贪吃蛇（C语言）步骤讲解-编程知识

一：文章大概

使用C语言在windows环境的控制台中模拟实现经典小游戏

实现基本功能：

1.贪吃蛇地图绘制

2.蛇吃食物的功能（上，下，左，右方向控制蛇的动作）

3.蛇撞墙死亡

4.计算得分

5.蛇身加速，减速

6.暂停游戏

二：所用知识点

C语言函数，枚举，结构体，动态内存管理，预处理指令，链表，Win32API......

三：Win32API介绍

3.1Win32API

Windows这个多作业系统除了协调应用程序的执行、分配内存、管理资源之外，它同时也是一个很大的服务中心，调用这个服务中心的各种服务（每⼀种服务就是一个函数），可以帮应用程序达到开启视窗、描绘图形、使用周边设备等目的，由于这些函数服务的对象是应用程序(Application)，所以便称之为Application Programming Interface，简称API函数。WIN32API也就是Microsoft Windows32位平台的应用程序编程接口。

3.2控制台程序（console）

平常我们运行程序起来的黑框其实就是控制台程序

我们可以使用cmd命令来设置控制台的长宽：设置控制台的大小，eg：30行，100列

mode con cols = 100 lines = 30

也可以通过命令设置控制台名字：

title 贪吃蛇

这些能在控制台执行的命令，也可以在C语言函数system来执行。例如：

int main()
{//设置控制台的长宽：设置控制台窗口大小，30行，100列system("mode con cols=100 lines=30");//设置cmd窗口名称system("title 贪吃蛇")；return 0;
}

其中getchar的作用是。防止程序直接执行完，如果没有getchar，程序直接结束，看不出效果

3.3控制台屏幕上的坐标COORD

COORD是WindowsAPI中定义的一个结构体，表示一个字符在控制台屏幕上的坐标

对应的头文件在windows.h

typedef struct _COORD
{short  X;short  Y;
}COORD,*PCOORD;
//COORD是把这个结构体重命名为COORD，而*PCOORD是这个结构体的指针

给坐标赋值

COORD pos = {10，15}；

3.4GetStdHandle

GetStdHandle是WindowsAPI函数。它用于从一个特定的标准设备(标准输入，标准输出或标准错误)中取得一个句柄（用来表示不同设备的数值），使用这个句柄可以操作设备。

HANDLE GetStdHandle(DWORD nStdHandle);

这个函数的参数就三种

//实例
HANDLE hOutput = NULL;
//获取标准输出的句柄（用来标识不同设备数值）
hOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);

3.5GetConsoleCursorlnfo

检索有关指定控制台屏幕缓冲区的光标的大小和可见性的信息

BOOL WINAPI GetConsoleCursorInfo
{HANDLE              hConsoleOutput;//第一个参数是句柄
PCONSOLE_CURSOR_INFO lpConsoleCursorInfo//第二个参数是指针
};
//PCONSOLE_CURSOR_INFO是指向CONSOLE_CURSOR_INFO结构体的指针，该结构体接受有关主机有游标（光标）的信息

    HANDLE hOutput = NULL;//获取标准输出的句柄（用来标识不同设备的数值）hOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);CONSOLE_CURSOR_INFO CursorInfo;GetConsoleCursorInfo(hOutput, &CursorInfo);//获取控制台光标信息

3.5.1 CONSOLE_CURSOR_INFO

这个结构体，包含有关光标的信息

typedef struct _CONSOLE_CURSOR_INFO {
DWORD dwSize;
BOOL bVisible;
} CONSOLE_CURSOR_INFO, *PCONSOLE_CURSOR_INFO

dwSize,由光标填充的字符单元格的百分比。此比值介于1~100之间。光标外观会变化，范围从完全填充单元格到单元格底部的水平线条。

bVisible,游标可见性，如果光标可见，则此成员为TRUE。

包含该结构体的头文件是stdbool.h

CursorInfo.bVisible = false;//隐藏控制台光标

3.6 SetConsoleCursorInfo

设置指定控制台屏幕缓冲区的光标的可见性

BOOL WINAPI SetConsoleCursorInfo
{
HANDLE hConsoleOutput,
const CONSOLE_CURSOR_INFO *lpConsoleCursorInfo
};

3.7 SetConsoleCursorPosition

设置指定控制台屏幕缓冲区中的光标位置，我们将想要的光标信息放在COORD类型的pos中，调用SetConsoleCursorPosition函数将光标设置到指定位置。

BOOL WINAPI SetConsoleCursorPosition
{
HANDLE hConsoleOutput,
COORD pos
};

实例：

3.8封装一个设置光标位置的函数

//设置光标位置的函数
void SetPos(short x, short y)
{COORD pos = { x, y };HANDLE hOutput = NULL;//获取标准输出的句柄（用来标识不同设备的数值）hOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);//设置标准输出上光标的位置SetConsoleCursorInfo(hOutput, pos);
}

3.9 GetAsyncKeyState

获取按键情况，GetAsyncKeyState的函数原型如下：

SHORT GetAsyncKeyState
{int vKey;
};

将键盘上每个键的虚拟键值传递给函数，函数通过返回值来分辨按键的状态。

GetAsyncKeyState的返回值是short类型，在上一次调用GetAsyncKeyState函数后，如果返回的是16位short数据中，最高位是1，说明按键的状态是按下，如果最高是0，说明按键状态是抬起；如果最低被置为1则说明，该按键按过，否则为零

如果要判断一个键是被按过，可以检测GetAsyncKeyState返回值的最低值是否为1

#define KEY_PRESS(VK) ( ( ( GetAsyncKeyState(VK) )&0x1) ? 1 : 0)

四：贪吃蛇游戏设计与分析

4.1地图

我们贪吃蛇大纲是要这个样子，那我们的地图如何布置呢？

这里不得不讲一下控制窗口的一些知识点，如果想在控制台中指定位置输出信息，我们得知道该位置的坐标，所以首先介绍一下控制台得坐标信息

控制台得坐标如下图所示，横向的是x轴，从左向右依次增长，纵向是y轴，从上到下依次增长

在游戏地图上，我们打印墙体使用宽字符：□，打印蛇使用宽字符●，打印食物使用宽字符★
普通的字符是占⼀个字节的，这类宽字符是占用2个字节。

这里再简单的讲一下C语言的国际化特性相关的知识，过去C语言并不适合非英语国家（地区）使用C语言最初假定字符都是自己的。但是这些假定并不是在世界的任何地方都适用。
C语言字符默认是采用ASCII编码的，ASCII字符集采用的是单字节编码，且只使用了单字节中的低7位，最高位是没有使用的，可表示为0xxxxxxxx；可以看到，ASCII字符集共包含128个字符，在英语国家中，128个字符是基本够用的，但是，在其他国家语言中，比如，在法语中，字母上方有注音符号，它就无法用ASCII码表示。于是，一些欧洲国家就决定，利用字节中闲置的最高位编入新的符号。比如，法语中的é的编码为130（二进制10000010）。这样⼀来，这些欧洲国家使用的编码体系，可以表示最多256个符号。但是，这里又出现了新的问题。不同的国家有不同的字母，因此，哪怕它们都使用256个符号的编码方式，代表的字母却不一样。比如，130在法语编码中代表了é，在希伯来语编码中却代表了字母Gimel，在俄语编码中又会代表另⼀个符号。但是不管怎样，所有这些编码方式中，0--127表示的符号是一样的，不一样的只是128--255的这一段。
至于亚洲国家的文字，使用的符号就更多了，汉字就多达10万左右。一个字节只能表示256种符号，肯定是不够的，就必须使用多个字节表达⼀个符号。比如，简体中文常见的编码方式是GB2312，使用两个字节表示一个汉字，所以理论上最多可以表示256x25=65536个符号。

后来为了使C语言适应国际化，C语言的标准中不断加入了国际化的支持。比如：加入和宽字符的类型wchar_t 和宽字符的输入和输出函数，加入和<locale.h>头文件，其中提供了允许程序员针对特定地区（通常是国家或者说某种特定语言的地理区域）调整程序行为的函数。

4.1.1<locale.h>本地化

<locale.h>提供的函数用于控制C语言标准库中对于不同地区会产生不一样行为的部分

在标准中可以，以来地区的部分有以下几项：

1.数字量的格式

2.货币量的格式

3.字符集

4.日期和时间的表示形式

4.1.2类项

通过修改地区，程序可以改变它的行为来适应世界的不同地区。但是地区的改变可能会影响库的许多部分，其中一部分可能是我们不希望改变的。所以C语言支持针对不同的类项进行修改，下面是一宏，指定一个类项:

LC_COLLATE//影响字符串比较函strcoll()和strxfrm()
LC_CTYPE//影响字符串处理函数
LC_MONETARY//影响货币形式
LC_NUMERIC//影响printf的数字格式
LC_TIME//影响时间格式strftime()和wcsftime()
LC_ALL//针对所有类项修改

4.1.3 setlocale函数

char* setlocale(int category , char* locale);

setlocale函数用来修改当前地区，可以针对一个类项修改，也可以针对所有类项。

setlocale的第一个参数可以是前面说明的类项的中的一个，那么每次只会影响一个类项，如果第一个参数是LC_ALL，就会影响所有类项。

C语言标准给第二个参数仅定义了两个可能的取值：“C” 和 “”。

在任意程序执行开始，都会隐藏执行调用:

setlocale(LC_ALL,"C");

当地区设置为“C”时，库函数按正常方式执行，小数点就是一个点。

当程序执行起来后想改地区，就只能显示调用setlocale函数。用“ ”作为第二个参数，调用setlocale函数就可以切换到本地模式，这种模式下程序会适应本地环境。比如：切换到我们的本地模式后就会支持宽字符（汉字）的输出等。

setlocale(LC_ALL," ");//切换到本地模式

其中setlocale的返回值是一个字符串，表示格式设置好了，如果调用失败，返回NULL

setlocale：可以用来查询当地地区，这时，第二个参数是NULL

int main()
{char* loc;loc = setlocale(LC_ALL, NULL);printf("默认本地信息是：%s\n", loc);loc = setlocale(LC_ALL, "");printf("默认本地信息是：%s\n", loc);return 0;
}

4.1.4宽字符的打印

那如果想在屏幕上打印宽字符，怎么打印呢？

宽字符打印要用wprintf,打印字符：%lc,打印字符串：%ls

宽字符的字面量必须加上前缀L，前缀L在单引号前，表示宽字符，如果不加就会当成窄字符

从输出结果看，我们发现一个普通字节占一个字符的位置，但是打印一个汉字字符，占用两个字符的位置，那么我们如果要在贪吃蛇中使用宽字符，就要处理好地图上坐标的计算

4.1.5地图坐标

我们可以假设实现一个棋盘27行，58列的棋盘

4.2蛇身和食物

初始化状态，假设蛇的长度是5，蛇的每个节点是●，在固定的一个坐标处，比如（24,5）处开始出现蛇，连续五个节点。

注：蛇的每个节点的x坐标必须是2的倍数，否则可能出现蛇的一个节点有一半出现在墙内，另一半出现在墙外的现象，坐标不好对齐。

关于食物，就是在墙体内随机生成一个坐标（x必须是2的倍数），坐标不能和蛇的身体重合，然后打印★

4.3数据结构设计

在游戏运行过程中，蛇每吃一次食物，蛇的身体就会变长一节如果我们使用链表储存蛇的信息，那么蛇的每一节其实就是链表的一个节点，每个节点只要记录好蛇身节点在地图上的坐标就行，所以蛇的节点结构如下：

//贪吃蛇身节点的定义
typedef struct SnackNode
{int x;int y;struct SanckNode* next;
}SnackNode,*pSnackNode;

要管理整条贪吃蛇，我们可以再封装一个Sanck的结构体来维护整条蛇

//贪吃蛇
typedef struct Snack
{pSnackNode pSnack;//蛇身体pSnackNode pfood;//食物出现的位置enum DIRECTION Dir;//蛇下一歩要走的方向enum GAME_STATE State;//游戏状态int Sore;//总分数int foodWeight;//每一个食物的分数int SleepTime;//睡眠时间（速度）
}Snack,*pSnack;
//方向
enum DIRECTION
{UP = 1,DOWN,LEFT,RIGHT
};
//游戏状态
enum GAME_STATE
{OK,//游戏正常运行KILL_BY_WALL,//撞墙死了KILL_BY_SELF,//咬到自己END_NOMAL//正常结束
};

4.4游戏流程设计

五：核心逻辑，代码分析实现

5.1代码主逻辑

void test()
{int ch = 0;srand((unsigned int)time(NULL));//根据时间产生随机值do{//创建贪吃蛇Snack snack = { 0 };//游戏主逻辑GameStart(&snack);GameRun(&snack);GameEnd(&snack);SetPos(20, 15);printf("再来一局吗？（Y/N）:");ch = getchar();getchar();//清理'\n'} while (ch == 'Y' || ch == 'y');SetPos(0, 27);}
int main()
{//修改当前地区为本地模式，为了支持中文宽字符的打印setlocale(LC_ALL, "");//代码测试test();return 0;
}

5.2游戏开始

void GameStart(pSnack ps)
{//设置控制台窗口大小，30行，100列//mode为DOS命令system("mode con cols=100 lines=30");//设置cmd窗口的名称system("title 贪吃蛇");//获取标准输出的句柄（用于标识不同设备的数值）HANDLE hOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);//隐藏光标CONSOLE_CURSOR_INFO CursorInfo;GetConsoleCursorInfo(hOutput, &CursorInfo);//获取控制台光标信息CursorInfo.bVisible = false;//隐藏光标SetConsoleCursorInfo(hOutput, &CursorInfo);//设置控制台光标状态//打印欢迎界面WelcomToGame();//打印地图CreatMap();//初始化蛇InitSnack(ps);//创建第一个食物CreatFood(ps);}

5.2.1打印欢迎界面

在游戏正式开始之前，做一些功能的提醒

//打印欢迎界面
void WelcomToGame()
{SetPos(40, 15);printf("欢迎来到贪吃蛇小游戏");SetPos(40, 25);system("pause");//暂停，按任意键继续system("cls");//清理屏幕信息SetPos(25, 12);printf("用↑，↓，←，→分别控制蛇的运动，F3为加速，F4为减速\n");SetPos(25, 13);printf("加速将获得更高的分数");SetPos(40, 25);system("pause");system("cls");getchar();
}

5.2.2创建地图

创建地图就是把墙打印出来，，因为是宽字符的打印，所以用wprintf函数，打印格式串前使用L

打印地图的关键是算好坐标，才能在想要的位置打印墙体

#define WALL L'■'

创建地图函数CreatMap

void CreatMap()
{int i = 0;//上（0，0）-（56，0）SetPos(0, 0);for (i = 0; i < 58; i+=2){wprintf(L"%lc", WALL);}//下（0，26）-（56，26）SetPos(0, 26);for (i = 0; i < 58; i+=2){wprintf(L"%lc", WALL);}//左//x是0，y是从1开始增长for (i = 1; i < 26; i++){SetPos(0, i);wprintf(L"%lc", WALL);}//右for (i = 1; i < 26; i++){SetPos(56, i);wprintf(L"%lc", WALL);}
}

5.2.3初始化蛇身

设蛇最开始的长度是5，每节对应链表的一个节点，蛇身的每个节点都有自己的坐标。

创建5个节点，然后将每个节点存放在链表中进行管理。创建完蛇身后，将蛇的每个节点打印在了屏幕上。再设置当前游戏的状态，蛇移动的速度，默认的方向，初始状态，蛇的状态，每个食物的分数。

蛇身打印的宽字符：

#define BODY L'●'

初始化蛇身InitSnack

//初始化蛇
#define POS_X 24
#define POS_Y 5void InitSnack(pSnack ps)
{pSnackNode cur = NULL;int i = 0;//创建蛇身节点，并初始化坐标//头插for (i = 0; i < 5; i++){//创建蛇身的节点cur = (pSnackNode)malloc(sizeof(SnackNode));if (cur == NULL){perror("InitSnack()::fail");return;}//设置坐标cur->next = NULL;cur->x = POS_X + i * 2;cur->y = POS_Y;//头插法if (ps->pSnack == NULL){ps->pSnack = cur;}else{cur->next = ps->pSnack;ps->pSnack = cur;}}//打印蛇身cur = ps->pSnack;while (cur){SetPos(cur->x, cur->y);wprintf(L"%lc", BODY);cur = cur->next;}//初始化其他贪吃蛇数据ps->SleepTime = 200;ps->Sore = 0;ps->foodWeight = 10;ps->State = OK;ps->Dir = RIGHT;ps->pfood = NULL;
}

5.2.4创建第一个食物

先随机生成食物的坐标

x必须是2的倍数

食物的坐标不能和蛇身的每个节点坐标重合

创建食物节点，打印食物

食物打印的宽字符：

#define FOOD L'★'

创建食物的函数CreatFood

}
//创建第一个食物
void CreatFood(pSnack ps)
{int x = 0;int y = 0;
again://产生的x坐标应该是2的倍数，这样蛇吃食物时，食物和蛇才可能对齐do{x = rand() % 53 + 2;//2~54y = rand() % 25 + 1;//1~25} while(x%2!=0);//获取蛇头指针pSnackNode cur = ps->pSnack;while (cur){if (cur->x == x && cur->y == y){goto again;}cur = cur->next;}pSnackNode pFood = (pSnackNode)malloc(sizeof(SnackNode));//创建食物if (pFood == NULL){perror("malloc  failed");return;}pFood->x = x;pFood->y = y;SetPos(x, y);wprintf(L"%lc", FOOD);ps->pfood = pFood;
}

5.3游戏运行

游戏运行时，右侧打印帮助信息，提示玩家

根据游戏状态检查游戏是否继续，如果是OK，游戏继续，否则游戏结束

如果游戏继续，就是检查按键情况，确定蛇下一步的方向，或者是加速减速，是否暂停或者是退出游戏

确定了蛇的方向，蛇就可以继续移动了

//游戏运行
void GameRun(pSnack ps)
{//右侧打印信息PrintHelpInfo();do{SetPos(64, 10);printf("得分：%d ", ps->Sore);printf("每个食物的得分：%d", ps->foodWeight);//按键为向上，且蛇头不向下if (KEY_PRESS(VK_UP) && ps->Dir != DOWN){ps->Dir = UP;}else if (KEY_PRESS(VK_DOWN) && ps->Dir != UP){ps->Dir = DOWN;}else if (KEY_PRESS(VK_LEFT) && ps->Dir != RIGHT){ps->Dir = LEFT;}else if (KEY_PRESS(VK_RIGHT) && ps->Dir != LEFT){ps->Dir = RIGHT;}//空格，暂停键else if (KEY_PRESS(VK_SPACE)){pause();}else if (KEY_PRESS(VK_ESCAPE)){ps->State = END_NOMAL;}//加速，但是加速也不能一直加，要有一个最高值else if (KEY_PRESS(VK_F3)){if (ps->SleepTime >= 50){ps->SleepTime -= 20;ps->foodWeight += 10;}}else if (KEY_PRESS(VK_F4)){if (ps->SleepTime <350){ps->SleepTime += 30;ps->foodWeight -= 10;if (ps->SleepTime == 350)ps->foodWeight = 1;}}//蛇每次一定要休眠，时间越短，移动速度越快Sleep(ps->SleepTime);SnackMove(ps);} while(ps->State == OK);}

5.3.1暂停

//暂停
void pause()
{while (1){Sleep(100);if (KEY_PRESS(VK_SPACE)){break;}}
}

5.3.2 PrintHelpInfo

// 右侧帮助信息
void PrintHelpInfo()
{SetPos(64, 12);printf("不能穿墙，不能咬到自己");SetPos(64, 13);printf("用↑↓←→分别控制蛇的运动");SetPos(64, 14);printf("F3为加速，F4为减速");SetPos(64, 15);printf("ESC：退出游戏，Space：暂停游戏");}

5.3.3蛇身移动

先创建下一个节点，根据移动方向，蛇身移动到下一个位置的坐标

确定了下一个位置后，看下一个位置是否是食物（NextFood）,是食物就做吃食物的处理（EatFood），不是食物（NoFood）就做前进一步的处理。

蛇身移动后，判断此次移动是否会造成撞墙（KillByWall）或者撞上蛇自身（KillBySelf）,从而影响游戏状态

//蛇的移动
void SnackMove(pSnack ps)
{//创建下一个节点pSnackNode pNextNode = (pSnackNode)malloc(sizeof(SnackNode));if (pNextNode == NULL){perror("SnackMove malloc fail");return;}pNextNode->next = NULL;//确定下一个节点的坐标，蛇头的坐标和方向确定switch (ps->Dir){case UP:{pNextNode->x = ps->pSnack->x;pNextNode->y = ps->pSnack->y - 1;}break;case DOWN:{pNextNode->x = ps->pSnack->x;pNextNode->y = ps->pSnack->y + 1;}break; case LEFT:{pNextNode->x = ps->pSnack->x-2;pNextNode->y = ps->pSnack->y;}break;case RIGHT:{pNextNode->x = ps->pSnack->x+2;pNextNode->y = ps->pSnack->y;}break;}//如果下一个节点是食物if (NextFood(pNextNode, ps)){EatFood(pNextNode, ps);}else{NoFood(pNextNode, ps);}KillByWall(ps);KillBySelf(ps);
}

5.3.3.1NextFood

//判断下一个是不是食物
int NextFood(pSnackNode psn, pSnack ps)
{//psn是下一个节点的地址//ps是维护蛇的指针return (psn->x == ps->pfood->x)&&(psn->y == ps->pfood->y);
}

5.3.3.2 EatFood

//吃食物
void EatFood(pSnackNode psn, pSnack ps)
{//头插法psn->next = ps->pSnack;ps->pSnack = psn;pSnackNode cur = ps->pSnack;while (cur){SetPos(cur->x, cur->y);wprintf(L"%lc", BODY);cur = cur->next;}ps->Sore += ps->foodWeight;//释放食物节点free(ps->pfood);//再建立新的食物CreatFood(ps);
}

5.3.3.3 NoFood

将下一个节点插入蛇的身体，并将蛇身最后一个节点打印为空格，放弃蛇身的最后一个节点

//不吃食物
void NoFood(pSnackNode psn, pSnack ps)
{//头插法psn->next = ps->pSnack;ps->pSnack = psn;pSnackNode cur = ps->pSnack;//打印蛇while (cur->next->next){SetPos(cur->x, cur->y);wprintf(L"%lc", BODY);cur = cur->next;}//最后一个位置打印空格SetPos(cur->next->x, cur->next->y);printf("  ");//要打印两个空格free(cur->next);cur->next = NULL;
}
int  KillByWall(pSnack ps)
{if ((ps->pSnack->x == 0)|| (ps->pSnack->x == 56)|| (ps->pSnack->y == 0)|| (ps->pSnack->y == 26)){ps->State = KILL_BY_WALL;return 1;}return 0;
}

5.3.3.4KillByWall

int  KillByWall(pSnack ps)
{if ((ps->pSnack->x == 0)|| (ps->pSnack->x == 56)|| (ps->pSnack->y == 0)|| (ps->pSnack->y == 26)){ps->State = KILL_BY_WALL;return 1;}return 0;
}

5.3.3.5KillBySelf

int  KillBySelf(pSnack ps)
{pSnackNode cur = ps->pSnack->next;while (cur){if ((ps->pSnack->x == cur->x)&& (ps->pSnack->y == cur->y)){ps->State = KILL_BY_SELF;return 1;}cur = cur->next;}return 0;
}

5.4游戏结束

游戏状态不再是OK时，要告知游戏结束的原因，并释放蛇身节点

//游戏结束
void GameEnd(pSnack ps)
{pSnackNode cur = ps->pSnack->next;SetPos(24, 12);switch (ps->State){case END_NOMAL:printf("您主动退出");break;case KILL_BY_SELF:printf("您撞到自己了，游戏结束");break;case KILL_BY_WALL:printf("您撞墙了，游戏介绍");break;}//释放蛇节点while (cur){pSnackNode del = cur;cur = cur->next;free(del);}free(ps->pfood);ps->pfood = NULL;
}