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C语言手把手教你实现贪吃蛇AI(上)

2020-01-26 13:46:53
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供稿:网友

本文实例为大家分享了手把手教你实现贪吃蛇AI的具体步骤,供大家参考,具体内容如下

1. 目标

        编写一个贪吃蛇AI,也就是自动绕过障碍,去寻找最优路径吃食物。

2. 问题分析

        为了达到这一目的,其实很容易,总共只需要两步,第一步抓一条蛇,第二步给蛇装一个脑子。具体来说就是,首先我们需要有一条普通的贪吃蛇,也就是我们常玩儿的,手动控制去吃食物的贪吃蛇;然后给这条蛇加入AI,也就是通过算法控制,告诉蛇怎么最方便的绕开障碍去吃食物。为了讲清楚这个问题,文章将分为三部分:上,写一个贪吃蛇程序;中,算法基础(需要运用到什么算法);下,运用算法基础中的算法编写一个贪吃蛇AI。

        在动手写贪吃蛇之前,我们需要想清楚以下几个问题,就非常容易了:
        a. 蛇身。由于蛇在吃食物的过程中会不断的长大,所以很适合用单链表表示,并且吃食物的过程就是用头插法插入元素的过程
        b. 食物。食物直接用随机生成函数,随机生成食物,但是需要检查,所生成的食物的位置不可以和蛇身重合
        c. 显示。我们需要实时的显示出蛇身的移动,但事实上,我们不用每次都打印整个蛇身,因为蛇身每走一步,仅仅是蛇头和蛇尾的位置移动一格,其他的地方都没有变化,所以只需要打印一个新的蛇头,并把蛇尾的位置抹掉,那么视觉效果就是蛇身先前移动了一格,这个过程中,我们需要用到SetConsoleCursorPosition(),将光标移到到指定的位置(比如蛇尾),完成相应的操作(比如打印空格抹掉蛇尾)
        d.控制。我们需要用键盘来控制蛇身的移动,这个程序中是利用上下左右方向键来实现的,这里需要用到GetAsyncKeyState(),来实时监测按键的状态

3. 运行效果

 

4. 源代码

        总共由三个文件组成gluttonous.h,source.c & main.cpp。由于这个贪吃蛇是用于后面加AI,所以并没有加入一些错误检测,比如是否撞到边界,是否撞到蛇身等。
需要注意的是,这个程序中用到了比较特殊的字符('■')来表示游戏空间的边界,在VS2013中可以正常编译,但是在codeblock中会乱码。
        另外还有一点容易混淆的是,我们通常都是用(x,y)坐标表示第x行,第y列,但是在SetConsoleCursorPosition(x,y)中,表示把光标移动到第y行,第x列

4.1 gluttonous.h

#ifndef SNAKE_H_ #define SNAKE_H_ #include<stdio.h> #include<Windows.h> //SetConsoleCursorPosition, sleep函数的头函数 #include<time.h> //time()的头函数 #include<malloc.h>  //malloc()的头函数 #define N 32 //地图大小 #define snake_mark '#'//表示蛇身 #define food_mark '$' #define sleeptime 500  /*表示蛇身坐标的结构体*/ typedef struct SNAKE{   int x; //行坐标   int y; //列坐标   struct SNAKE* next; }snake_body, *psnake; extern psnake food;  typedef enum Direction{   U,D,L,R} direction;//蛇头的朝向 extern direction snake_direction;  void set_cursor_position(int x, int y); void initial_map(); psnake initial_snake(); void create_food(psnake snake,psnake food); void printe_map(psnake snake, psnake food); int is_food(psnake snake_head, psnake food); int is_boundary(psnake snake_head, psnake food); int is_snakebody(psnake snake_head, psnake food); psnake snake_move(psnake sanke, psnake food); void control_snake(); #endif 

4.2 source.cpp

#include"gluttonous.h"  void set_cursor_position(int x, int y) {   COORD coord = { x, y };//x表示列,y表示行。   SetConsoleCursorPosition(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE), coord); }  /*初始化后的地图为 N列 N/2行*/ /*游戏的空间为2至N+1列,1至N/2行*/ void initial_map() {   int i = 0;      //打印上下边框(每个■占用一行两列)   for (i = 0; i<N/2+2; i++)     {     set_cursor_position(2*i, 0);     printf("■");     set_cursor_position(2*i, N/2+1);     printf("■");   }   for (i = 0; i<N/2+2; i++)  //打印左右边框    {     set_cursor_position(0, i);     printf("■");     set_cursor_position(N+2, i);     printf("■");   } }  /*初始化蛇身*/ /*蛇身初始化坐标为(5,8),(4,8), (3,8) */ psnake initial_snake() {   int i=5;//列   int j = N / 4;//行   psnake snake = NULL, tsnake = NULL, temp = NULL;    snake = (psnake)malloc(sizeof(snake_body));   (snake)->x = i;   (snake)->y = j;   (snake)->next = NULL;   tsnake = snake;    for (i = 4; i >2; i--)   {     temp = (psnake)malloc(sizeof(snake_body));     (temp)->x = i;     (temp)->y = j;     (temp)->next = NULL;     (tsnake)->next = (temp);     (tsnake) = (tsnake)->next;   }   return snake; }  void create_food(psnake snake, psnake food) {   static int i=1;   psnake head = snake;   srand((unsigned)time(NULL));   food->x = rand() % N + 2;   food->y = rand() % (N/2) + 1;    //检查食物是否和蛇身重回   while (head)   {     if (head->x == food->x && head->y == food->y)     {       free(food);       food = NULL;       create_food(snake,food);     }     else     {       head = head->next;     }   } }  void printe_map(psnake snake, psnake food) {   psnake temp=snake;   while (temp)   {     set_cursor_position(temp->x, temp->y);     printf("%c",snake_mark);     temp = temp->next;   }   if (food)     set_cursor_position(food->x,food->y );   printf("%c",food_mark);   set_cursor_position(0, N/2+2); }  //判断是否吃到食物,吃到食物返回 1,否则返回 0; int is_food(psnake snake_head, psnake food) {   if (snake_head->x == food->x && snake_head->y == food->y)     return 1;   return 0; }  //判断是否撞到墙,撞到墙返回 1,否则返回 0; int is_boundary(psnake snake_head) {   if (snake_head->y <= 0 || snake_head->y >= N / 2 + 1 || snake_head->x <= 1 || snake_head->x >= N + 1)     return 1;   return 0; }  //判断是否撞到自己,撞到自己返回 1,否则返回 0; int is_snakebody(psnake snake_head) {   psnake temp=snake_head->next;   while (temp)   {     if (snake_head->x == temp->x && snake_head->y == temp->y)       return 1;     else       temp = temp->next;   }   return 0; }  //将蛇身移动到合适的位置,并打印出来 psnake snake_move(psnake snake, psnake food) {   psnake snake_head = (psnake)malloc(sizeof(snake_body));   if (snake_direction == U)   {     snake_head->y = snake->y-1;     snake_head->x = snake->x;     snake_head->next = snake;   }   else if (snake_direction == D)   {     snake_head->y = snake->y + 1;     snake_head->x = snake->x;     snake_head->next = snake;   }   else if (snake_direction == L)   {     snake_head->y = snake->y;     snake_head->x = snake->x - 1;     snake_head->next = snake;   }   else if (snake_direction == R)   {     snake_head->y = snake->y;     snake_head->x = snake->x + 1;     snake_head->next = snake;   }    if (is_food(snake_head, food))//如果是食物   {     create_food(snake_head, food);     printe_map(snake_head, food);   }   else if (is_boundary(snake_head) == 0 && is_snakebody(snake_head) == 0)//不是食物,不是边界,也不是蛇身   {     psnake temp = snake_head;     while (temp->next->next)//寻找蛇尾     {       temp = temp->next;     }     set_cursor_position(temp->next->x, temp->next->y);     printf(" ");//把蛇尾用空格消掉     free(temp->next);//释放蛇尾的内存空间     temp->next = NULL;//将temp的next置成NULL     printe_map(snake_head, food);   }   else   {     free(snake_head);     snake_head = NULL;   }   return snake_head; }  void control_snake() {   if (GetAsyncKeyState(VK_UP) && snake_direction != D)   {     snake_direction = U;   }   else if (GetAsyncKeyState(VK_DOWN) && snake_direction != U)   {     snake_direction = D;   }   else if (GetAsyncKeyState(VK_LEFT) && snake_direction != R)   {     snake_direction = L;   }   else if (GetAsyncKeyState(VK_RIGHT) && snake_direction != L)   {     snake_direction = R;   } }

4.3 main.cpp

#include"gluttonous.h" direction snake_direction; psnake food;  int main(void) {   psnake snake;    initial_map();   snake=initial_snake();   food = (psnake)malloc(sizeof(snake_body));   food->next = NULL;   create_food(snake, food);   printe_map(snake, food);   snake_direction = R;   while (1)   {     Sleep(sleeptime);     control_snake();     snake=snake_move(snake, food);   }   return 0; }

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持武林网。

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