoleTextAttribute(hConsole, 2 );
                printf("■");
            }
        }
        printf("\n");
    }

    //暂停
    getch();
    return 0;
}

程序的关键是两层嵌套的循环。x=0 时，内层循环执行30次，输出第0行；x=1 时，内层循环又执行30次，输出1行。以此类推，直到 x=30，外层循环不再执行（内存循环当然也就没机会执行），输出结束。

注意，□和■虽然都是单个字符，但它们不在ASCII码范围内，是宽字符，占用两个字节，用 putchar 等输出ASCII码（一个字节）的函数输出时可能会出现问题，所以作为字符串输出。

让贪吃蛇移动起来

接下来，我们来让一条长度为 n 的贪吃蛇移动起来，而且可以用WASD四个键控制移动方向，如下图所示：

其实，移动贪吃蛇并不需要移动所有节点，只需要添加蛇头、删除蛇尾，就会有动态效果，这样会大大提高程序的效率。

我们可以定义一个结构体来表示贪吃蛇一个节点在控制台上的位置（也即所在行和列）：

struct POS{
int x; //所在行
int y; //所在列
}

然后再定义一个比贪吃蛇长的数组来保存贪吃蛇的所有节点：

struct POS snakes[n+m];

并设置两个变量 headerIndex、tailIndex，分别用来表示蛇头、蛇尾在数组中的下标坐标，这样每次添加蛇头、删除蛇尾时只需要改变两个变量的值就可以。

headerIndex 和 tailIndex 都向前移动，也就是每次减1。如果 headerIndex=0，也就是指向数组的头部，那么下次移动时 headerIndex = arrayLength - 1，也就是指向数组的尾部，就这样一圈一圈地循环，tailIndex 也是如此。这相当于把数组首尾相连成一个圆圈，贪吃蛇在这个圆圈中不停地转圈。

#include <stdio.h>
#include <conio.h>
#include <windows.h>

//贪吃蛇背景的宽度和高度
#define HEIGHT (30)
#define WIDTH HEIGHT

//背景的中心位置
int xCenter = HEIGHT%2==0 ? HEIGHT/2 : HEIGHT/2+1;
int yCenter = WIDTH%2==0 ? WIDTH/2 : WIDTH/2+1;

//贪吃蛇的长度
int snakesLen = 10;
//贪吃蛇的最大长度
int snakesMaxLen = (HEIGHT-2) * (WIDTH-2);

//一个供贪吃蛇移动的结构体数组
struct{
    int x;
    int y;
}snakes[(HEIGHT-2) * (WIDTH-2)];

//蛇头、蛇尾在snakes数组中的下标（索引）
int headerIndex, tailIndex;

HANDLE hConsole;  //控制台句柄

// 设置光标位置，x为行，y为列
void setPosition(int x, int y){
    COORD coord;
    coord.X = 2*y;
    coord.Y = x;
    SetConsoleCursorPosition(hConsole, coord);
}

// 设置颜色
void setColor(int color){
    SetConsoleTextAttribute(hConsole, color);
}

//初始化
void init(){
    int xCenter = HEIGHT%2==0 ? HEIGHT/2 : HEIGHT/2+1;
    int yCenter = WIDTH%2==0 ? WIDTH/2 : WIDTH/2+1;
    int x, y, i;
    int offset;
    CONSOLE_CURSOR_INFO cci;
   
    headerIndex = 0;
    tailIndex = snakesLen-1;

    hConsole = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);

    //隐藏光标
    GetConsoleCursorInfo(hConsole, &cci);
    cci.bVisible = 0;
    SetConsoleCursorInfo(hConsole, &cci);
   
    //设置窗口大小
    system("mode con: cols=64 lines=32");

    //打印背景，按行输出
    for(x=0; x<WIDTH; x++){
        for(y=0; y<HEIGHT; y++){
            if(y==0 || y==WIDTH-1 || x==0 || x==HEIGHT-1){  //输出边框
                setColor(4);
                printf("□");
            }else{  //贪吃蛇活动区域
                setColor(2);
                printf("■");
            }
        }
        printf("\n");
    }

    //输出贪吃蛇并初始化snake数组
    offset = snakesLen%2==0 ? snakesLen/2 : snakesLen/2-1;
    setPosition(xCenter, yCenter-offset);
    setColor(0xe);
   
    for(i=0; i<snakesLen; i++){
        printf("%s", "★");
        snakes[i].x = xCenter;
        snakes[i].y = yCenter-offset+i;
    }
}

// 蛇移动
void move(char direction){
    int headerX = snakes[headerIndex].x;
    int headerY = snakes[headerIndex].y;
    switch(direction){
        case 'w':
            headerX--;
            break;
        case 's':
            headerX++;
            break;
        case 'a':
            headerY--;
            break;
        case 'd':
            headerY++;
            break;
    }

    //输出新蛇头
    setPosition(headerX, headerY);
    setColor(0xe);
    printf("%s", "★");

    //删除蛇尾
    setPosition(snakes[tailIndex].x, snakes[tailIndex].y);
    setColor(2);
    printf("%s", "■");
   
    //设置headerIndex和tailIndex
    headerIndex = headerIndex==0 ? snakesMaxLen-1 : headerIndex-1;
    snakes[headerIndex].x = headerX;
    snakes[headerIndex].y = headerY;
    tailIndex = tailIndex==0 ? snakesMaxLen-1 : tailIndex-1;
}

//下次移动的方向
char nextDirection(char ch, char directionOld){
    int sum = ch+directionOld;
    ch = tolower(ch);
    if( (ch=='w' || ch=='a' || ch=='s' || ch=='d') && sum!=197 && sum!=234 ){
        return ch;
    }else{
        return directionOld;
    }
}

int main(){
    char charInput, direction = 'a';
    init();
   
    charInput = tolower(getch());
    direction = nextDirection(charInput, direction);

    //不停地移动贪吃蛇
    while(1){
        if(kbhit()){
            charInput = tolower(getch());
            direction = nextDirection(charInput, direction);
        }
        move(direction);
        Sleep(500);
    }
    return 0;
}

对代码的说明

1) 贪吃蛇的最大长度为绿色方框的个数，所以我们将容纳贪吃蛇的数组 snakes 的长度定义为(HEIGHT-2) * (WIDTH-2)。

2) □、■、★ 占用两个字符的宽度，所以在 setPosition() 中该变光标位置时，光标的X坐标应该是：

coord.X = 2*y;

随机生成食物

食物的生成是贪吃蛇游戏的难点，因为食物只能在绿色背景(■)部分生成，它不能占用钻红色边框(□)和贪吃蛇本身(★)的位置。

最容易想到的思路是：随机生成一个坐标，然后检测该坐标是不是绿色背景，如果是，那么成功生成，如果不是，继续生成随机数，继续检测。幸运的话，可以一次生成；不幸的话，可能要循环好几次甚至上百次才能生成，这样带来的后果就是程序卡死一段时间，贪吃蛇不能移动。

这种方案的优点就是思路简单，容易实现，缺点就是贪吃蛇移动不流畅，经常会卡顿。

改进的方案

最好的方案是生成的随机数一定会在绿色背景的范围内，这样一次就能成功生成食物。该如何实现呢？

这里我们提供了一种看起来不容易理解却行之有效的方案。

我们不妨将贪吃蛇的活动范围称为“贪吃蛇地图”，而加上边框就称为“全局地图”。首先定义一个二维的结构体数组，用来保存所有的点（也即全局地图）：

struct{
char type;
int index;
}globalMap[MAXWIDTH][MAXHEIGHT];

MAXWIDTH 为宽度，也即列数；MAXHEIGHT 为高度，也即行数。成员 type 表示点的类型，它可以是食物、绿色背景、边框和贪吃蛇节点。

直观上讲，应该将 type 定义为int类型，不过int占用四个字节，而节点类型的取值范围非常有限，一个字节就足够了，所以为了节省内存才定义为char类型。

然后再定义一个一维的结构体数组，用来保存贪吃蛇的有效活动范围：

struct{
int x;
int y;
} snakeMap[ (MAXWIDTH-2)*(MAXHEIGHT-2) ];

x、y 表示行和列，也就是 globalMap 数组的两个下标。globalMap 数组中的 index 成员就是 snakeMap 数组的下标。

globalMap 表示了所有节点的信息，而 snakeMap 只表示了贪吃蛇的活动区域。通过 snakeMap 可以定位 globalMap 中的元素，反过来通过 globalMap 也可以找到 snakeMap 中的元素。它们之间的对应关系请看下图：

图1：globalMap 和 snakeMap 的初始对应关系

贪吃蛇向左移动时，headerIndex 指向 404，tailIndex指向 406。

在 snakeMap 数组中，贪吃蛇占用一部分元素，剩下的元素都是绿色的背景，可以随机选取这些元素中的一个作为食物，然后通过 x、y 确定食物的坐标。而这个坐标，一定在绿色背景范围内。

需要注意的是，在贪吃蛇移动过程中需要维护 globalMap 和 snakeMap 的对应关系。

这种方案的另外一个优点就是，贪吃蛇移动时很容易知道下一个节点的类型，不用遍历数组就可以知道是否与自身相撞。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <conio.h>
#include <time.h>
#include <windows.h>

//MAXWIDTH、MAXHEIGHT、INITLEN 以字符记
#define MAXWIDTH (30)
#define MAXHEIGHT MAXWIDTH
#define INITLEN (3)  //贪吃蛇的初始长度 

//程序中用到的各种字符，以及它们的颜色和类型（以数字表示）
struct{
    char *ch;
    int color;
    char type;
}
charBorder = {"□", 4, 1},  //边框
charBg = {"■", 2, 2},  //背景
charSnake = {"★", 0xe, 3},  //贪吃蛇节点
charFood = {"●", 0xc, 4};  //食物

//用一个结构体数组保存地图中的各个点
struct{
    char type;
    int index;
}globalMap[MAXWIDTH][MAXHEIGHT];


//贪吃蛇有效活动范围地图的索引
struct{
    int x;
    int y;
} snakeMap[ (MAXWIDTH-2)*(MAXHEIGHT-2) ], scoresPostion;

int scores = 0;  //得分
int snakeMapLen = (MAXWIDTH-2)*(MAXHEIGHT-2);
int headerIndex, tailIndex;  //蛇头蛇尾对应的snakeMap中的索引（下标）
HANDLE hStdin;  //控制台句柄

// 设置光标位置，x为行，y为列
void setPosition(int x, int y){
    COORD coord;
    coord.X = 2*y;
    coord.Y = x;
    SetConsoleCursorPosition(hStdin, coord);
}

// 设置颜色
void setColor(int color){
    SetConsoleTextAttribute(hStdin, color);
}

//创建食物
void createFood(){
    int index, rang, x, y;
    //产生随机数，确定 snakeMap 数组的索引 
    srand((unsigned)time(NULL));
    if(tailIndex<headerIndex){
        rang = headerIndex-tailIndex-1;
        index = rand()%rang + tailIndex + 1;
    }else{
        rang = snakeMapLen - (tailIndex - headerIndex+1);
        index = rand()%rang;
        if(index>=headerIndex){
            index += (tailIndex-headerIndex+1);
        }
    }
    
    x = snakeMap[index].x;
    y = snakeMap[index].y;
    setPosition(x, y);
    setColor(charFood.color);
    printf("%s", charFood.ch);
    globalMap[x][y].type=charFood.type;
}

//死掉
void die(){
    int xCenter = MAXHEIGHT%2==0 ? MAXHEIGHT/2 : MAXHEIGHT/2+1;
    int yCenter = MAXWIDTH%2==0 ? MAXWIDTH/2 : MAXWIDTH/2+1;

    setPosition(xCenter, yCenter-5);
    setColor(0xC);

    printf("You die! Game Over!");
    getch();
    exit(0);
}

// 蛇移动
void move(char direction){
    int newHeaderX, newHeaderY;  //新蛇头的坐标
    int newHeaderPreIndex;  //新蛇头坐标以前对应的索引
    int newHeaderPreX, newHeaderPreY;  //新蛇头的索引以前对应的坐标
    int newHeaderPreType;  //新蛇头以前的类型
    int oldTailX, oldTailY;  //老蛇尾坐标
    // -----------------------------------------------
    //新蛇头的坐标
    switch(direction){
        case 'w':
            newHeaderX = snakeMap[headerIndex].x-1;
            newHeaderY = snakeMap[headerIndex].y;
            break;
        case 's':
            newHeaderX = snakeMap[headerIndex].x+1;
            newHeaderY = snakeMap[headerIndex].y;
            break;
        case 'a':
            newHeaderX = snakeMap[headerIndex].x;
            newHeaderY = snakeMap[headerIndex].y-1;
            break;
        case 'd':
            newHeaderX = snakeMap[headerIndex].x;
            newHeaderY = snakeMap[headerIndex].y+1;
            break;
    }
    //新蛇头的索引
    headerIndex = headerIndex==0 ? snakeMapLen-1 : headerIndex-1;
    // -----------------------------------------------
    //新蛇头坐标以前对应的索引
    newHeaderPreIndex = globalMap[newHeaderX][newHeaderY].index;
    //新蛇头的索引以前对应的坐标
    newHeaderPreX = snakeMap[headerIndex].x;
    newHeaderPreY = snakeMap[headerIndex].y;

    //双向绑定新蛇头索引与坐标的对应关系
    snakeMap[headerIndex].x = newHeaderX;
    snakeMap[headerIndex].y = newHeaderY;
    globalMap[newHeaderX][newHeaderY].index = headerIndex;

    //双向绑定以前的索引与坐标的对应关系
    snakeMap[newHeaderPreIndex].x = newHeaderPreX;
    snakeMap[newHeaderPreIndex].y = newHeaderPreY;
    globalMap[newHeaderPreX][newHeaderPreY].index = newHeaderPreIndex;

    //新蛇头以前的类型
    newHeaderPreType = globalMap[newHeaderX][newHeaderY].type;
    //设置新蛇头类型
    globalMap[newHeaderX][newHeaderY].type = charSnake.type;
    // 判断是否出界或撞到自己
    if(newHeaderPreType==charBorder.type || newHeaderPreType==charSnake.type ){
        die();
    }
    //输出新蛇头
    setPosition(newHeaderX, newHeaderY);
    setColor(charSnake.color);
    printf("%s", charSnake.ch);
    //判断是否吃到食物
    if(newHeaderPreType==charFood.type){  //吃到食物
        createFood();
        //更改分数
        setPosition(scoresPostion.x, scoresPostion.y);
        printf("%d", ++scores);
    }else{
        //老蛇尾坐标
        oldTailX = snakeMap[tailIndex].x;
        oldTailY = snakeMap[tailIndex].y;
        //删除蛇尾
        setPosition(oldTailX, oldTailY);
        setColor(charBg.color);
        printf("%s", charBg.ch);
        globalMap[oldTailX][oldTailY].type = charBg.type;
        tailIndex = (tailIndex==0) ? snakeMapLen-1 : tailIndex-1;
    }
}

//下次移动的方向
char nextDirection(char ch, char directionOld){
    int sum = ch+directionOld;
    ch = tolower(ch);
    if( (ch=='w' || ch=='a' || ch=='s' || ch=='d') && sum!=197 && sum!=234 ){
        return ch;
    }else{
        return directionOld;
    }
}

//暂停
char pause(){
    return getch();
}

// 初始化
void init(){
    // 设置相关变量 
    int x, y, i, index;
    int xCenter = MAXHEIGHT%2==0 ? MAXHEIGHT/2 : MAXHEIGHT/2+1;
    int yCenter = MAXWIDTH%2==0 ? MAXWIDTH/2 : MAXWIDTH/2+1;
    CONSOLE_CURSOR_INFO cci;  //控制台光标信息

    //判断相关设置是否合理
    if(MAXWIDTH<16){
        printf("'MAXWIDTH' is too small!");
        getch();
        exit(0);
    }

    //设置窗口大小 
    system("mode con: cols=96 lines=32");

    //隐藏光标
    hStdin = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
    GetConsoleCursorInfo(hStdin, &cci);
    cci.bVisible = 0;
    SetConsoleCursorInfo(hStdin, &cci);
    
    //打印背景 
    for(x=0; x<MAXHEIGHT; x++){
        for(y=0; y<MAXWIDTH; y++){
            if(y==0 || y==MAXWIDTH-1 || x==0 || x==MAXHEIGHT-1){
                globalMap[x][y].type = charBorder.type;
                setColor(charBorder.color);
                printf("%s", charBorder.ch);
            }else{
                index = (x-1)*(MAXWIDTH-2)+(y-1);
                snakeMap[index].x= x;
                snakeMap[index].y= y;
                globalMap[x][y].type = charBg.type;
                globalMap[x][y].index = index;

                setColor(charBg.color);
                printf("%s", charBg.ch);
            }
        }
        printf("\n");
    }
    
    //初始化贪吃蛇
    globalMap[xCenter][yCenter-1].type = globalMap[xCenter][yCenter].type = globalMap[xCenter][yCenter+1].type = charSnake.type;

    headerIndex = (xCenter-1)*(MAXWIDTH-2)+(yCenter-1) - 1;
    tailIndex = headerIndex+2;
    setPosition(xCenter, yCenter-1);
    setColor(charSnake.color);
    for(y = yCenter-1; y<=yCenter+1; y++){
        printf("%s", charSnake.ch);
    }
    //生成食物
    createFood();

    //设置程序信息
    setPosition(xCenter-1, MAXWIDTH+2);
    printf("   Apples : 0");
    setPosition(xCenter, MAXWIDTH+2);
    printf("   Author : xiao p");
    setPosition(xCenter+1, MAXWIDTH+2);
    printf("Copyright : c.biancheng.net");
    scoresPostion.x = xCenter-1;
    scoresPostion.y = MAXWIDTH+8;
}

int main(){
    char charInput, direction = 'a';
    init();
    
    charInput = tolower(getch());
    direction = nextDirection(charInput, direction);

    while(1){
        if(kbhit()){
            charInput = tolower(getch());
            if(charInput == ' '){
                charInput = pause();
            }
            direction = nextDirection(charInput, direction);
        }
        move(direction);
        Sleep(500);
    }
    
    getch();
    return 0;
}

标签：蛇头,globalMap,int,C语言,headerIndex,贪吃蛇,终端,snakeMap
来源： https://blog.csdn.net/qq_43629083/article/details/112993424