游戏2048源代码 - C语言控制台界面版

完整源代码如下,敬请读者批评指正:

游戏2048源代码 - C语言控制台界面版
  1 /*
  2  * Copyright (C) Judge Young
  3  * E-mail: yjjtc@126.com
  4  * Version: 1.0
  5  */
  6 
  7 #include <stdio.h>
  8 #include <time.h>    /* 包含设定随机数种子所需要的time()函数 */
  9 #include <conio.h>   /* 包含Windows平台上完成输入字符不带回显和回车确认的getch()函数 */
 10 #include <windows.h> /* 包含Windows平台上完成设定输出光标位置达到清屏功能的函数 */ 
 11 
 12 void start_game(); /* 开始游戏 */
 13 void reset_game(); /* 重置游戏 */
 14 
 15 /* 往左右上下四个方向移动 */
 16 void move_left(); 
 17 void move_right();
 18 void move_up();
 19 void move_down();
 20 
 21 void refresh_show();    /* 刷新界面显示 */
 22 void add_rand_num();    /* 生成随机数,本程序中仅生成2或4,概率之比设为2:1 */
 23 void check_game_over(); /* 检测是否输掉游戏,设定游戏结束标志 */
 24 int get_null_count();   /* 获取游戏面板上空位置数量 */
 25 
 26 int board[4][4];     /* 游戏数字面板,抽象为二维数组 */
 27 int score;           /* 游戏的分 */
 28 int best;            /* 游戏最高分 */
 29 int if_need_add_num; /* 是否需要生成随机数标志,1表示需要,0表示不需要 */
 30 int if_game_over;    /* 是否游戏结束标志,1表示游戏结束,0表示正常 */
 31 
 32 /* main函数 函数定义 */
 33 int main()
 34 {
 35     start_game();
 36 } 
 37 
 38 /* 开始游戏 函数定义 */
 39 void start_game()
 40 {
 41     reset_game();
 42     char cmd;
 43     while (1)
 44     {
 45         cmd = getch(); /* 接收标准输入流字符命令 */
 46         
 47         if (if_game_over) /* 判断是否需已经输掉游戏 */
 48         {
 49             if (cmd == y || cmd == Y) /* 重玩游戏 */
 50             {
 51                 reset_game();
 52                 continue;
 53             }
 54             else if (cmd == n || cmd == N) /* 退出 */
 55             {
 56                 return;
 57             }
 58             else
 59             {
 60                 continue;
 61             }
 62         }
 63         
 64         if_need_add_num = 0; /* 先设定不默认需要生成随机数,需要时再设定为1 */
 65         
 66         switch (cmd) /* 命令解析,w,s,a,d字符代表上下左右命令 */
 67         {
 68         case a:
 69         case A:
 70         case 75 :
 71             move_left();
 72             break;
 73         case s:
 74         case S:
 75         case 80 :
 76             move_down();
 77             break;
 78         case w:
 79         case W:
 80         case 72 :
 81             move_up();
 82             break;
 83         case d:
 84         case D:
 85         case 77 :
 86             move_right();
 87             break;
 88         }
 89         
 90         score > best ? best = score : 1; /* 打破得分纪录 */
 91         
 92         if (if_need_add_num) /* 默认为需要生成随机数时也同时需要刷新显示,反之亦然 */
 93         {
 94             add_rand_num();
 95             refresh_show();
 96         }
 97     }
 98 }
 99 
100 /* 重置游戏 函数定义 */
101 void reset_game()
102 {
103     score = 0;
104     if_need_add_num = 1;
105     if_game_over = 0;
106     
107     /* 了解到游戏初始化时出现的两个数一定会有个2,所以先随机生成一个2,其他均为0 */ 
108     int n = rand() % 16;
109     for (int i = 0; i < 4; i++)
110     {
111         for (int j = 0; j < 4; j++)
112         {
113             board[i][j] = (n-- == 0 ? 2 : 0);
114         }
115     }
116     
117     /* 前面已经生成了一个2,这里再生成一个随机的2或者4,且设定生成2的概率是4的两倍 */
118     add_rand_num();
119     
120     /* 在这里刷新界面并显示的时候,界面上已经默认出现了两个数字,其他的都为空(值为0) */
121     system("cls");
122     refresh_show();
123 }
124 
125 /* 生成随机数 函数定义 */
126 void add_rand_num()
127 {
128     srand(time(0));
129     int n = rand() % get_null_count();/* 确定在何处空位置生成随机数 */
130     for (int i = 0; i < 4; i++)
131     {
132         for (int j = 0; j < 4; j++)
133         {
134             if (board[i][j] == 0 && n-- == 0) /* 定位待生成的位置 */
135             {
136                 board[i][j] = (rand() % 3 ? 2 : 4);/* 确定生成何值,设定生成2的概率是4的概率的两倍 */
137                 return;
138             }
139         }
140     }
141 }
142 
143 /* 获取空位置数量 函数定义 */
144 int get_null_count()
145 {
146     int n = 0;
147     for (int i = 0; i < 4; i++)
148     {
149         for (int j = 0; j < 4; j++)
150         {
151             board[i][j] == 0 ? n++ : 1;
152         }
153     }
154     return n;
155 }
156 
157 /* 检查游戏是否结束 函数定义 */
158 void check_game_over()
159 {
160     for (int i = 0; i < 4; i++)
161     {
162         for (int j = 0; j < 3; j++)
163         {
164             /* 横向和纵向比较挨着的两个元素是否相等,若有相等则游戏不结束 */
165             if (board[i][j] == board[i][j+1] || board[j][i] == board[j+1][i])
166             {
167                 if_game_over = 0;
168                 return;
169             }
170         }
171     }
172     if_game_over = 1;
173 }
174 
175 /*
176  * 如下四个函数,实现上下左右移动时数字面板的变化算法
177  * 左和右移动的本质一样,区别仅仅是列项的遍历方向相反
178  * 上和下移动的本质一样,区别仅仅是行项的遍历方向相反
179  * 左和上移动的本质也一样,区别仅仅是遍历时行和列互换
180  */ 
181 
182 /* 左移 函数定义 */
183 void move_left()
184 {
185     /* 变量i用来遍历行项的下标,并且在移动时所有行相互独立,互不影响 */ 
186     for (int i = 0; i < 4; i++)
187     {
188         /* 变量j为列下标,变量k为待比较(合并)项的下标,循环进入时k<j */
189         for (int j = 1, k = 0; j < 4; j++)
190         {
191             if (board[i][j] > 0) /* 找出k后面第一个不为空的项,下标为j,之后分三种情况 */
192             {
193                 if (board[i][k] == board[i][j]) /* 情况1:k项和j项相等,此时合并方块并计分 */
194                 {
195                     score += board[i][k++] <<= 1;
196                     board[i][j] = 0;
197                     if_need_add_num = 1; /* 需要生成随机数和刷新界面 */ 
198                 }
199                 else if (board[i][k] == 0) /* 情况2:k项为空,则把j项赋值给k项,相当于j方块移动到k方块 */
200                 {
201                     board[i][k] = board[i][j];
202                     board[i][j] = 0;
203                     if_need_add_num = 1;
204                 }
205                 else /* 情况3:k项不为空,且和j项不相等,此时把j项赋值给k+1项,相当于移动到k+1的位置 */
206                 {
207                     board[i][++k] = board[i][j];
208                     if (j != k) /* 判断j项和k项是否原先就挨在一起,若不是则把j项赋值为空(值为0) */
209                     {
210                         board[i][j] = 0;
211                         if_need_add_num = 1;
212                     }
213                 }
214             }
215         }
216     }
217 }
218 
219 /* 右移 函数定义 */
220 void move_right()
221 {
222     /* 仿照左移操作,区别仅仅是j和k都反向遍历 */
223     for (int i = 0; i < 4; i++)
224     {
225         for (int j = 2, k = 3; j >= 0; j--)
226         {
227             if (board[i][j] > 0)
228             {
229                 if (board[i][k] == board[i][j])
230                 {
231                     score += board[i][k--] <<= 1;
232                     board[i][j] = 0;
233                     if_need_add_num = 1;
234                 }
235                 else if (board[i][k] == 0)
236                 {
237                     board[i][k] = board[i][j];
238                     board[i][j] = 0;
239                     if_need_add_num = 1;
240                 }
241                 else
242                 {
243                     board[i][--k] = board[i][j];
244                     if (j != k)
245                     {
246                         board[i][j] = 0;
247                         if_need_add_num = 1;
248                     }
249                 }
250             }
251         }
252     }
253 }
254 
255 /* 上移 函数定义 */
256 void move_up()
257 {
258     /* 仿照左移操作,区别仅仅是行列互换后遍历 */
259     for (int i = 0; i < 4; i++)
260     {
261         for (int j = 1, k = 0; j < 4; j++)
262         {
263             if (board[j][i] > 0)
264             {
265                 if (board[k][i] == board[j][i])
266                 {
267                     score += board[k++][i] <<= 1;
268                     board[j][i] = 0;
269                     if_need_add_num = 1;
270                 }
271                 else if (board[k][i] == 0)
272                 {
273                     board[k][i] = board[j][i];
274                     board[j][i] = 0;
275                     if_need_add_num = 1;
276                 }
277                 else
278                 {
279                     board[++k][i] = board[j][i];
280                     if (j != k)
281                     {
282                         board[j][i] = 0;
283                         if_need_add_num = 1;
284                     }
285                 }
286             }
287         }
288     }
289 }
290 
291 /* 下移 函数定义 */
292 void move_down()
293 {
294     /* 仿照左移操作,区别仅仅是行列互换后遍历,且j和k都反向遍历 */
295     for (int i = 0; i < 4; i++)
296     {
297         for (int j = 2, k = 3; j >= 0; j--)
298         {
299             if (board[j][i] > 0)
300             {
301                 if (board[k][i] == board[j][i])
302                 {
303                     score += board[k--][i] <<= 1;
304                     board[j][i] = 0;
305                     if_need_add_num = 1;
306                 }
307                 else if (board[k][i] == 0)
308                 {
309                     board[k][i] = board[j][i];
310                     board[j][i] = 0;
311                     if_need_add_num = 1;
312                 }
313                 else
314                 {
315                     board[--k][i] = board[j][i];
316                     if (j != k)
317                     {
318                         board[j][i] = 0;
319                         if_need_add_num = 1;
320                     }
321                 }
322             }
323         }
324     }
325 }
326 
327 
328 /* 刷新界面 函数定义 */
329 void refresh_show()
330 {
331     /* 重设光标输出位置方式清屏可以减少闪烁,system("cls")为备用清屏命令,均为Windows平台相关*/
332     COORD pos = {0, 0};
333     SetConsoleCursorPosition(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE), pos);
334     
335     printf("\n\n\n\n");
336     printf("                GAME: 2048     SCORE: %06d    BEST: %06d\n", score, best);
337     printf("             --------------------------------------------------\n\n");
338     
339     /* 绘制表格和数字 */
340     printf("                        ┌──┬──┬──┬──┐\n");
341     for (int i = 0; i < 4; i++)
342     {
343         printf("");
344         for (int j = 0; j < 4; j++)
345         {
346             if (board[i][j] != 0)
347             {
348                 if (board[i][j] < 10)
349                 {
350                     printf("  %d │", board[i][j]);                    
351                 }
352                 else if (board[i][j] < 100)
353                 {
354                     printf(" %d │", board[i][j]);
355                 }
356                 else if (board[i][j] < 1000)
357                 {
358                     printf(" %d│", board[i][j]);
359                 }
360                 else if (board[i][j] < 10000)
361                 {
362                     printf("%4d│", board[i][j]);
363                 }
364                 else
365                 {
366                     int n = board[i][j];
367                     for (int k = 1; k < 20; k++)
368                     {
369                         n >>= 1;
370                         if (n == 1)
371                         {
372                             printf("2^%02d│", k); /* 超过四位的数字用2的幂形式表示,如2^13形式 */
373                             break;
374                         }
375                     }
376                 }
377             }
378             else printf("");
379         }
380         
381         if (i < 3)
382         {
383             printf("\n                        ├──┼──┼──┼──┤\n");
384         }
385         else
386         {
387             printf("\n                        └──┴──┴──┴──┘\n");
388         }
389     }
390     
391     printf("\n");
392     printf("             --------------------------------------------------\n");
393     printf("                            W↑  A←  →D  ↓S");
394     
395     if (get_null_count() == 0)
396     {
397         check_game_over();
398         if (if_game_over) /* 判断是否输掉游戏 */
399         {
400             printf("\r                    GAME OVER! TRY THE GAME AGAIN? [Y/N]");
401         }
402     }
403 }
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