贪吃蛇游戏的开发设计
2021-03-15吕橙
吕橙
摘要：运用EasyX和C语言在Visual Studio 2019 平台上设计开发了一款贪吃蛇游戏。通过游戏的开发，达到学习C语言和熟悉软件开发流程的目的。
关键词：EasyX;Visual Studio 2019;贪吃蛇游戏
中图分类号：TP311.52 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2021）03-0118-04
Abstract： Using EasyX and C language， a snake game is designed and developed on the platform of visual studio 2019. Through the development of the game， to achieve the purpose of learning C language and familiar with the software development process.
Key words： EasyX; Visual Studio 2019; Snake Game
1 背景
经典的贪吃蛇游戏是一款休闲益智类游戏，有PC和手机等多平台版本。该游戏通过控制蛇头方向吃食物，从而使得蛇变得越来越长，游戏通过键盘操作，简单方便，老少皆宜。
文献[1]利用C#开发环境，开发实现了贪吃蛇游戏。文献[2]基于 HTML5 技术，采用 JavaScript 语言编程实现了简单的贪吃蛇游戏。文献[3]利用Protues 设计软件并仿真电路，制作了相应的PCB板，从硬件和软件两方面模拟了贪吃蛇游戏。文献[4]采用VS2010介绍了C++版的双人贪吃蛇游戏设计思想，文献[5]采用OpenGL实现了多人在线贪吃蛇游戏，可供多人多终端同步游戏。
贪吃蛇游戏常用于学生课设、实验等实践环节，本文用EasyX和Visual Studio 2019软件实现贪吃蛇游戏。
2 贪吃蛇游戏功能分析
2.1 游戏规则分析
一条蛇出现在封闭空间中，通过键盘控制，蛇可以向上下左右四个方向移动。随机产生食物，如果蛇头撞到食物，食物消失，蛇身体长增加一节，得分加100，刷新食物。游戏可以设置蛇移动的速度。如果蛇在前進过程中撞到墙或自己身体，则游戏结束。
2.2 游戏功能分析
游戏功能设计为3个模块：
1）初始化模块，主要包括初始化地图、难度设置、初始化蛇的属性、初始化食物等;
2）游戏控制模块，主要包括产生食物、移动蛇、按键控制、死亡判断;
3）统计模块，主要包括实时显示玩家积分，玩家积分每超过500，自动升级到下一个难度级别，随机出现的食物增加1个。
贪吃蛇游戏功能如图1所示。
3 贪吃蛇游戏详细设计
3.1 初始化模块
功能主要包括初始化地图、难度设置、初始化蛇、初始化食物等。其中，难度设置，难度I每次产生一个食物，难度Ⅱ每次产生两个食物，难度Ⅲ每次产生三个食物，依次类推，最多每次产生食物不超过10个。
坐标点、蛇、食物的结构体如下：
// 坐标属性
struct point
{
int x;
int y;
};
// 蛇的属性
struct Snake
{
vector
point next; // 为下一节预留的位置
vector
int num; // 长度
int position; // 方向
}snake;
// 食物的属性
struct Food
{
point fdxy[10]; // 坐标
int grade; // 分数
int num = 1; // 食物总数
COLORREF color[10]; // 食物颜色
}food;
enum position { up， down， left， right }; // 枚举蛇的方向
3.2 游戏控制模块
游戏执行过程中，通过按键控制蛇的走向，移动蛇，不停地产生食物，吃掉食物后，玩家积分增加，如果超过一定积分，难度升级，每次同时产生多个食物，判断是否撞墙或撞到自己，如果撞到了游戏结束。
游戏流程如图2所示。
3.3 统计模块
游戏过程中，蛇每吃掉一个食物，累积积分100，积分每超过500自动升级到下一个难度级别，系统实时显示玩家积分。
4 贪吃蛇游戏代码实现
4.1 游戏中的坐标系
以左上角（0，0）为游戏界面的原点，沿水平方向向右是x轴，逐渐增加，沿垂直方向向下是y轴，逐渐增加。游戏界面设计原理如图3所示。
4.2 初始化模块代码实现
初始化模块，主要是初始化游戏界面，初始化蛇，初始化食物。主要代码如下：
初始化游戏设置函数：设置游戏界面尺寸，设置背景颜色，初始化随机数种子，设置文字前景色和背景色。
initgraph（800， 600）;
setbkcolor（RGB（95， 183， 72））;
srand（（unsigned）time（NULL））;
settextcolor（BLUE）;
setbkmode（TRANSPARENT）; // 设置文字输出模式为透明
degree_dif= 1; // 设置游戏难度
初始化蛇函数：初始化蛇头位置，蛇身颜色，蛇身字节数量。
// 初始化蛇
void initSnake（）
{
point xy;
xy.x = 20;
xy.y = 0;
snake.xy.push_back（xy）;
snake.color.push_back（RGB（rand（） % 256， rand（） % 256， rand（） % 256））; // 设置一个随机颜色
xy.x = 10;
xy.y = 0;
snake.xy.push_back（xy）;
snake.color.push_back（RGB（rand（） % 256， rand（） % 256， rand（） % 256））; // 设置一个随机颜色
xy.x = 0;
xy.y = 0;
snake.xy.push_back（xy）;
snake.color.push_back（RGB（rand（） % 256， rand（） % 256， rand（） % 256））; // 设置一个随机颜色
snake.num = 3;
snake.position = right;
}
初始化食物函數：初始化食物位置，食物随机产生到蛇身处理判断。
// 初始化食物
void initFood（int num /* 食物编号 */）
{
int i;
food.fdxy[num].x = rand（） % 80 * 10;
food.fdxy[num].y = rand（） % 60 * 10;
for （i = 0; i < snake.num; i++）
if （food.fdxy[num].x == snake.xy[i].x && food.fdxy[num].y == snake.xy[i].y） // 避免食物生成在蛇身上
{
food.fdxy[num].x = rand（） % 80 * 10;
food.fdxy[num].y = rand（） % 60 * 10;
}
}
4.3 游戏控制模块代码实现
该模块需要进行按键控制，移动蛇，产生食物，死亡判断等操作。主要代码如下：
按键控制函数：根据用户按键，进行判断，“w”“s”“a”“d”分别表示“上”“下”“左”“右”四个方向。
// 按键控制
void keyDown（）
{
char userKey = _getch（）;
if （userKey == -32） // 表明这是方向键
userKey = -_getch（）; // 获取具体方向，并避免与其他字母的 ASCII 冲突
switch （userKey）
{
case 'w'：
case 'W'：
if （snake.position ！= down）
snake.position = up;
break;
case 's'：
case 'S'：
if （snake.position ！= up）
snake.position = down;
break;
case 'a'：
case 'A'：
if （snake.position ！= right）
snake.position = left;
break;
case 'd'：
case 'D'：
if （snake.position ！= left）
snake.position = right;
break;
}
}
产生食物函数：吃掉一个食物，积分增加100，积分每得500分，增加一个食物，游戏难度加一。
void createFood（）
{
int i;
for （i = 0; i <= food.num - 1; i++）
if （snake.xy[0].x == food.fdxy[i].x && snake.xy[0].y == food.fdxy[i].y）
{
snake.num++;
snake.xy.push_back（snake.next）; // 新增一个节到预留位置
snake.color.push_back（food.color[i]）; // 将新增节的颜色设置为当前吃掉食物的颜色
food.grade += 100;
initFood（i）;
if （food.num < 10 && food.grade % 500 == 0 && food.grade ！= 0）
{
food.num++; // 每得 500 分，增加一个食物，但食物总数不超过 10 个
degree_dif++;
initFood（food.num - 1）; // 初始化新增加的食物
}
break;
}
}
移动蛇函数：蛇头带领蛇身移动，不能反向移动，蛇头可以“上”“下”“左”“右”方向变化。
// 移动蛇
void moveSnake（）
{
int i;
// 将预留节设置为未移动前的尾节
snake.next = snake.xy[snake.num - 1];
// 将除蛇头以外的节移动到它的前面一節
for （i = snake.num - 1; i >= 1; i--）
snake.xy[i] = snake.xy[i - 1];
// 根据当前移动方向移动蛇头
switch （snake.position）
{
case right：
snake.xy[0].x += 10;
break;
case left：
snake.xy[0].x -= 10;
break;
case up：
snake.xy[0].y -= 10;
break;
case down：
snake.xy[0].y += 10;
}
}
死亡判断函数：蛇撞到自己或撞到墙，游戏结束。
// 游戏结束
bool snakeStatus（）
{
// 撞墙，将墙向外扩展一圈（否则蛇无法到达地图边缘）
if （snake.xy[0].y <= -10 && snake.position == up） return true;
if （snake.xy[0].y + 10 >= 610 && snake.position == down） return true;
if （snake.xy[0].x <= -10 && snake.position == left） return true;
if （snake.xy[0].x + 10 >= 810 && snake.position == right） return true;
// 撞自己
for （int i = 1; i < snake.num; i++）
{
if （snake.xy[0].x <= snake.xy[i].x + 10 && snake.xy[0].x >= snake.xy[i].x && snake.xy[0].y == snake.xy[i].y && snake.position == left）
return true;
if （snake.xy[0].x + 10 >= snake.xy[i].x && snake.xy[0].x + 10 <= snake.xy[i].x + 10 && snake.xy[0].y == snake.xy[i].y && snake.position == right）
return true;
if （snake.xy[0].y <= snake.xy[i].y + 10 && snake.xy[0].y >= snake.xy[i].y && snake.xy[0].x == snake.xy[i].x && snake.position == up）
return true;
if （snake.xy[0].y + 10 >= snake.xy[i].y && snake.xy[0].y + 10 <= snake.xy[i].y + 10 && snake.xy[0].x == snake.xy[i].x && snake.position == down）
return true;
}
return false;
}
4.4 统计功能代码实现
该模块的代码主要是实时统计并显示玩家积分，积分累加每超过500，自动升级进入到下一个难度级别。
5 系统测试与结果
游戏实现了贪吃蛇游戏基本功能，可以通过操纵“w”“s”“a”“d”实现蛇头的上下左右转动，运行界面如图4所示。
游戏功能还可以进一步完善。比如：
1）通过标准键盘的方向键（left、right、down、up）控制贪吃蛇的移动。
2）游戏界面设置暂停和启动功能键。
6 结束语
本文以贪吃蛇游戏为原型，利用EasyX完成了游戏的基本运行，包括游戏的初始化设置、游戏控制模块和统计模块，游戏操作简单，运行准确，反应速度快，基本上满足了学生课设要求，提高学生的兴趣，带给学生具有挑战度的游戏类编程体验。
参考文献：
[1] 商利华.C#版贪吃蛇游戏的设计与实现[J].电脑与电信，2015（11）：65-67.
[2] 施瑶.基于HTML5的贪吃蛇游戏设计与实现[J].福建电脑，2018，34（7）：118-119.
[3] 汪源，李宛聪，黄文敏，等.一种基于LabVIEW的贪吃蛇游戏的设计[J].信息与电脑（理论版），2018（9）：102-103，106.
[4] 李嘉诚.基于VS2010的双人贪吃蛇设计与实现[J].数字技术与应用，2015（4）：164.
[5] 沈旭，孟巍，彭正超.多人在线版贪吃蛇3D游戏App设计与开发[J].计算技术与自动化，2019，38（4）：126-132.
【通联编辑：谢媛媛】
