使用C语言和链表实现贪吃蛇游戏

一、引言

贪吃蛇游戏是一个经典的游戏，它的玩法简单而富有挑战性。在这个博客中，我将分享如何使用C语言和链表数据结构来自主实现贪吃蛇游戏。我会详细介绍游戏的设计思路、编码过程、遇到的问题及解决方案，并分享我的心得体会。

二、游戏设计

需求分析

游戏界面：虽然C语言本身并不直接支持图形界面，但我们可以使用文本模式来模拟游戏界面。由于打印符号为宽字符消耗两个字符,所以应计划好行列的字符数,调整界面和游戏地图大小.
游戏逻辑：贪吃蛇的移动、食物的生成、碰撞检测等。
用户交互：通过键盘控制贪吃蛇的移动方向。

数据结构选择

使用链表来表示贪吃蛇，其中每个节点代表蛇身的一个部分。链表的头部代表蛇头，尾部代表蛇尾。为了简单实现选择头插方式延长蛇身。

算法设计
碰撞检测：检查蛇头是否碰到游戏边界或蛇身的其他部分。
食物生成：随机生成食物的位置，并检查是否与蛇身重叠。

涉及的头文件(.h)和宏定义

#pragma once
#include <stdio.h>
#include <windows.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
#include <time.h>
#include <conio.h>

#define POS_X 24
#define POS_Y 5
    
#define WALL L'□'
#define BODY L'●'
#define FOOD L'★'

三、编码实现(snake.c)

定义数据结构(.h)

//贪吃蛇
typedef struct Snake
{
	pSnakeNode _pSnake; //指向蛇头的指针
	pSnakeNode _pFood;  //指向食物节点的指针
	enum DIRECTION _dir;//蛇的方向
	enum GAME_STATUS _status;//游戏状态
	int _food_weight;   //一个食物的分数
	int _score;         //总成绩
	int _sleep_time;    //休息时间，时间越短，速度越快，时间越长，速度越慢 
}Snake, * pSnake;

其它声明和枚举类型(.h)

//蛇的方向
enum DIRECTION
{
	UP = 1,
	DOWN,
	LEFT,
	RIGHT
};

//蛇的状态
//正常、撞墙、撞到自己、正常退出
enum GAME_STATUS
{
	OK,
	KILL_BY_WALL,
	KILL_BY_SELF,
	END_NORMAL
};

//蛇身的节点类型
typedef struct SnakeNode
{
	//坐标
	int x;
	int y;
	//指向下一个节点的指针
	struct SnakeNode* next;
}SnakeNode, * pSnakeNode;
//typedef struct SnakeNode* pSnakeNode;

初始化游戏

//初始化
void GameStart(pSnake ps)
{
	//0.先设置窗口大小,再隐藏光标
	system("mode con cols=100 lines=30");
	system("title 贪吃蛇");
	HANDLE houtput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
	//隐藏光标操作
	CONSOLE_CURSOR_INFO CursorInfo;
	GetConsoleCursorInfo(houtput, &CursorInfo); //获取控制台光标信息
	CursorInfo.bVisible = false;                //隐藏控制台光标
	SetConsoleCursorInfo(houtput, &CursorInfo); //设置控制台光标状态

	// 1.打印游戏环境界面＋2.功能介绍
	WelcomeToGame();
	// 3.绘制地图
	CreateMap();
	// 4.创建蛇
	InitSnake(ps);
	// 5.创建食物
	CreateFood(ps);
}

列好框架,依次实现函数

//1.打印游戏环境界面＋2.功能介绍
void WelcomeToGame()
{
	SetPos(40, 14);
	wprintf(L"欢迎来到贪吃蛇_小游戏\n");
	SetPos(42, 20);
	system("pause");
	system("cls");
	SetPos(25, 14);
	wprintf(L"用 ↑ . ↓ . ← . → 来控制蛇的移动,按F3加速,按F4减速\n");
	SetPos(42, 15);
	wprintf(L"加速能够得到更高的分数\n");
	SetPos(42, 20);
	system("pause");
	system("cls");
}

//3.绘制地图
void CreateMap()
{
	//上
	for (int i = 0; i < 29; i++)
	{
		wprintf(L"%lc", WALL);
	}
	//下
	SetPos(0, 26);
	for (int i = 0; i < 29; i++)
	{
		wprintf(L"%lc", WALL);
	}
	//左
	for (int i = 1; i < 26; i++)
	{
		SetPos(0, i);
		wprintf(L"%lc", WALL);
	}
	//右
	for (int i = 1; i < 26; i++)
	{
		SetPos(56, i); 
		wprintf(L"%lc", WALL);
	}
}

// 4.创建蛇
void InitSnake(pSnake ps)
{
	pSnakeNode cur = NULL;
	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		cur = (pSnakeNode)malloc(sizeof(SnakeNode));
		if (cur == NULL)
		{
			perror("InitSnake()::malloc()"); 
			return;
		}
		cur->next = NULL;
		cur->x = POS_X + 2 * i;
		cur->y = POS_Y;
		//头插法
		if (ps->_pSnake == NULL)
		{
			ps->_pSnake = cur;
		}
		else//非空
		{
			cur->next = ps->_pSnake;
			ps->_pSnake = cur;
		}
	}
	cur = ps->_pSnake;
	while (cur)
	{
		SetPos(cur->x, cur->y);
		wprintf(L"%lc", BODY);
		cur = cur->next;
	}
	//设置贪吃蛇的属性
	ps->_dir = RIGHT; //默认向右
	ps->_score = 0;
	ps->_food_weight = 10;
	ps->_status = OK;
	ps->_sleep_time = 200;//毫秒
}

// 5.创建食物
void CreateFood(pSnake ps)
{
	int x = 0;
	int y = 0;
	//随机x为2的倍数
	//x = 2~54
	//y = 1~25
again:
	do
	{
		x = rand() % 53 + 2;
		y = rand() % 25 + 1;
	} while (x % 2 != 0);
	//x和y的坐标不可和蛇的身体冲突
	pSnakeNode cur = ps->_pSnake;
	while (cur)
	{
		if (x == cur->x && y == cur->y)
		{
			goto again;
		}
		cur = cur->next;
	}
	//创建食物的节点
	pSnakeNode pFood = (pSnakeNode)malloc(sizeof(SnakeNode));
	if (pFood == NULL)
	{
		perror("CreateFood()::malloc()");
		return;
	}
	pFood->x = x;
	pFood->y = y;
	pFood->next = NULL;

	SetPos(x, y);
	wprintf(L"%lc", FOOD);
	ps->_pFood = pFood;
}

打印操作提示信息

//打印帮助信息
void PrintHelpInfo()
{
	SetPos(64, 14);
	wprintf(L"%ls", L"不能穿墙,不能咬到自己");
	SetPos(64, 15);
	wprintf(L"%ls", L"用 ↑ . ↓ . ← . → 来控制蛇的移动");
	SetPos(64, 16);
	wprintf(L"%ls", L"按F3加速,按F4减速");
	SetPos(64, 17);
	wprintf(L"%ls", L"按ESC退出游戏,按空格暂停游戏");
	SetPos(64, 19);
	wprintf(L"%ls", L"小志@Dreamboat 制作");
}

游戏进行逻辑

//游戏运行逻辑
void GameRun(pSnake ps)
{
	//打印帮助信息
	PrintHelpInfo();
	do
	{
		//打印总分数和食物的分值
		SetPos(64, 10);
		printf("总分数:%d\n", ps->_score);
		SetPos(64, 11);
		printf("当前食物分数:%2d\n", ps->_food_weight);
		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;
		}
		else if (KEY_PRESS(VK_ESCAPE))
		{
			ps->_status = END_NORMAL;
		}
		else if (KEY_PRESS(VK_SPACE))
		{
			Pause();
		}
		else if (KEY_PRESS(VK_F3))
		{
			//加速
			if (ps->_sleep_time > 80)
			{
				ps->_sleep_time -= 30;
				ps->_food_weight += 2;
			}
		}
		else if (KEY_PRESS(VK_F4))
		{
			//减速
			if (ps->_food_weight > 2)
			{
				ps->_sleep_time += 30;
				ps->_food_weight -= 2;
			}
		}
		//蛇走一步的过程
		SnkaeMove(ps);
		Sleep(ps->_sleep_time);
	} while (ps->_status == OK);
}

依次实现函数内容

碰撞检测和食物生成

碰撞检测：遍历链表，检查蛇头是否与其他节点重叠或超出游戏边界。
食物生成：随机生成一个坐标，并检查是否与蛇身重叠，若重叠则重新生成。

#define KEY_PRESS(vk)  ((GetAsyncKeyState(vk)&1)?1:0)
//暂停
void Pause()
{
	while (1)
	{
		Sleep(200); 
		if (KEY_PRESS(VK_SPACE))
		{
			break;
		}
	}
}

//下一个坐标是食物
int NextIsFood(pSnakeNode pn, pSnake ps)
{
	return (ps->_pFood->x == pn->x && ps->_pFood->y == pn->y);
}

//吃到食物
void EatFood(pSnakeNode pn, pSnake ps)
{
	//头插法
	ps->_pFood->next = ps->_pSnake;
	ps->_pSnake = ps->_pFood;
	//释放下一个位置的节点
	free(pn);
	pn = NULL;
	pSnakeNode cur = ps->_pSnake;
	while (cur)
	{
		SetPos(cur->x, cur->y);
		wprintf(L"%lc", BODY);
		cur = cur->next;
	}
	ps->_score += ps->_food_weight;
	//重新创建食物
	CreateFood(ps);
}

//下一位置没吃食物
void NoFood(pSnakeNode pn, pSnake ps)
{
	//头插法
	pn->next = ps->_pSnake;
	ps->_pSnake = pn;

	pSnakeNode cur = ps->_pSnake;
	while (cur->next->next != NULL)
	{
		SetPos(cur->x, cur->y);
		wprintf(L"%lc", BODY);
		cur = cur->next;
	}
	//把最后一个节点打印成空格
	SetPos(cur->next->x, cur->next->y);
	printf("  ");
	//释放节点
	free(cur->next);
	cur->next = NULL;
}

//检测蛇是否撞墙
void KillByWall(pSnake ps)
{
	if (ps->_pSnake->x == 0 || ps->_pSnake->x == 56 ||
		ps->_pSnake->y == 0 || ps->_pSnake->y == 26)
	{
		ps->_status = KILL_BY_WALL;
	}
}

//检测蛇是否撞自己
void KillBySelf(pSnake ps)
{
	pSnakeNode cur = ps->_pSnake->next;
	while (cur)
	{
		if (cur->x == ps->_pSnake->x && cur->y == ps->_pSnake->y)
		{
			ps->_status = KILL_BY_SELF;
			break;
		}
		cur = cur->next;
	}
}

//蛇走一步的过程
void SnkaeMove(pSnake ps)
{
	//创建节点,表示蛇即将就到的下一个节点
	pSnakeNode pNextNode = (pSnakeNode)malloc(sizeof(SnakeNode));
	if (pNextNode == NULL)
	{
		perror("SnakeMove()::malloc()");
		return;
	}
	switch (ps->_dir)
	{
	case UP:
		pNextNode->x = ps->_pSnake->x;
		pNextNode->y = ps->_pSnake->y - 1;
		break;
	case DOWN:
		pNextNode->x = ps->_pSnake->x;
		pNextNode->y = ps->_pSnake->y + 1;
		break;
	case LEFT:
		pNextNode->x = ps->_pSnake->x - 2;
		pNextNode->y = ps->_pSnake->y;
		break;
	case RIGHT:
		pNextNode->x = ps->_pSnake->x + 2;
		pNextNode->y = ps->_pSnake->y;
		break;
	}
	//检测下一个坐标是否是食物
	if (NextIsFood(pNextNode, ps))
	{
		EatFood(pNextNode, ps);
	}
	else
	{
		NoFood(pNextNode, ps);
	}
	//检测蛇是否撞墙
	KillByWall(ps);
	//检测蛇是否撞自己
	KillBySelf(ps);
}

游戏善后处理

//游戏善后工作
void GameEnd(pSnake ps)
{
	SetPos(24, 12);
	switch (ps->_status)
	{
	case END_NORMAL:
		wprintf(L"您主动结束游戏\n");
		break;
	case KILL_BY_WALL:
		wprintf(L"您撞到墙上,游戏结束\n");
		break;
	case KILL_BY_SELF:
		wprintf(L"您撞到自己,游戏结束\n");
		break;
	}
	//释放蛇身链表
	pSnakeNode cur = ps->_pSnake;
	while (cur)
	{
		pSnakeNode del = cur;
		cur = cur->next;
		free(del);
	}
}

四、test.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include <locale.h>
#include "snake.h"

//完成的是游戏的测试逻辑
void test()
{
	int ch = 0;
	do
	{
		system("cls");
		//创建贪吃蛇
		Snake snake = { 0 };
		//初始化游戏
		//1. 打印环境界面
		//2. 功能介绍
		//3. 绘制地图
		//4. 创建蛇
		//5. 创建食物
		//6. 设置游戏的相关信息
		GameStart(&snake);

		//运行游戏
		GameRun(&snake);
		//检测是否有按键被按下
		while (_kbhit())
		{
			// 使用 _getch() 获取按下的键，不阻塞程序
			_getch();
			// 处理按键事件，可以根据需要进行相应的操作
		}
		//结束游戏 - 善后工作
		GameEnd(&snake);
		SetPos(20, 15);
		printf("再来一局吗?(Y/N):");
		ch = getchar();
		while (getchar() != '\n');

	} while (ch == 'Y' || ch == 'y');
	SetPos(0, 27);
}

int main()
{
	//设置适配本地环境
	setlocale(LC_ALL, "");
	srand((unsigned int)time(NULL));
	test();

	return 0;
}

别忘记函数在头文件中的声明哦.

五、收获与心得体会

通过编写贪吃蛇游戏，我深入了解了链表数据结构的操作和应用，提高了自己的编程能力。同时，我也学会了如何在限制条件下（如文本模式）设计和实现游戏。在解决问题的过程中，我体会到了编程的乐趣和挑战性。

效果如下

六、总结

使用C语言和链表实现贪吃蛇游戏是一个有趣且富有挑战性的项目。通过这个项目，我不仅提高了自己的编程能力，还加深了对链表数据结构的理解。希望这篇博客能对想要编写贪吃蛇游戏的朋友们有所帮助。