：從零實(shí)現(xiàn)控制臺(tái)版)
1. 為什么貪吃蛇是C入門(mén)游戲編程的最佳練手項(xiàng)目很多人學(xué)完C的基礎(chǔ)語(yǔ)法之后都會(huì)卡在一個(gè)尷尬的階段語(yǔ)法書(shū)翻完了循環(huán)、數(shù)組、函數(shù)、類(lèi)都認(rèn)識(shí)但讓自己從零寫(xiě)一個(gè)能跑起來(lái)的東西腦子里一片空白。這個(gè)階段最需要的不是繼續(xù)啃更厚的書(shū)而是找一個(gè)規(guī)模適中、邏輯閉環(huán)、能立刻看到畫(huà)面反饋的小項(xiàng)目來(lái)練手。貪吃蛇就是這樣一個(gè)幾乎完美的選擇。我見(jiàn)過(guò)太多初學(xué)者一上來(lái)就想做五子棋、俄羅斯方塊甚至RPG小游戲結(jié)果卡在圖形界面或者復(fù)雜的碰撞邏輯上三天就放棄了。貪吃蛇的好處在于它的核心邏輯用一維數(shù)組或者二維數(shù)組就能描述清楚不需要任何圖形庫(kù)也能在控制臺(tái)里跑起來(lái)而且它的游戲循環(huán)、狀態(tài)更新、輸入處理這套骨架和后面做任何游戲都是相通的。你把這一個(gè)項(xiàng)目吃透等于把游戲編程最基礎(chǔ)的思維方式建立起來(lái)了。這篇文章我會(huì)帶你從零開(kāi)始用C寫(xiě)一個(gè)能在控制臺(tái)運(yùn)行的貪吃蛇。不依賴(lài)任何第三方圖形庫(kù)純標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)實(shí)現(xiàn)Windows和Linux都能編譯。我會(huì)把每一步的設(shè)計(jì)理由講清楚包括為什么用數(shù)組而不是鏈表、為什么用Sleep控制幀率、蛇身移動(dòng)的坐標(biāo)更新為什么要從尾到頭遍歷。這些細(xì)節(jié)才是真正決定你能不能獨(dú)立寫(xiě)出第二個(gè)、第三個(gè)游戲的關(guān)鍵。適合誰(shuí)看學(xué)過(guò)C基礎(chǔ)語(yǔ)法變量、循環(huán)、數(shù)組、函數(shù)、結(jié)構(gòu)體或類(lèi)但沒(méi)做過(guò)完整項(xiàng)目的朋友。如果你連for循環(huán)和數(shù)組下標(biāo)都還不熟建議先把這些補(bǔ)上再回來(lái)。整篇內(nèi)容我會(huì)盡量用大白話(huà)解釋代碼給全注釋給足你照著敲一遍就能跑。2. 動(dòng)手之前先把游戲循環(huán)這件事想明白2.1 游戲本質(zhì)上就是一個(gè)死循環(huán)初學(xué)者最容易忽略的一個(gè)概念是游戲程序的核心結(jié)構(gòu)就是一個(gè)不停轉(zhuǎn)的循環(huán)。你看到的每一幀畫(huà)面、每一次蛇的移動(dòng)、每一個(gè)按鍵的響應(yīng)都是這個(gè)循環(huán)轉(zhuǎn)一圈的結(jié)果。這個(gè)循環(huán)通常叫游戲主循環(huán)Game Loop它的基本節(jié)奏是這樣的處理玩家輸入有沒(méi)有按鍵更新游戲狀態(tài)蛇往哪走、吃到食物沒(méi)有、撞墻沒(méi)有渲染畫(huà)面把當(dāng)前狀態(tài)畫(huà)到屏幕上等待一小段時(shí)間控制游戲速度回到第1步貪吃蛇也不例外。你只要把這個(gè)循環(huán)搭起來(lái)剩下的就是往每個(gè)環(huán)節(jié)里填邏輯。很多人寫(xiě)游戲?qū)懖幌氯ゾ褪且驗(yàn)槟X子里沒(méi)有這個(gè)循環(huán)的框架東寫(xiě)一塊西寫(xiě)一塊最后邏輯全亂。2.2 控制臺(tái)游戲?yàn)槭裁催€需要渲染有人會(huì)問(wèn)控制臺(tái)不就是cout輸出文字嗎哪來(lái)的渲染其實(shí)控制臺(tái)游戲一樣需要渲染只不過(guò)渲染的方式是清屏重畫(huà)。每一幀我們都把整個(gè)游戲畫(huà)面重新打印一遍然后清掉上一幀的內(nèi)容視覺(jué)上就形成了動(dòng)畫(huà)效果。在Windows下可以用system(cls)清屏Linux下用system(clear)。但system調(diào)用開(kāi)銷(xiāo)比較大畫(huà)面會(huì)閃。更優(yōu)雅的做法是用ANSI轉(zhuǎn)義序列把光標(biāo)移回左上角然后覆蓋重畫(huà)這樣幾乎不閃。不過(guò)為了代碼的跨平臺(tái)和簡(jiǎn)單入門(mén)階段用system(cls)完全夠用等你熟練了再優(yōu)化。2.3 幀率控制為什么不能讓它全速跑如果你不加任何延時(shí)游戲循環(huán)會(huì)以CPU能跑的最快速度瘋狂轉(zhuǎn)圈蛇會(huì)瞬間飛出去撞墻玩家根本來(lái)不及反應(yīng)。所以必須有一個(gè)節(jié)拍器來(lái)控制游戲速度。最簡(jiǎn)單的方式是調(diào)用Sleep函數(shù)Windows下是Sleep(毫秒)Linux下是usleep(微秒)。這里有個(gè)經(jīng)驗(yàn)值貪吃蛇的每幀間隔設(shè)在100到200毫秒之間比較舒服。太快了反應(yīng)不過(guò)來(lái)太慢了蛇像蝸牛。我一般用150毫秒起步隨著分?jǐn)?shù)增加逐漸減小間隔來(lái)提升難度這就是所謂的動(dòng)態(tài)難度。// 跨平臺(tái)的延時(shí)封裝 #ifdef _WIN32 #include windows.h #define SLEEP(ms) Sleep(ms) #else #include unistd.h #define SLEEP(ms) usleep((ms) * 1000) #endif這段宏定義很實(shí)用寫(xiě)一次以后所有項(xiàng)目都能復(fù)用。注意Linux的usleep參數(shù)是微秒所以要乘1000。3. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)選型蛇身到底該用什么存3.1 數(shù)組方案和鏈表方案的取舍蛇身本質(zhì)上是一串有序的坐標(biāo)點(diǎn)。存這串坐標(biāo)最直覺(jué)的兩種選擇是數(shù)組和鏈表。很多教程一上來(lái)就用鏈表理由是蛇頭插入、蛇尾刪除鏈表是O(1)。這話(huà)理論上沒(méi)錯(cuò)但對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)鏈表方案有幾個(gè)坑需要手寫(xiě)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)體和指針操作容易出內(nèi)存泄漏調(diào)試的時(shí)候沒(méi)法直接print整個(gè)蛇身得遍歷代碼量翻倍邏輯復(fù)雜度上升而數(shù)組方案呢蛇的最大長(zhǎng)度是有限的受地圖大小限制我們完全可以用一個(gè)固定大小的數(shù)組來(lái)存蛇身坐標(biāo)用一個(gè)變量記錄當(dāng)前長(zhǎng)度。蛇移動(dòng)的時(shí)候本質(zhì)上是頭部長(zhǎng)出一個(gè)新坐標(biāo)尾部刪掉一個(gè)舊坐標(biāo)用數(shù)組實(shí)現(xiàn)就是整體挪動(dòng)或者用環(huán)形緩沖。我的建議是入門(mén)階段用數(shù)組等你能熟練寫(xiě)出數(shù)組版本之后再自己改寫(xiě)成鏈表版本作為進(jìn)階練習(xí)。這樣你能親身體會(huì)兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的差異比直接抄鏈表代碼收獲大得多。3.2 坐標(biāo)點(diǎn)的表示蛇身的每個(gè)節(jié)點(diǎn)就是一個(gè)(x, y)坐標(biāo)。用一個(gè)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)體表示最清晰struct Point { int x; int y; };然后蛇身就是一個(gè)Point數(shù)組const int MAX_SNAKE_LEN 100; Point snake[MAX_SNAKE_LEN]; int snakeLength 3; // 初始長(zhǎng)度3節(jié)這里MAX_SNAKE_LEN取100是個(gè)保守值實(shí)際能到多長(zhǎng)取決于地圖大小。如果你的地圖是20x20那蛇最長(zhǎng)也就400節(jié)取100夠用了。想更嚴(yán)謹(jǐn)可以取地圖格子總數(shù)。3.3 蛇身移動(dòng)的坐標(biāo)更新順序這是整個(gè)項(xiàng)目里最容易寫(xiě)錯(cuò)的一個(gè)點(diǎn)我必須重點(diǎn)講。蛇移動(dòng)的時(shí)候你不能簡(jiǎn)單地讓每一節(jié)都往前挪一格因?yàn)槟菢訒?huì)互相覆蓋。正確的做法是從尾巴開(kāi)始每一節(jié)都變成它前面那一節(jié)的坐標(biāo)// 從尾到頭遍歷每節(jié)追上它前面一節(jié) for (int i snakeLength - 1; i 0; i--) { snake[i] snake[i - 1]; } // 然后單獨(dú)更新蛇頭 snake[0].x dirX; snake[0].y dirY;為什么必須從尾到頭因?yàn)槿绻銖念^到尾遍歷snake[1]會(huì)先被改成snake[0]的新位置然后snake[2]又去追snake[1]結(jié)果整條蛇會(huì)瞬間塌縮成一團(tuán)。從尾到頭就不會(huì)有這個(gè)問(wèn)題因?yàn)槊恳还?jié)讀取的前一節(jié)都還沒(méi)被修改。這個(gè)細(xì)節(jié)我在第一次寫(xiě)的時(shí)候踩過(guò)坑蛇會(huì)莫名其妙變成一坨排查了半天才反應(yīng)過(guò)來(lái)是遍歷順序的問(wèn)題。你如果自己寫(xiě)一定要記住這個(gè)順序。4. 地圖、食物與碰撞檢測(cè)的完整實(shí)現(xiàn)4.1 地圖邊界怎么畫(huà)控制臺(tái)地圖最簡(jiǎn)單的畫(huà)法是用字符拼一個(gè)矩形框。比如20列寬、15行高四周用#圍起來(lái)中間是空格。每次渲染的時(shí)候先打印上邊框然后逐行打印左右邊框和中間內(nèi)容最后打印下邊框。const int MAP_WIDTH 20; const int MAP_HEIGHT 15; void drawMap() { // 上邊框 for (int i 0; i MAP_WIDTH 2; i) cout #; cout endl; // 中間行 for (int y 0; y MAP_HEIGHT; y) { cout #; for (int x 0; x MAP_WIDTH; x) { // 這里根據(jù)(x,y)位置畫(huà)蛇、食物或空格 } cout # endl; } // 下邊框 for (int i 0; i MAP_WIDTH 2; i) cout #; cout endl; }注意邊框占了額外兩列所以實(shí)際游戲區(qū)域是MAP_WIDTH x MAP_HEIGHT坐標(biāo)范圍是x: 0~MAP_WIDTH-1y: 0~MAP_HEIGHT-1。這個(gè)坐標(biāo)系一定要統(tǒng)一否則碰撞檢測(cè)會(huì)出錯(cuò)。4.2 食物生成怎么避免生成到蛇身上食物就是一個(gè)隨機(jī)坐標(biāo)。但你不能隨便隨機(jī)因?yàn)橛锌赡茈S機(jī)到蛇身占據(jù)的格子上那樣食物就藏在蛇里了玩家永遠(yuǎn)吃不到。所以生成食物之后必須檢查這個(gè)位置是否和蛇身重疊如果重疊就重新生成。Point generateFood() { Point food; bool valid false; while (!valid) { food.x rand() % MAP_WIDTH; food.y rand() % MAP_HEIGHT; valid true; for (int i 0; i snakeLength; i) { if (snake[i].x food.x snake[i].y food.y) { valid false; break; } } } return food; }這個(gè)while循環(huán)理論上可能轉(zhuǎn)很多次但實(shí)際游戲中蛇身占比很小通常一兩次就成功了。如果地圖特別小、蛇特別長(zhǎng)可以考慮用收集所有空格再隨機(jī)選一個(gè)的方式效率更穩(wěn)定。4.3 碰撞檢測(cè)的三種情況碰撞檢測(cè)要處理三種情況缺一不可碰撞類(lèi)型判斷條件處理方式撞墻蛇頭x0 或 xMAP_WIDTH 或 y0 或 yMAP_HEIGHT游戲結(jié)束撞自己蛇頭坐標(biāo)和任意一節(jié)蛇身坐標(biāo)相同游戲結(jié)束吃到食物蛇頭坐標(biāo)和食物坐標(biāo)相同蛇身加長(zhǎng)分?jǐn)?shù)1重新生成食物撞自己的檢測(cè)有個(gè)細(xì)節(jié)只需要檢測(cè)蛇頭是否和蛇身的第1節(jié)到第N-1節(jié)重疊不用檢測(cè)第0節(jié)蛇頭自己。因?yàn)樯哳^不可能和自己重疊。另外如果蛇的長(zhǎng)度是1那永遠(yuǎn)不會(huì)撞到自己。bool checkCollision() { // 撞墻 if (snake[0].x 0 || snake[0].x MAP_WIDTH || snake[0].y 0 || snake[0].y MAP_HEIGHT) { return true; } // 撞自己從第1節(jié)開(kāi)始檢查 for (int i 1; i snakeLength; i) { if (snake[0].x snake[i].x snake[0].y snake[i].y) { return true; } } return false; }4.4 吃到食物后蛇怎么變長(zhǎng)吃到食物后蛇要加長(zhǎng)一節(jié)。最簡(jiǎn)單的做法是不刪除尾巴。正常移動(dòng)時(shí)我們會(huì)把尾巴那節(jié)丟掉通過(guò)坐標(biāo)覆蓋實(shí)現(xiàn)吃到食物時(shí)就不丟這樣蛇自然就長(zhǎng)了一節(jié)。具體實(shí)現(xiàn)上可以在移動(dòng)邏輯里加一個(gè)判斷如果這一幀吃到了食物就跳過(guò)尾巴的更新同時(shí)snakeLength。但要注意數(shù)組越界snakeLength不能超過(guò)MAX_SNAKE_LEN。// 移動(dòng)邏輯簡(jiǎn)化版 for (int i snakeLength - 1; i 0; i--) { snake[i] snake[i - 1]; } snake[0].x dirX; snake[0].y dirY; // 如果吃到食物 if (snake[0].x food.x snake[0].y food.y) { if (snakeLength MAX_SNAKE_LEN) { snakeLength; // 加長(zhǎng)尾巴不動(dòng) } score; food generateFood(); }這里有個(gè)小技巧加長(zhǎng)的時(shí)候新加的那節(jié)坐標(biāo)其實(shí)是上一幀尾巴的坐標(biāo)因?yàn)槲覀儧](méi)有更新它。視覺(jué)上看起來(lái)就是蛇尾長(zhǎng)出了一節(jié)很自然。5. 輸入處理與方向控制的那些坑5.1 控制臺(tái)怎么讀取方向鍵這是控制臺(tái)游戲最煩人的地方之一。Windows下用_getch()可以讀取按鍵方向鍵是特殊鍵需要讀兩次第一次返回0或224第二次才返回具體的方向碼上72、下80、左75、右77。Linux下則要用termios把終端設(shè)成非規(guī)范模式然后讀getchar()方向鍵是ESC序列\(zhòng)033[A等。為了代碼簡(jiǎn)潔我建議入門(mén)階段用WASD或者方向鍵的字母替代方案W上、S下、A左、D右。這樣跨平臺(tái)簡(jiǎn)單一行cin或者getchar就能搞定。等你把游戲邏輯跑通了再花時(shí)間研究方向鍵的讀取。char input; if (_kbhit()) { // Windows下檢測(cè)是否有按鍵 input _getch(); switch (input) { case w: case W: if (dirY ! 1) { dirX 0; dirY -1; } break; case s: case S: if (dirY ! -1) { dirX 0; dirY 1; } break; case a: case A: if (dirX ! 1) { dirX -1; dirY 0; } break; case d: case D: if (dirX ! -1) { dirX 1; dirY 0; } break; } }5.2 為什么不能直接反向注意上面代碼里的if判斷當(dāng)蛇正在向右走時(shí)不能直接按左鍵讓它反向。因?yàn)榉聪驎?huì)導(dǎo)致蛇頭瞬間撞上自己的脖子游戲立刻結(jié)束。這不是bug是規(guī)則。所以每次改變方向前都要檢查新方向是否和當(dāng)前方向相反相反就忽略這次輸入。這個(gè)判斷看起來(lái)簡(jiǎn)單但如果你忘了寫(xiě)玩家一按反向鍵就死體驗(yàn)極差。我見(jiàn)過(guò)不少新手版本都有這個(gè)問(wèn)題。5.3 輸入緩沖和按鍵丟失控制臺(tái)輸入還有個(gè)坑如果你用cin input它是阻塞的游戲循環(huán)會(huì)卡在等待輸入上蛇就不動(dòng)了。所以必須用非阻塞的方式檢測(cè)按鍵。Windows下_kbhit()配合_getch()是標(biāo)準(zhǔn)做法。Linux下需要自己封裝稍微麻煩一點(diǎn)。另一個(gè)問(wèn)題是按鍵緩沖。如果玩家快速按了好幾個(gè)方向鍵這些按鍵會(huì)排隊(duì)游戲會(huì)依次處理可能導(dǎo)致蛇走出奇怪的路徑。解決辦法是每幀只處理一個(gè)按鍵或者干脆清空緩沖區(qū)只取最后一個(gè)。入門(mén)階段每幀處理一個(gè)就夠了。6. 把代碼組裝起來(lái)完整可運(yùn)行版本6.1 完整代碼結(jié)構(gòu)下面是一個(gè)完整的、可以直接編譯運(yùn)行的版本。我把它拆成幾個(gè)函數(shù)每個(gè)函數(shù)職責(zé)單一方便你理解和修改。#include iostream #include cstdlib #include ctime #ifdef _WIN32 #include windows.h #include conio.h #define CLEAR cls #define SLEEP(ms) Sleep(ms) #else #include unistd.h #include termios.h #include fcntl.h #define CLEAR clear #define SLEEP(ms) usleep((ms) * 1000) #endif using namespace std; const int MAP_WIDTH 20; const int MAP_HEIGHT 15; const int MAX_SNAKE_LEN 200; struct Point { int x, y; }; Point snake[MAX_SNAKE_LEN]; int snakeLength; Point food; int dirX, dirY; int score; bool gameOver; void initGame() { snakeLength 3; snake[0] {MAP_WIDTH / 2, MAP_HEIGHT / 2}; snake[1] {MAP_WIDTH / 2 - 1, MAP_HEIGHT / 2}; snake[2] {MAP_WIDTH / 2 - 2, MAP_HEIGHT / 2}; dirX 1; dirY 0; score 0; gameOver false; srand((unsigned)time(nullptr)); // 生成第一個(gè)食物 food.x rand() % MAP_WIDTH; food.y rand() % MAP_HEIGHT; } void draw() { system(CLEAR); // 上邊框 for (int i 0; i MAP_WIDTH 2; i) cout #; cout \n; for (int y 0; y MAP_HEIGHT; y) { cout #; for (int x 0; x MAP_WIDTH; x) { bool printed false; // 先判斷是不是蛇頭 if (snake[0].x x snake[0].y y) { cout O; printed true; } // 再判斷是不是蛇身 if (!printed) { for (int i 1; i snakeLength; i) { if (snake[i].x x snake[i].y y) { cout o; printed true; break; } } } // 再判斷是不是食物 if (!printed food.x x food.y y) { cout *; printed true; } if (!printed) cout ; } cout #\n; } // 下邊框 for (int i 0; i MAP_WIDTH 2; i) cout #; cout \n; cout Score: score Length: snakeLength \n; cout Controls: WASD to move, Q to quit\n; } void handleInput() { #ifdef _WIN32 if (_kbhit()) { char c _getch(); switch (c) { case w: case W: if (dirY ! 1) { dirX 0; dirY -1; } break; case s: case S: if (dirY ! -1) { dirX 0; dirY 1; } break; case a: case A: if (dirX ! 1) { dirX -1; dirY 0; } break; case d: case D: if (dirX ! -1) { dirX 1; dirY 0; } break; case q: case Q: gameOver true; break; } } #else // Linux非阻塞讀取 struct termios oldt, newt; tcgetattr(STDIN_FILENO, oldt); newt oldt; newt.c_lflag ~(ICANON | ECHO); tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, newt); int oldf fcntl(STDIN_FILENO, F_GETFL, 0); fcntl(STDIN_FILENO, F_SETFL, oldf | O_NONBLOCK); char c getchar(); tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, oldt); fcntl(STDIN_FILENO, F_SETFL, oldf); switch (c) { case w: case W: if (dirY ! 1) { dirX 0; dirY -1; } break; case s: case S: if (dirY ! -1) { dirX 0; dirY 1; } break; case a: case A: if (dirX ! 1) { dirX -1; dirY 0; } break; case d: case D: if (dirX ! -1) { dirX 1; dirY 0; } break; case q: case Q: gameOver true; break; } #endif } void update() { // 移動(dòng)蛇身 for (int i snakeLength - 1; i 0; i--) { snake[i] snake[i - 1]; } snake[0].x dirX; snake[0].y dirY; // 撞墻檢測(cè) if (snake[0].x 0 || snake[0].x MAP_WIDTH || snake[0].y 0 || snake[0].y MAP_HEIGHT) { gameOver true; return; } // 撞自己檢測(cè) for (int i 1; i snakeLength; i) { if (snake[0].x snake[i].x snake[0].y snake[i].y) { gameOver true; return; } } // 吃食物 if (snake[0].x food.x snake[0].y food.y) { if (snakeLength MAX_SNAKE_LEN) snakeLength; score; // 重新生成食物 bool valid false; while (!valid) { food.x rand() % MAP_WIDTH; food.y rand() % MAP_HEIGHT; valid true; for (int i 0; i snakeLength; i) { if (snake[i].x food.x snake[i].y food.y) { valid false; break; } } } } } int main() { initGame(); while (!gameOver) { draw(); handleInput(); update(); SLEEP(150); } cout \nGame Over! Final Score: score \n; return 0; }6.2 編譯和運(yùn)行Windows下用MinGW或者Visual Studio直接編譯g snake.cpp -o snake.exe snake.exeLinux下g snake.cpp -o snake ./snake注意Linux下需要鏈接termios但它是標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的一部分通常不用額外加-l參數(shù)。如果編譯報(bào)錯(cuò)找不到usleep加上#include unistd.h即可。6.3 實(shí)測(cè)中容易遇到的問(wèn)題問(wèn)題一畫(huà)面閃爍嚴(yán)重。這是system(cls)的通病。解決辦法是用ANSI轉(zhuǎn)義序列\(zhòng)033[H把光標(biāo)移回左上角然后逐行覆蓋。但Windows老版本控制臺(tái)默認(rèn)不支持ANSI需要先調(diào)用SetConsoleMode開(kāi)啟虛擬終端處理。入門(mén)階段忍一忍或者用雙緩沖先拼好整個(gè)畫(huà)面字符串再一次性輸出。問(wèn)題二蛇移動(dòng)速度不均勻。因?yàn)镾leep只是大致延時(shí)實(shí)際幀間隔會(huì)有波動(dòng)。如果追求精確可以用chrono庫(kù)計(jì)算實(shí)際經(jīng)過(guò)的時(shí)間做固定時(shí)間步長(zhǎng)更新。但對(duì)貪吃蛇來(lái)說(shuō)沒(méi)必要Sleep夠用。問(wèn)題三Linux下按鍵讀取有問(wèn)題。上面的Linux代碼每次調(diào)用handleInput都會(huì)修改終端屬性效率很低。更好的做法是在main開(kāi)始時(shí)設(shè)置一次結(jié)束時(shí)恢復(fù)。我這里為了代碼緊湊才這么寫(xiě)你實(shí)際項(xiàng)目里應(yīng)該優(yōu)化。問(wèn)題四食物生成死循環(huán)。如果蛇長(zhǎng)得幾乎填滿(mǎn)地圖while(!valid)可能轉(zhuǎn)很久。解決辦法是維護(hù)一個(gè)空格列表或者當(dāng)蛇長(zhǎng)超過(guò)地圖一半時(shí)直接判定勝利。7. 從能跑到好用幾個(gè)值得做的優(yōu)化方向7.1 動(dòng)態(tài)難度越吃越快固定150毫秒的幀間隔玩久了會(huì)膩。一個(gè)簡(jiǎn)單的改進(jìn)是讓延時(shí)隨分?jǐn)?shù)遞減int delay 150 - score * 3; if (delay 50) delay 50; // 下限50毫秒 SLEEP(delay);這樣每吃一個(gè)食物蛇就快一點(diǎn)難度自然上升。下限設(shè)50毫秒是因?yàn)樵倏烊搜酆褪种妇透簧狭恕?.2 分?jǐn)?shù)持久化把最高分存到文件每次游戲結(jié)束把最高分寫(xiě)到一個(gè)文本文件里下次啟動(dòng)讀出來(lái)顯示。這是最簡(jiǎn)單的持久化練習(xí)用fstream幾行就能搞定int loadHighScore() { ifstream fin(highscore.txt); int hs 0; if (fin) fin hs; return hs; } void saveHighScore(int hs) { ofstream fout(highscore.txt); fout hs; }這個(gè)功能雖小但能讓你第一次體會(huì)數(shù)據(jù)在程序關(guān)閉后還能保留的感覺(jué)是邁向更復(fù)雜項(xiàng)目的必經(jīng)一步。7.3 用類(lèi)重構(gòu)把游戲封裝成一個(gè)對(duì)象上面的代碼全是全局變量和自由函數(shù)規(guī)模小的時(shí)候沒(méi)問(wèn)題但一旦要擴(kuò)展比如加暫停、加菜單、加多種模式全局變量就會(huì)變成災(zāi)難。這時(shí)候應(yīng)該用類(lèi)把游戲狀態(tài)封裝起來(lái)class SnakeGame { private: Point snake[MAX_SNAKE_LEN]; int snakeLength; Point food; int dirX, dirY; int score; bool gameOver; public: void init(); void run(); void draw(); void handleInput(); void update(); };重構(gòu)之后main函數(shù)就變成三行創(chuàng)建對(duì)象、初始化、運(yùn)行。這就是面向?qū)ο缶幊痰膬r(jià)值——把復(fù)雜度關(guān)在類(lèi)里面外面看到的接口干干凈凈。我強(qiáng)烈建議你在跑通數(shù)組版本之后親手做一次這個(gè)重構(gòu)收獲會(huì)非常大。7.4 用鏈表替代數(shù)組進(jìn)階練習(xí)等你對(duì)類(lèi)版本也熟練了可以嘗試把蛇身從數(shù)組換成鏈表。每個(gè)節(jié)點(diǎn)存坐標(biāo)和指向下一節(jié)的指針蛇頭插入新節(jié)點(diǎn)蛇尾刪除節(jié)點(diǎn)。這樣蛇的長(zhǎng)度就不受MAX_SNAKE_LEN限制了。但要注意內(nèi)存管理刪除節(jié)點(diǎn)時(shí)記得delete否則會(huì)泄漏。這個(gè)練習(xí)的意義不在于鏈表本身而在于讓你體會(huì)同一個(gè)問(wèn)題用不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)解決的思維差異。做完之后你對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的理解會(huì)上一個(gè)臺(tái)階。8. 我在教別人寫(xiě)貪吃蛇時(shí)總結(jié)的幾條經(jīng)驗(yàn)帶過(guò)幾個(gè)朋友入門(mén)之后我發(fā)現(xiàn)大家踩的坑高度集中這里統(tǒng)一說(shuō)一下。第一不要一上來(lái)就追求圖形界面。很多人覺(jué)得控制臺(tái)太丑非要用EasyX或者SDL。結(jié)果光配置環(huán)境就花了兩天游戲邏輯一行沒(méi)寫(xiě)熱情先耗光了?？刂婆_(tái)版本雖然樸素但它讓你專(zhuān)注在邏輯上這才是入門(mén)階段最該練的。等你控制臺(tái)版本寫(xiě)得滾瓜爛熟換圖形庫(kù)只是換個(gè)渲染函數(shù)的事。第二先把偽代碼寫(xiě)出來(lái)再敲鍵盤(pán)。我見(jiàn)過(guò)太多人打開(kāi)IDE就開(kāi)始寫(xiě)寫(xiě)到一半發(fā)現(xiàn)邏輯不對(duì)刪了重來(lái)。正確做法是先在紙上或者注釋里把游戲循環(huán)、移動(dòng)邏輯、碰撞檢測(cè)的步驟寫(xiě)清楚確認(rèn)沒(méi)問(wèn)題了再翻譯成代碼。這個(gè)習(xí)慣能幫你省下大量調(diào)試時(shí)間。第三善用調(diào)試輸出。蛇的坐標(biāo)、方向、長(zhǎng)度這些關(guān)鍵變量在開(kāi)發(fā)階段可以每幀打印出來(lái)看。別嫌亂等你確認(rèn)邏輯正確了再刪掉。我調(diào)試移動(dòng)邏輯的時(shí)候就是靠打印每一節(jié)的坐標(biāo)才發(fā)現(xiàn)遍歷順序?qū)懛戳?。第四邊界條件一定要測(cè)。蛇貼著墻走會(huì)怎樣蛇長(zhǎng)度是1的時(shí)候撞自己檢測(cè)會(huì)不會(huì)越界食物生成在蛇頭正前方會(huì)怎樣這些邊界情況你不主動(dòng)測(cè)它們就會(huì)在某個(gè)時(shí)刻突然冒出來(lái)讓你措手不及。養(yǎng)成寫(xiě)完一個(gè)功能就想想邊界的習(xí)慣受益終身。第五代碼風(fēng)格從第一天就注意。變量命名要有意義snakeLength而不是n函數(shù)職責(zé)要單一draw就只管畫(huà)別在里面改狀態(tài)常量用const而不是魔法數(shù)字。這些習(xí)慣在項(xiàng)目小的時(shí)候看不出差別但項(xiàng)目一大就是天壤之別。最后說(shuō)一句貪吃蛇這個(gè)項(xiàng)目真正的價(jià)值不在于游戲本身而在于它逼著你把C的數(shù)組、循環(huán)、函數(shù)、結(jié)構(gòu)體、輸入輸出這些基礎(chǔ)知識(shí)串起來(lái)用一遍。你寫(xiě)完這個(gè)項(xiàng)目再回頭看那些語(yǔ)法書(shū)會(huì)發(fā)現(xiàn)以前覺(jué)得抽象的概念突然都具體了。這就是項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)的威力。寫(xiě)完控制臺(tái)版本之后你可以試著加個(gè)開(kāi)始菜單、加個(gè)暫停功能、加個(gè)排行榜每一個(gè)小擴(kuò)展都是一次真實(shí)的工程練習(xí)。 C++貪吃蛇游戲編程入門(mén)：從零實(shí)現(xiàn)控制臺(tái)版
1. 為什么貪吃蛇是C入門(mén)游戲編程的最佳練手項(xiàng)目很多人學(xué)完C的基礎(chǔ)語(yǔ)法之后都會(huì)卡在一個(gè)尷尬的階段語(yǔ)法書(shū)翻完了循環(huán)、數(shù)組、函數(shù)、類(lèi)都認(rèn)識(shí)但讓自己從零寫(xiě)一個(gè)能跑起來(lái)的東西腦子里一片空白。這個(gè)階段最需要的不是繼續(xù)啃更厚的書(shū)而是找一個(gè)規(guī)模適中、邏輯閉環(huán)、能立刻看到畫(huà)面反饋的小項(xiàng)目來(lái)練手。貪吃蛇就是這樣一個(gè)幾乎完美的選擇。我見(jiàn)過(guò)太多初學(xué)者一上來(lái)就想做五子棋、俄羅斯方塊甚至RPG小游戲結(jié)果卡在圖形界面或者復(fù)雜的碰撞邏輯上三天就放棄了。貪吃蛇的好處在于它的核心邏輯用一維數(shù)組或者二維數(shù)組就能描述清楚不需要任何圖形庫(kù)也能在控制臺(tái)里跑起來(lái)而且它的游戲循環(huán)、狀態(tài)更新、輸入處理這套骨架和后面做任何游戲都是相通的。你把這一個(gè)項(xiàng)目吃透等于把游戲編程最基礎(chǔ)的思維方式建立起來(lái)了。這篇文章我會(huì)帶你從零開(kāi)始用C寫(xiě)一個(gè)能在控制臺(tái)運(yùn)行的貪吃蛇。不依賴(lài)任何第三方圖形庫(kù)純標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)實(shí)現(xiàn)Windows和Linux都能編譯。我會(huì)把每一步的設(shè)計(jì)理由講清楚包括為什么用數(shù)組而不是鏈表、為什么用Sleep控制幀率、蛇身移動(dòng)的坐標(biāo)更新為什么要從尾到頭遍歷。這些細(xì)節(jié)才是真正決定你能不能獨(dú)立寫(xiě)出第二個(gè)、第三個(gè)游戲的關(guān)鍵。適合誰(shuí)看學(xué)過(guò)C基礎(chǔ)語(yǔ)法變量、循環(huán)、數(shù)組、函數(shù)、結(jié)構(gòu)體或類(lèi)但沒(méi)做過(guò)完整項(xiàng)目的朋友。如果你連for循環(huán)和數(shù)組下標(biāo)都還不熟建議先把這些補(bǔ)上再回來(lái)。整篇內(nèi)容我會(huì)盡量用大白話(huà)解釋代碼給全注釋給足你照著敲一遍就能跑。2. 動(dòng)手之前先把游戲循環(huán)這件事想明白2.1 游戲本質(zhì)上就是一個(gè)死循環(huán)初學(xué)者最容易忽略的一個(gè)概念是游戲程序的核心結(jié)構(gòu)就是一個(gè)不停轉(zhuǎn)的循環(huán)。你看到的每一幀畫(huà)面、每一次蛇的移動(dòng)、每一個(gè)按鍵的響應(yīng)都是這個(gè)循環(huán)轉(zhuǎn)一圈的結(jié)果。這個(gè)循環(huán)通常叫游戲主循環(huán)Game Loop它的基本節(jié)奏是這樣的處理玩家輸入有沒(méi)有按鍵更新游戲狀態(tài)蛇往哪走、吃到食物沒(méi)有、撞墻沒(méi)有渲染畫(huà)面把當(dāng)前狀態(tài)畫(huà)到屏幕上等待一小段時(shí)間控制游戲速度回到第1步貪吃蛇也不例外。你只要把這個(gè)循環(huán)搭起來(lái)剩下的就是往每個(gè)環(huán)節(jié)里填邏輯。很多人寫(xiě)游戲?qū)懖幌氯ゾ褪且驗(yàn)槟X子里沒(méi)有這個(gè)循環(huán)的框架東寫(xiě)一塊西寫(xiě)一塊最后邏輯全亂。2.2 控制臺(tái)游戲?yàn)槭裁催€需要渲染有人會(huì)問(wèn)控制臺(tái)不就是cout輸出文字嗎哪來(lái)的渲染其實(shí)控制臺(tái)游戲一樣需要渲染只不過(guò)渲染的方式是清屏重畫(huà)。每一幀我們都把整個(gè)游戲畫(huà)面重新打印一遍然后清掉上一幀的內(nèi)容視覺(jué)上就形成了動(dòng)畫(huà)效果。在Windows下可以用system(cls)清屏Linux下用system(clear)。但system調(diào)用開(kāi)銷(xiāo)比較大畫(huà)面會(huì)閃。更優(yōu)雅的做法是用ANSI轉(zhuǎn)義序列把光標(biāo)移回左上角然后覆蓋重畫(huà)這樣幾乎不閃。不過(guò)為了代碼的跨平臺(tái)和簡(jiǎn)單入門(mén)階段用system(cls)完全夠用等你熟練了再優(yōu)化。2.3 幀率控制為什么不能讓它全速跑如果你不加任何延時(shí)游戲循環(huán)會(huì)以CPU能跑的最快速度瘋狂轉(zhuǎn)圈蛇會(huì)瞬間飛出去撞墻玩家根本來(lái)不及反應(yīng)。所以必須有一個(gè)節(jié)拍器來(lái)控制游戲速度。最簡(jiǎn)單的方式是調(diào)用Sleep函數(shù)Windows下是Sleep(毫秒)Linux下是usleep(微秒)。這里有個(gè)經(jīng)驗(yàn)值貪吃蛇的每幀間隔設(shè)在100到200毫秒之間比較舒服。太快了反應(yīng)不過(guò)來(lái)太慢了蛇像蝸牛。我一般用150毫秒起步隨著分?jǐn)?shù)增加逐漸減小間隔來(lái)提升難度這就是所謂的動(dòng)態(tài)難度。// 跨平臺(tái)的延時(shí)封裝 #ifdef _WIN32 #include windows.h #define SLEEP(ms) Sleep(ms) #else #include unistd.h #define SLEEP(ms) usleep((ms) * 1000) #endif這段宏定義很實(shí)用寫(xiě)一次以后所有項(xiàng)目都能復(fù)用。注意Linux的usleep參數(shù)是微秒所以要乘1000。3. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)選型蛇身到底該用什么存3.1 數(shù)組方案和鏈表方案的取舍蛇身本質(zhì)上是一串有序的坐標(biāo)點(diǎn)。存這串坐標(biāo)最直覺(jué)的兩種選擇是數(shù)組和鏈表。很多教程一上來(lái)就用鏈表理由是蛇頭插入、蛇尾刪除鏈表是O(1)。這話(huà)理論上沒(méi)錯(cuò)但對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)鏈表方案有幾個(gè)坑需要手寫(xiě)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)體和指針操作容易出內(nèi)存泄漏調(diào)試的時(shí)候沒(méi)法直接print整個(gè)蛇身得遍歷代碼量翻倍邏輯復(fù)雜度上升而數(shù)組方案呢蛇的最大長(zhǎng)度是有限的受地圖大小限制我們完全可以用一個(gè)固定大小的數(shù)組來(lái)存蛇身坐標(biāo)用一個(gè)變量記錄當(dāng)前長(zhǎng)度。蛇移動(dòng)的時(shí)候本質(zhì)上是頭部長(zhǎng)出一個(gè)新坐標(biāo)尾部刪掉一個(gè)舊坐標(biāo)用數(shù)組實(shí)現(xiàn)就是整體挪動(dòng)或者用環(huán)形緩沖。我的建議是入門(mén)階段用數(shù)組等你能熟練寫(xiě)出數(shù)組版本之后再自己改寫(xiě)成鏈表版本作為進(jìn)階練習(xí)。這樣你能親身體會(huì)兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的差異比直接抄鏈表代碼收獲大得多。3.2 坐標(biāo)點(diǎn)的表示蛇身的每個(gè)節(jié)點(diǎn)就是一個(gè)(x, y)坐標(biāo)。用一個(gè)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)體表示最清晰struct Point { int x; int y; };然后蛇身就是一個(gè)Point數(shù)組const int MAX_SNAKE_LEN 100; Point snake[MAX_SNAKE_LEN]; int snakeLength 3; // 初始長(zhǎng)度3節(jié)這里MAX_SNAKE_LEN取100是個(gè)保守值實(shí)際能到多長(zhǎng)取決于地圖大小。如果你的地圖是20x20那蛇最長(zhǎng)也就400節(jié)取100夠用了。想更嚴(yán)謹(jǐn)可以取地圖格子總數(shù)。3.3 蛇身移動(dòng)的坐標(biāo)更新順序這是整個(gè)項(xiàng)目里最容易寫(xiě)錯(cuò)的一個(gè)點(diǎn)我必須重點(diǎn)講。蛇移動(dòng)的時(shí)候你不能簡(jiǎn)單地讓每一節(jié)都往前挪一格因?yàn)槟菢訒?huì)互相覆蓋。正確的做法是從尾巴開(kāi)始每一節(jié)都變成它前面那一節(jié)的坐標(biāo)// 從尾到頭遍歷每節(jié)追上它前面一節(jié) for (int i snakeLength - 1; i 0; i--) { snake[i] snake[i - 1]; } // 然后單獨(dú)更新蛇頭 snake[0].x dirX; snake[0].y dirY;為什么必須從尾到頭因?yàn)槿绻銖念^到尾遍歷snake[1]會(huì)先被改成snake[0]的新位置然后snake[2]又去追snake[1]結(jié)果整條蛇會(huì)瞬間塌縮成一團(tuán)。從尾到頭就不會(huì)有這個(gè)問(wèn)題因?yàn)槊恳还?jié)讀取的前一節(jié)都還沒(méi)被修改。這個(gè)細(xì)節(jié)我在第一次寫(xiě)的時(shí)候踩過(guò)坑蛇會(huì)莫名其妙變成一坨排查了半天才反應(yīng)過(guò)來(lái)是遍歷順序的問(wèn)題。你如果自己寫(xiě)一定要記住這個(gè)順序。4. 地圖、食物與碰撞檢測(cè)的完整實(shí)現(xiàn)4.1 地圖邊界怎么畫(huà)控制臺(tái)地圖最簡(jiǎn)單的畫(huà)法是用字符拼一個(gè)矩形框。比如20列寬、15行高四周用#圍起來(lái)中間是空格。每次渲染的時(shí)候先打印上邊框然后逐行打印左右邊框和中間內(nèi)容最后打印下邊框。const int MAP_WIDTH 20; const int MAP_HEIGHT 15; void drawMap() { // 上邊框 for (int i 0; i MAP_WIDTH 2; i) cout #; cout endl; // 中間行 for (int y 0; y MAP_HEIGHT; y) { cout #; for (int x 0; x MAP_WIDTH; x) { // 這里根據(jù)(x,y)位置畫(huà)蛇、食物或空格 } cout # endl; } // 下邊框 for (int i 0; i MAP_WIDTH 2; i) cout #; cout endl; }注意邊框占了額外兩列所以實(shí)際游戲區(qū)域是MAP_WIDTH x MAP_HEIGHT坐標(biāo)范圍是x: 0~MAP_WIDTH-1y: 0~MAP_HEIGHT-1。這個(gè)坐標(biāo)系一定要統(tǒng)一否則碰撞檢測(cè)會(huì)出錯(cuò)。4.2 食物生成怎么避免生成到蛇身上食物就是一個(gè)隨機(jī)坐標(biāo)。但你不能隨便隨機(jī)因?yàn)橛锌赡茈S機(jī)到蛇身占據(jù)的格子上那樣食物就藏在蛇里了玩家永遠(yuǎn)吃不到。所以生成食物之后必須檢查這個(gè)位置是否和蛇身重疊如果重疊就重新生成。Point generateFood() { Point food; bool valid false; while (!valid) { food.x rand() % MAP_WIDTH; food.y rand() % MAP_HEIGHT; valid true; for (int i 0; i snakeLength; i) { if (snake[i].x food.x snake[i].y food.y) { valid false; break; } } } return food; }這個(gè)while循環(huán)理論上可能轉(zhuǎn)很多次但實(shí)際游戲中蛇身占比很小通常一兩次就成功了。如果地圖特別小、蛇特別長(zhǎng)可以考慮用收集所有空格再隨機(jī)選一個(gè)的方式效率更穩(wěn)定。4.3 碰撞檢測(cè)的三種情況碰撞檢測(cè)要處理三種情況缺一不可碰撞類(lèi)型判斷條件處理方式撞墻蛇頭x0 或 xMAP_WIDTH 或 y0 或 yMAP_HEIGHT游戲結(jié)束撞自己蛇頭坐標(biāo)和任意一節(jié)蛇身坐標(biāo)相同游戲結(jié)束吃到食物蛇頭坐標(biāo)和食物坐標(biāo)相同蛇身加長(zhǎng)分?jǐn)?shù)1重新生成食物撞自己的檢測(cè)有個(gè)細(xì)節(jié)只需要檢測(cè)蛇頭是否和蛇身的第1節(jié)到第N-1節(jié)重疊不用檢測(cè)第0節(jié)蛇頭自己。因?yàn)樯哳^不可能和自己重疊。另外如果蛇的長(zhǎng)度是1那永遠(yuǎn)不會(huì)撞到自己。bool checkCollision() { // 撞墻 if (snake[0].x 0 || snake[0].x MAP_WIDTH || snake[0].y 0 || snake[0].y MAP_HEIGHT) { return true; } // 撞自己從第1節(jié)開(kāi)始檢查 for (int i 1; i snakeLength; i) { if (snake[0].x snake[i].x snake[0].y snake[i].y) { return true; } } return false; }4.4 吃到食物后蛇怎么變長(zhǎng)吃到食物后蛇要加長(zhǎng)一節(jié)。最簡(jiǎn)單的做法是不刪除尾巴。正常移動(dòng)時(shí)我們會(huì)把尾巴那節(jié)丟掉通過(guò)坐標(biāo)覆蓋實(shí)現(xiàn)吃到食物時(shí)就不丟這樣蛇自然就長(zhǎng)了一節(jié)。具體實(shí)現(xiàn)上可以在移動(dòng)邏輯里加一個(gè)判斷如果這一幀吃到了食物就跳過(guò)尾巴的更新同時(shí)snakeLength。但要注意數(shù)組越界snakeLength不能超過(guò)MAX_SNAKE_LEN。// 移動(dòng)邏輯簡(jiǎn)化版 for (int i snakeLength - 1; i 0; i--) { snake[i] snake[i - 1]; } snake[0].x dirX; snake[0].y dirY; // 如果吃到食物 if (snake[0].x food.x snake[0].y food.y) { if (snakeLength MAX_SNAKE_LEN) { snakeLength; // 加長(zhǎng)尾巴不動(dòng) } score; food generateFood(); }這里有個(gè)小技巧加長(zhǎng)的時(shí)候新加的那節(jié)坐標(biāo)其實(shí)是上一幀尾巴的坐標(biāo)因?yàn)槲覀儧](méi)有更新它。視覺(jué)上看起來(lái)就是蛇尾長(zhǎng)出了一節(jié)很自然。5. 輸入處理與方向控制的那些坑5.1 控制臺(tái)怎么讀取方向鍵這是控制臺(tái)游戲最煩人的地方之一。Windows下用_getch()可以讀取按鍵方向鍵是特殊鍵需要讀兩次第一次返回0或224第二次才返回具體的方向碼上72、下80、左75、右77。Linux下則要用termios把終端設(shè)成非規(guī)范模式然后讀getchar()方向鍵是ESC序列\(zhòng)033[A等。為了代碼簡(jiǎn)潔我建議入門(mén)階段用WASD或者方向鍵的字母替代方案W上、S下、A左、D右。這樣跨平臺(tái)簡(jiǎn)單一行cin或者getchar就能搞定。等你把游戲邏輯跑通了再花時(shí)間研究方向鍵的讀取。char input; if (_kbhit()) { // Windows下檢測(cè)是否有按鍵 input _getch(); switch (input) { case w: case W: if (dirY ! 1) { dirX 0; dirY -1; } break; case s: case S: if (dirY ! -1) { dirX 0; dirY 1; } break; case a: case A: if (dirX ! 1) { dirX -1; dirY 0; } break; case d: case D: if (dirX ! -1) { dirX 1; dirY 0; } break; } }5.2 為什么不能直接反向注意上面代碼里的if判斷當(dāng)蛇正在向右走時(shí)不能直接按左鍵讓它反向。因?yàn)榉聪驎?huì)導(dǎo)致蛇頭瞬間撞上自己的脖子游戲立刻結(jié)束。這不是bug是規(guī)則。所以每次改變方向前都要檢查新方向是否和當(dāng)前方向相反相反就忽略這次輸入。這個(gè)判斷看起來(lái)簡(jiǎn)單但如果你忘了寫(xiě)玩家一按反向鍵就死體驗(yàn)極差。我見(jiàn)過(guò)不少新手版本都有這個(gè)問(wèn)題。5.3 輸入緩沖和按鍵丟失控制臺(tái)輸入還有個(gè)坑如果你用cin input它是阻塞的游戲循環(huán)會(huì)卡在等待輸入上蛇就不動(dòng)了。所以必須用非阻塞的方式檢測(cè)按鍵。Windows下_kbhit()配合_getch()是標(biāo)準(zhǔn)做法。Linux下需要自己封裝稍微麻煩一點(diǎn)。另一個(gè)問(wèn)題是按鍵緩沖。如果玩家快速按了好幾個(gè)方向鍵這些按鍵會(huì)排隊(duì)游戲會(huì)依次處理可能導(dǎo)致蛇走出奇怪的路徑。解決辦法是每幀只處理一個(gè)按鍵或者干脆清空緩沖區(qū)只取最后一個(gè)。入門(mén)階段每幀處理一個(gè)就夠了。6. 把代碼組裝起來(lái)完整可運(yùn)行版本6.1 完整代碼結(jié)構(gòu)下面是一個(gè)完整的、可以直接編譯運(yùn)行的版本。我把它拆成幾個(gè)函數(shù)每個(gè)函數(shù)職責(zé)單一方便你理解和修改。#include iostream #include cstdlib #include ctime #ifdef _WIN32 #include windows.h #include conio.h #define CLEAR cls #define SLEEP(ms) Sleep(ms) #else #include unistd.h #include termios.h #include fcntl.h #define CLEAR clear #define SLEEP(ms) usleep((ms) * 1000) #endif using namespace std; const int MAP_WIDTH 20; const int MAP_HEIGHT 15; const int MAX_SNAKE_LEN 200; struct Point { int x, y; }; Point snake[MAX_SNAKE_LEN]; int snakeLength; Point food; int dirX, dirY; int score; bool gameOver; void initGame() { snakeLength 3; snake[0] {MAP_WIDTH / 2, MAP_HEIGHT / 2}; snake[1] {MAP_WIDTH / 2 - 1, MAP_HEIGHT / 2}; snake[2] {MAP_WIDTH / 2 - 2, MAP_HEIGHT / 2}; dirX 1; dirY 0; score 0; gameOver false; srand((unsigned)time(nullptr)); // 生成第一個(gè)食物 food.x rand() % MAP_WIDTH; food.y rand() % MAP_HEIGHT; } void draw() { system(CLEAR); // 上邊框 for (int i 0; i MAP_WIDTH 2; i) cout #; cout \n; for (int y 0; y MAP_HEIGHT; y) { cout #; for (int x 0; x MAP_WIDTH; x) { bool printed false; // 先判斷是不是蛇頭 if (snake[0].x x snake[0].y y) { cout O; printed true; } // 再判斷是不是蛇身 if (!printed) { for (int i 1; i snakeLength; i) { if (snake[i].x x snake[i].y y) { cout o; printed true; break; } } } // 再判斷是不是食物 if (!printed food.x x food.y y) { cout *; printed true; } if (!printed) cout ; } cout #\n; } // 下邊框 for (int i 0; i MAP_WIDTH 2; i) cout #; cout \n; cout Score: score Length: snakeLength \n; cout Controls: WASD to move, Q to quit\n; } void handleInput() { #ifdef _WIN32 if (_kbhit()) { char c _getch(); switch (c) { case w: case W: if (dirY ! 1) { dirX 0; dirY -1; } break; case s: case S: if (dirY ! -1) { dirX 0; dirY 1; } break; case a: case A: if (dirX ! 1) { dirX -1; dirY 0; } break; case d: case D: if (dirX ! -1) { dirX 1; dirY 0; } break; case q: case Q: gameOver true; break; } } #else // Linux非阻塞讀取 struct termios oldt, newt; tcgetattr(STDIN_FILENO, oldt); newt oldt; newt.c_lflag ~(ICANON | ECHO); tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, newt); int oldf fcntl(STDIN_FILENO, F_GETFL, 0); fcntl(STDIN_FILENO, F_SETFL, oldf | O_NONBLOCK); char c getchar(); tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, oldt); fcntl(STDIN_FILENO, F_SETFL, oldf); switch (c) { case w: case W: if (dirY ! 1) { dirX 0; dirY -1; } break; case s: case S: if (dirY ! -1) { dirX 0; dirY 1; } break; case a: case A: if (dirX ! 1) { dirX -1; dirY 0; } break; case d: case D: if (dirX ! -1) { dirX 1; dirY 0; } break; case q: case Q: gameOver true; break; } #endif } void update() { // 移動(dòng)蛇身 for (int i snakeLength - 1; i 0; i--) { snake[i] snake[i - 1]; } snake[0].x dirX; snake[0].y dirY; // 撞墻檢測(cè) if (snake[0].x 0 || snake[0].x MAP_WIDTH || snake[0].y 0 || snake[0].y MAP_HEIGHT) { gameOver true; return; } // 撞自己檢測(cè) for (int i 1; i snakeLength; i) { if (snake[0].x snake[i].x snake[0].y snake[i].y) { gameOver true; return; } } // 吃食物 if (snake[0].x food.x snake[0].y food.y) { if (snakeLength MAX_SNAKE_LEN) snakeLength; score; // 重新生成食物 bool valid false; while (!valid) { food.x rand() % MAP_WIDTH; food.y rand() % MAP_HEIGHT; valid true; for (int i 0; i snakeLength; i) { if (snake[i].x food.x snake[i].y food.y) { valid false; break; } } } } } int main() { initGame(); while (!gameOver) { draw(); handleInput(); update(); SLEEP(150); } cout \nGame Over! Final Score: score \n; return 0; }6.2 編譯和運(yùn)行Windows下用MinGW或者Visual Studio直接編譯g snake.cpp -o snake.exe snake.exeLinux下g snake.cpp -o snake ./snake注意Linux下需要鏈接termios但它是標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的一部分通常不用額外加-l參數(shù)。如果編譯報(bào)錯(cuò)找不到usleep加上#include unistd.h即可。6.3 實(shí)測(cè)中容易遇到的問(wèn)題問(wèn)題一畫(huà)面閃爍嚴(yán)重。這是system(cls)的通病。解決辦法是用ANSI轉(zhuǎn)義序列\(zhòng)033[H把光標(biāo)移回左上角然后逐行覆蓋。但Windows老版本控制臺(tái)默認(rèn)不支持ANSI需要先調(diào)用SetConsoleMode開(kāi)啟虛擬終端處理。入門(mén)階段忍一忍或者用雙緩沖先拼好整個(gè)畫(huà)面字符串再一次性輸出。問(wèn)題二蛇移動(dòng)速度不均勻。因?yàn)镾leep只是大致延時(shí)實(shí)際幀間隔會(huì)有波動(dòng)。如果追求精確可以用chrono庫(kù)計(jì)算實(shí)際經(jīng)過(guò)的時(shí)間做固定時(shí)間步長(zhǎng)更新。但對(duì)貪吃蛇來(lái)說(shuō)沒(méi)必要Sleep夠用。問(wèn)題三Linux下按鍵讀取有問(wèn)題。上面的Linux代碼每次調(diào)用handleInput都會(huì)修改終端屬性效率很低。更好的做法是在main開(kāi)始時(shí)設(shè)置一次結(jié)束時(shí)恢復(fù)。我這里為了代碼緊湊才這么寫(xiě)你實(shí)際項(xiàng)目里應(yīng)該優(yōu)化。問(wèn)題四食物生成死循環(huán)。如果蛇長(zhǎng)得幾乎填滿(mǎn)地圖while(!valid)可能轉(zhuǎn)很久。解決辦法是維護(hù)一個(gè)空格列表或者當(dāng)蛇長(zhǎng)超過(guò)地圖一半時(shí)直接判定勝利。7. 從能跑到好用幾個(gè)值得做的優(yōu)化方向7.1 動(dòng)態(tài)難度越吃越快固定150毫秒的幀間隔玩久了會(huì)膩。一個(gè)簡(jiǎn)單的改進(jìn)是讓延時(shí)隨分?jǐn)?shù)遞減int delay 150 - score * 3; if (delay 50) delay 50; // 下限50毫秒 SLEEP(delay);這樣每吃一個(gè)食物蛇就快一點(diǎn)難度自然上升。下限設(shè)50毫秒是因?yàn)樵倏烊搜酆褪种妇透簧狭恕?.2 分?jǐn)?shù)持久化把最高分存到文件每次游戲結(jié)束把最高分寫(xiě)到一個(gè)文本文件里下次啟動(dòng)讀出來(lái)顯示。這是最簡(jiǎn)單的持久化練習(xí)用fstream幾行就能搞定int loadHighScore() { ifstream fin(highscore.txt); int hs 0; if (fin) fin hs; return hs; } void saveHighScore(int hs) { ofstream fout(highscore.txt); fout hs; }這個(gè)功能雖小但能讓你第一次體會(huì)數(shù)據(jù)在程序關(guān)閉后還能保留的感覺(jué)是邁向更復(fù)雜項(xiàng)目的必經(jīng)一步。7.3 用類(lèi)重構(gòu)把游戲封裝成一個(gè)對(duì)象上面的代碼全是全局變量和自由函數(shù)規(guī)模小的時(shí)候沒(méi)問(wèn)題但一旦要擴(kuò)展比如加暫停、加菜單、加多種模式全局變量就會(huì)變成災(zāi)難。這時(shí)候應(yīng)該用類(lèi)把游戲狀態(tài)封裝起來(lái)class SnakeGame { private: Point snake[MAX_SNAKE_LEN]; int snakeLength; Point food; int dirX, dirY; int score; bool gameOver; public: void init(); void run(); void draw(); void handleInput(); void update(); };重構(gòu)之后main函數(shù)就變成三行創(chuàng)建對(duì)象、初始化、運(yùn)行。這就是面向?qū)ο缶幊痰膬r(jià)值——把復(fù)雜度關(guān)在類(lèi)里面外面看到的接口干干凈凈。我強(qiáng)烈建議你在跑通數(shù)組版本之后親手做一次這個(gè)重構(gòu)收獲會(huì)非常大。7.4 用鏈表替代數(shù)組進(jìn)階練習(xí)等你對(duì)類(lèi)版本也熟練了可以嘗試把蛇身從數(shù)組換成鏈表。每個(gè)節(jié)點(diǎn)存坐標(biāo)和指向下一節(jié)的指針蛇頭插入新節(jié)點(diǎn)蛇尾刪除節(jié)點(diǎn)。這樣蛇的長(zhǎng)度就不受MAX_SNAKE_LEN限制了。但要注意內(nèi)存管理刪除節(jié)點(diǎn)時(shí)記得delete否則會(huì)泄漏。這個(gè)練習(xí)的意義不在于鏈表本身而在于讓你體會(huì)同一個(gè)問(wèn)題用不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)解決的思維差異。做完之后你對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的理解會(huì)上一個(gè)臺(tái)階。8. 我在教別人寫(xiě)貪吃蛇時(shí)總結(jié)的幾條經(jīng)驗(yàn)帶過(guò)幾個(gè)朋友入門(mén)之后我發(fā)現(xiàn)大家踩的坑高度集中這里統(tǒng)一說(shuō)一下。第一不要一上來(lái)就追求圖形界面。很多人覺(jué)得控制臺(tái)太丑非要用EasyX或者SDL。結(jié)果光配置環(huán)境就花了兩天游戲邏輯一行沒(méi)寫(xiě)熱情先耗光了?？刂婆_(tái)版本雖然樸素但它讓你專(zhuān)注在邏輯上這才是入門(mén)階段最該練的。等你控制臺(tái)版本寫(xiě)得滾瓜爛熟換圖形庫(kù)只是換個(gè)渲染函數(shù)的事。第二先把偽代碼寫(xiě)出來(lái)再敲鍵盤(pán)。我見(jiàn)過(guò)太多人打開(kāi)IDE就開(kāi)始寫(xiě)寫(xiě)到一半發(fā)現(xiàn)邏輯不對(duì)刪了重來(lái)。正確做法是先在紙上或者注釋里把游戲循環(huán)、移動(dòng)邏輯、碰撞檢測(cè)的步驟寫(xiě)清楚確認(rèn)沒(méi)問(wèn)題了再翻譯成代碼。這個(gè)習(xí)慣能幫你省下大量調(diào)試時(shí)間。第三善用調(diào)試輸出。蛇的坐標(biāo)、方向、長(zhǎng)度這些關(guān)鍵變量在開(kāi)發(fā)階段可以每幀打印出來(lái)看。別嫌亂等你確認(rèn)邏輯正確了再刪掉。我調(diào)試移動(dòng)邏輯的時(shí)候就是靠打印每一節(jié)的坐標(biāo)才發(fā)現(xiàn)遍歷順序?qū)懛戳?。第四邊界條件一定要測(cè)。蛇貼著墻走會(huì)怎樣蛇長(zhǎng)度是1的時(shí)候撞自己檢測(cè)會(huì)不會(huì)越界食物生成在蛇頭正前方會(huì)怎樣這些邊界情況你不主動(dòng)測(cè)它們就會(huì)在某個(gè)時(shí)刻突然冒出來(lái)讓你措手不及。養(yǎng)成寫(xiě)完一個(gè)功能就想想邊界的習(xí)慣受益終身。第五代碼風(fēng)格從第一天就注意。變量命名要有意義snakeLength而不是n函數(shù)職責(zé)要單一draw就只管畫(huà)別在里面改狀態(tài)常量用const而不是魔法數(shù)字。這些習(xí)慣在項(xiàng)目小的時(shí)候看不出差別但項(xiàng)目一大就是天壤之別。最后說(shuō)一句貪吃蛇這個(gè)項(xiàng)目真正的價(jià)值不在于游戲本身而在于它逼著你把C的數(shù)組、循環(huán)、函數(shù)、結(jié)構(gòu)體、輸入輸出這些基礎(chǔ)知識(shí)串起來(lái)用一遍。你寫(xiě)完這個(gè)項(xiàng)目再回頭看那些語(yǔ)法書(shū)會(huì)發(fā)現(xiàn)以前覺(jué)得抽象的概念突然都具體了。這就是項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)的威力。寫(xiě)完控制臺(tái)版本之后你可以試著加個(gè)開(kāi)始菜單、加個(gè)暫停功能、加個(gè)排行榜每一個(gè)小擴(kuò)展都是一次真實(shí)的工程練習(xí)。