C语言项目开发实战之2048游戏

嵌入式111

2048游戏也算是风靡一时的益智游戏。其背后实现的逻辑比较简单，代码量不算多，而且趣味性强，适合作为有语言基础的童鞋来加强编程训练。

必备Linux命令和C语言基础

http://www.makeru.com.cn/video/1876.html?s=69821





我们提供给大家的 2048 小游戏，不要求大家精通 C 语言，也不会涉及到指针的使用，

只需要学会以下几个知识点即可：



会使用变量（int、char）和二维数组；

能够懂得函数的声明和使用；

掌握 C 语言的分支结构（if-else 和 switch 语句）和循环结构（while 和 fo() 循环）；



设计 2048 小游戏的主要目的是让大家夯实 C 语言基础，训练编程思维，培养解决问题的思路，领略多姿多彩的 C 语言。



前  言



游戏截图：


游戏实现原理：

1.使用终端图形库文件curses绘制终端里的图形。

2.使用一个二维数组保存4 x 4 空格中的变量。

键盘输入控制移动，经过逻辑判断，二维数组数据变化。

3.二维数组数据变化后交给图形函数显示出来。



库文件curses介绍：

curses是一种终端图形绘制库，利用curses可以在终端中绘制多种图形。



简单demo

#include <stdio.h>

#include <curses.h>

int main(){   

initscr();   

border(0,0,0,0,0,0,0,0);      

move(5,15);   

printw("%s","hello world");   

refresh();   

char ch=getch();   

endwin();        

return 0;

}



深入学习请查询相关资料。




2048实现代码分析



根据2048实现原理，代码要实现的主要有三件事：

图形绘制

游戏逻辑操作

图形加载逻辑结果



主程序代码如下：



2048 C语言版代码分析

//-------------头文件--------------------//

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <curses.h>

#include <time.h>

#include <unistd.h>

#include <signal.h>

//--------------------------------------//

//------------------全局变量-------------------------------

// 游戏主界面是一个 4*4 的 16 宫格，使用二维数组进行表示，用 0 表示空格

int a[4][4] = {0};// 16

宫格中空格的个数

int empty;

// 涉及到新产生的数字的位置的两个变量

int old_y, old_x;

//所有的C语言代码就是在这三个函数中

int main(){   

//初始化函数   

init();   

//游戏运行时函数   

play();   

//结束函数，清屏   

//endwin()来关闭

curses 模式.   

endwin();   

return 0;

}



main()函数代码分析



头文件+全局变量



头文件中包含的库文件如下：

<stdio.h> 标准输入输出

<stdlib.h> 设计到内存操作函数

<curses.h> 绘制图形库文件

<time.h> 时间函数

<unistd.h> 睡眠函数库文件

<signal.h> 信号相关操作库文件




主函数代码



主函数中共有三个子函数，其中复杂的为前两个，第三个为curses关闭的函数，没有任何逻辑。init()函数的作用是游戏准备，绘图函数等。play()函数是游戏运行的主要逻辑函数。


下面分别分析init()函数和play()函数的实现。



init()函数



必要的curses库开启函数

设置游戏开始时空格数为15

产生两个随机数x、y作为第一个数字的位置下标

调用draw()函数来绘制图形


所有的图形绘制都是依靠draw()函数来完成的。下面来分析该函数。



draw()函数



使用两个双层循环绘制4*4窗格。

调用draw_one()函数将全局变量数组a[][]中的数据显示在空格中。




draw()_one()函数



将a[][]中的数字转换成c[]中的字符

循环c[]输出字符，并显示在图形中




play()函数代码



play函数是整个游戏的主题函数，负责移动，判断等逻辑。游戏的逻辑主要分两个步骤来完成，以向左移动为例来说明：




1、循环16个窗口，从(0,0)开始，如果(0,1)和(0,0)相同，则两个相加，并将(0,1)置为0。然后继续判断(0,2)和现在的(0,0)是否相同，相同则相加到(0,0)中。直到(0,0)右边都判断完成结束。

2、以上步骤只是完成一个窗口(0,0)的判断，使用循环将16个都完成相加。

3、所有的完成相加之后可能的情况是下面这样的，还须将所有的数字都移到左边。以图中(1,1)为例，循环到(1,1)时，判断左边的窗口是否为0，如果为0，则向左移动一个，继续判断左边是否为0，直到移动到最左边。




具体的代码分析：

使用一个死循环while(1)来循环接收输入，判断等。

ch=getch()接收输入，switch case来判断输入的内容。


具体分析其中一个，以向左移动为例：



循环判断每一个空格中的数字

如果为0，则继续下一次循环；如果不为0，则判断其右边的格子中数字是否相同。

如果右边格子中的数字和当前格子中相同，那么相加，继续判断右边的右边直到数组到底。

所有相同的数字都相加结束之后，将所有的数字整体向左移动。

case 68:    // 左移方向键
   for(y = 0; y < 4; y++)      

    for(x = 0; x < 4; )
       {            //如果a[y][x]中的值为0，则跳过该次循环
           if(a[y][x] == 0)
           {
               x++;                continue;
           }
           else //如果a[y][x]中的值不为0，则            {                //循环的思想是，以传入的坐标为基点，向右边搜索，如果右边的和基点相等，则将两个点相加                //相加之后继续向后搜索，还有相等的则继续相加。直到超出范围而退出。               //下一次循环继续搜索。
               for(i = x + 1; i < 4; i++)
               {                    //判断a[y][x+1]，即该空格的右边的对应位置是否为0，如果为0则退出本次循环
                   if(a[y] == 0)
                   {                        continue;
                   }                    else //如果不为0，则判断是否相等，如果相等则相加，然后将后面一个置0，退出循环                    {                        if(a[y][x] == a[y])
                       {
                           a[y][x] += a[y];
                           a[y] = 0;                            //当有相加产生之后，会多出一个空格。这里体现空格的减少。
                           empty++;                            break;
                       }                        else
                       {                            break;
                       }
                   }
               }                //当该次循环退出之前，只是完成了该基点的一次搜索，所以要向右边移动一个，继续下一次的业务。
               x = i;
           }
       }    //当所有的相加都完成之后，要将数据整体向左移动，体现在数据全都左移。      
   //将所有的数值向左移
   for(y = 0; y < 4; y++)        for(x = 0; x < 4; x++)
       {            //如果该位为0，则不动，因为需要移动的是有数值的项
           if(a[y][x] == 0)
           {                continue;
           }
           else //如果该为不为0，则向左移动一位，前提是判断该位的左边是空位
           {    //如果前面是左边是空位，则移动到空位上，继续判断左边的左边是不是空位，如果是则继续移动，直到所有的都移动完成。
               for(i = x; (i > 0) && (a[y][i-1] == 0); i--)
               {
                   a[y][i-1] = a[y];
                   a[y] = 0;                    //一旦移动过，就将move置1，方便后面空格中生成新的数据
                   move = 1;
               }
           }
       }    break;






当switch case结束之后，要完成当前状态的检验：



判断空格的剩余数，如果剩余小于等于0，则游戏结束

如果不等于0，则判断空格是否等于上次或者有移动，两者有一个成立，就要生成新的数字

产生新数字的下标a[x][y]中的x、y，直到该x、y对应的数组a[][]上为空值时才成功

判断该x、y是否为最佳出现地点

生成不等于0或者2的时候退出。（不明白的这里的逻辑）



在第四步中使用了函数cnt_value()来判断下一个数字出现的最佳地点，后面单独分析。




cnt_value()



该函数主要选择出下一个数字的最佳出现地点，原则就是周围的空格数最多。

以上一步骤产生的x、y为起点，算出其左右的空格数。

循环所有的空格，统计其周围8个空格的空格数。如果有空格数大于起点的，则生成新的数字。

cnt_one()为具体计算某一个空格周围8个格子的空格数的函数。逻辑简单，不做具体分析。




cnt_one()






整个逻辑都很正常，除了这最后的cnt_value()函数，这里要找出四周空格最多的一个窗口，而直接将随机产生的窗口作为周围空格最多的就不合理了(max并非最多)。后面只要出现空格数大于该窗口的就选为下一个数字出现的窗格，实际获取的并未最多空格的下标。应该是统计出4*4窗格中周围空格数最多的，然后在最多的窗口处出现下一个数字。