前面章节中,给读者详细介绍了双向链表及其基本操作。在此基础上,本节教大家:如何利用双向链表实现一个简易的 C 语言版贪吃蛇游戏(如图 1 所示)。
其中,黄色框代表贪吃蛇,红色 ★ 代表食物!
使用双向链表实现此游戏,有以下几点需要做重点分析。
1) 我们知道,双向链表中各个节点的标准构成是一个数据域和 2 个指针域,但对于实现贪吃蛇游戏来说,由于各个节点的位置是随贪吃蛇的移动而变化的,因此链表中的各节点还需要随时进行定位。
在一个二维画面中,定义一个节点的位置,至少需要所在的行号和列号这 2 个数据。由此,我们可以得出构成贪吃蛇的双向链表中各节点的构成:
//创建表示蛇各个节点的结构体
typedef struct SnakeNode {
int x, y;//记录节点所在的行和列
struct SnakeNode *pre;//指向前驱节点的指针
struct SnakeNode *next;//指向后续节点的指针
}Node, *pNode;
2) 贪吃蛇的移动,本质上就是对链表中各个节点的重新定位。换句话说,除非贪吃蛇吃到食物,否则无论怎样移动,都不会对双向链表的整个结构(节点数)产生影响,唯一受影响的就只是各个节点中 (x,y) 这对定位数据。
由此,我们可以试着设计出实现贪吃蛇移动的功能函数,本节所用的实现思想分为 2 步:
如下所示,move() 函数就实现了贪吃蛇的移动:
//贪吃蛇移动的过程,即链表中所有节点从尾结点开始逐个向前移动一个位置
bool Move(pNode pHead, char key) {
bool game_over = false;
pNode pt = pTail;
while (pt != pHead) { // 每个节点依次向前完成蛇的移动
pt->x = pt->pre->x;
pt->y = pt->pre->y;
pt = pt->pre;
}
switch (key) {
case'd': {
pHead->x += 1;
if (pHead->x >= ROW)
game_over = true;
break;
}
case'a': {
pHead->x -= 1;
if (pHead->x < 0)
game_over = true;
break;
}
case's': {
pHead->y += 1;
if (pHead->y >= COL)
game_over = true;
break;
}
case'w': {
pHead->y -= 1;
if (pHead->y < 0)
game_over = true;;
break;
}
}
if (SnakeDeath(pHead))
game_over = true;
return game_over;
}
注意,此段代码中还调用了 SnakeDeath() 函数,此函数用于判断贪吃蛇移动时是否撞墙、撞自身,如果是则游戏结束。
3) 当贪吃蛇吃到食物时,贪吃蛇需要增加一截,其本质也就是双向链表增加一个节点。前面章节中,已经详细介绍了如何在双向链表中增加一个节点,因此实现这个功能唯一的难点在于:如何为该节点初始化 (x,y)?
本节所设计的贪吃蛇游戏,针对此问题,提供了最简单的解决方案,就是不对新节点 x 和 y 做初始化。要知道,贪吃蛇是时刻移动的,而在上面的 move() 函数中,会时刻修正贪吃蛇每个节点的位置,因此当为双向链表添加新节点后,只要贪吃蛇移动一步,新节点的位置就会自行更正。
当然,读者也可发散思维,设计其他的解决方案。
也就是说,贪吃蛇吃到食物的实现,就仅是给双向链表添加一个新节点。如下即为实现此功能的代码:
//创建表示食物的结构体,其中只需要记录其所在的行和列
typedef struct Food {
int x;
int y;
}Food, *pFood;
//吃食物,等同于链表中新增一个节点
pNode EatFood(pNode pHead, pFood pFood) {
pNode p_add = NULL, pt = NULL;
if (pFood->x == pHead->x&&pFood->y == pHead->y) {
p_add = (pNode)malloc(sizeof(Node));
score++;
pTail->next = p_add;
p_add->pre = pTail;
p_add->next = NULL;
pTail = p_add;
// 检查食物是否出现在蛇身的位置上
do {
*pFood = CreateFood();
} while (FoodInSnake(pHead, pFood));
}
return pHead;
}
其中,Food 结构体用来表示食物,其内部仅包含能够定位食物位置的 (x,y) 即可。另外,此段代码中,还调用了 FoodeInSnake() 函数,由于食物的位置是随机的,因此极有可能会和贪吃蛇重合,所以此函数的功能就是:如果重合,就重新生成食物。
FoodInSnake() 函数的实现很简单,这里不再赘述:
//判断食物的出现位置是否和蛇身重合
bool FoodInSnake(pNode pHead, pFood pFood) {
pNode pt = NULL;
for (pt = pHead; pt != NULL; pt = pt->next) {
if (pFood->x == pt->x&&pFood->y == pt->y)
return true;
}
return false;
}
4) 贪吃蛇游戏界面的显示,最简单的制作方法就是:贪吃蛇每移动一次,都清除屏幕并重新生成一次。这样实现的问题在于,如果贪吃蛇的移动速度过快,则整个界面在渲染的同时,会掺杂着光标,并且屏幕界面会频繁闪动。
因此,在渲染界面时,有必要将光标隐藏起来,这需要用到<windows.h>头文件,实现代码如下:
// 隐藏光标
void gotoxy(int x, int y) {
HANDLE handle = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
COORD pos;
pos.X = x;
pos.Y = y;
SetConsoleCursorPosition(handle, pos);
}
void HideCursor() {
CONSOLE_CURSOR_INFO cursor_info = { 1, 0 };
SetConsoleCursorInfo(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE), &cursor_info);
}
同时,为了给整个界面渲染上颜色,也需要引入<windows.h>头文件,并使用如下函数:
void color(int m) {
HANDLE consolehend;
consolehend = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
SetConsoleTextAttribute(consolehend, m);
}
5) 需要注意的一点是,由此结束后,一定要手动释放双向链表占用的堆空间:
//退出游戏前,手动销毁链表中各个节点
void ExitGame(pNode *pHead)
{
pNode p_delete = NULL, p_head = NULL;
while (*pHead != NULL) {
p_head = (*pHead)->next;
if (p_head != NULL)
p_head->pre = NULL;
p_delete = *pHead;
free(p_delete);
p_delete = NULL;
*pHead = p_head;
}
}
解决以上问题之后,用双向链表实现贪吃蛇,基本上就没有难点了。读者可根据本节提供的实现思想,尝试独立实现。
本节设计实现的贪吃蛇游戏,源码文件有 3 个,分别为 snake.h、snake.c 和 main.c,读者可直接点击贪吃蛇游戏进行下载。