Connect Four四子棋c++程序 - 碰撞检测（2）

上一篇文章里已经完成了四子棋的主要游戏逻辑和画面渲染，现在我们把“碰撞检测”添加上去。这里的碰撞检测就是 检测当前玩家下子以后是否有超过4个棋子连成一条线了。这一部分要完成的工作有：

1. 检测是否有超过4个棋子连在一起的情形；
2. 如果有，要把那条直线在游戏中显示出来。

完整代码已经放上github了，在这里

碰撞检测

超过4个棋子连成一条线有如下三种情况：

1. 它们在水平方向连成一条线；
2. 它们在竖直方向连成一条线；
3. 它们在斜对角线上连成一条线（这里又有两种情况）。

要如何检测呢？首先我们这里只考虑最简单的情形：一旦有人连成4个棋子了，游戏就结束（也就是说不是积分制的那种）。然后我们来确定一下要检测的区域：
如果此时存在4个棋子连成一条直线，那么当前玩家下的那个棋子一定是其中4个棋子之一

这样就很简单了，我们可以从当前玩家下的那个棋子位置着手进行检测，举个水平方向的例子：

1. 先一直往右边走，直至走出棋盘或者遇到不是当前玩家的棋子，记录下最右边的位置i；
2. 然后在回到原来的位置往左边走，同样直至走出棋盘或者遇到不是当前玩家的棋子，记录下最左边的未知j。

接着计算这串棋子的个数n = i - j，如果n >= 4，那么就表明当前玩家赢了。类似地，我们按照相同的原理检测其他走向的直线。

因为一些变量在不同函数之间都会使用，我们先定义几个新的类成员变量：

int _startPos = -1;   // 用来记录位置i
int _endPos = -1;     // 用来记录位置j

bool _connected = false; // 当前棋局是否有4个棋子连成一条线

下面直接来看检测代码：

void checkCollision() {
	if (_lastPos != -1) {
		checkFromPos(_lastPos);
	}
}

void checkFromPos(int pos) {
	int tx = pos % _nbWGrids, ty = pos / _nbWGrids;
	int i, j, x, y;

	// check horizontally
	y = ty;
	for (x = pos % _nbWGrids; x < pos % _nbWGrids + 4; x++) {
		if (x >= _nbWGrids || _contents[x + y * _nbWGrids] != _contents[pos])
			break;
	}
	i = (x - 1) + y * _nbWGrids;

	for (x = pos % _nbWGrids; x > pos % _nbWGrids - 4; x--) {
		if (x < 0 || _contents[x + y * _nbWGrids] != _contents[pos])
			break;
	}
	j = (x + 1) + y * _nbWGrids;
	if (i - j >= 3) {
		_connected = true;
		_startPos = i;
		_endPos = _startPos - 3;
		return;
	}

	// check vertically
	x = tx;
	for (y = pos / _nbWGrids; y < pos / _nbWGrids + 4; y++) {
		if (y >= _nbHGrids || _contents[x + y * _nbWGrids] != _contents[pos])
			break;
	}
	i = x + (y - 1) * _nbWGrids;

	for (y = pos / _nbWGrids; y > pos / _nbWGrids - 4; y--) {
		if (y < 0 || _contents[x + y * _nbWGrids] != _contents[pos])
			break;
	}
	j = x + (y + 1) * _nbWGrids;

	if (i - j >= 3 * _nbWGrids) {
		_connected = true;
		_startPos = i;
		_endPos = i - 3 * _nbWGrids;
		return;
	}

	// check diagonally
	// case 1: top left -> bottom right
	for (x = pos % _nbWGrids, y = pos / _nbWGrids; x < pos % _nbWGrids + 4; x++, y++) {
		if (x >= _nbWGrids || y >= _nbHGrids || _contents[x + y * _nbWGrids] != _contents[pos])
			break;
	}
	i = (x - 1) + (y - 1) * _nbWGrids;

	for (x = pos % _nbWGrids, y = pos / _nbWGrids; x > pos % _nbWGrids - 4; x--, y--) {
		if (x < 0 || y < 0 || _contents[x + y * _nbWGrids] != _contents[pos])
			break;
	}
	j = (x + 1) + (y + 1) * _nbWGrids;

	if (i - j >= 3 * (_nbWGrids + 1)) {
		_connected = true;
		_startPos = i;
		_endPos = _startPos - 3 * (_nbWGrids + 1);
		return;
	}

	// case 2: top right -> bottom left
	for (x = pos % _nbWGrids, y = pos / _nbWGrids; x > pos % _nbWGrids - 4; x--, y++) {
		if (x < 0 || y >= _nbHGrids || _contents[x + y * _nbWGrids] != _contents[pos])
			break;
	}
	i = (x + 1) + (y - 1) * _nbWGrids;

	for (x = pos % _nbWGrids, y = pos / _nbWGrids; x < pos % _nbWGrids + 4; x++, y--) {
		if (x >= _nbWGrids || y < 0 || _contents[x + y * _nbWGrids] != _contents[pos])
			break;
	}
	j = (x - 1) + (y + 1) * _nbWGrids;

	if (i - j >= 3 * (_nbWGrids - 1)) {
		_connected = true;
		_startPos = i;
		_endPos = _startPos - 3 * (_nbWGrids - 1);
		return;
	}
}

这段代码看似很长，但其实是重复了三次，水平、垂直和对角线分别检测。然后记得把检测代码添加到游戏主循环里：

void run() {
	_running = true;
	Uint32 tic, elapsed;
	while (_running) {
		tic = SDL_GetTicks();
		handleEvent();
		clearScreen();
		checkCollision();                        // <--- here
		renderScreen();
		SDL_RenderPresent(gRenderer);
		elapsed = SDL_GetTicks() - tic;
		if (elapsed < 30)
			SDL_Delay(30 - elapsed);
	}
}

另外，如果有四个棋子连在一起了，我们还要在上面画一条线：

void renderConnectLine() {
	if (_connected) {
		SDL_SetRenderDrawColor(gRenderer, 0x00, 0x00, 0x00, 0xff);
		int x1 = static_cast<int>((_startPos % _nbWGrids) * GRID_SIZE + 0.5 * GRID_SIZE);
		int y1 = static_cast<int>((_startPos / _nbWGrids) * GRID_SIZE + 0.5 * GRID_SIZE);
		int x2 = static_cast<int>((_endPos % _nbWGrids) * GRID_SIZE + 0.5 * GRID_SIZE);
		int y2 = static_cast<int>((_endPos / _nbWGrids) * GRID_SIZE + 0.5 * GRID_SIZE);
		drawLine(x1, y1, x2, y2, 10);
	}
}

void drawLine(int x1, int y1, int x2, int y2, int thickness = 1) {
	if (y1 == y2) {
		for (int i = 0; i < thickness; i++) {
			int dx = 0;
			int dy = i - thickness / 2;
			SDL_RenderDrawLine(gRenderer, x1 + dx, y1 + dy, x2 + dx, y2 + dy);
		}
	}
	else {
		double k = -(x1 - x2) / (y1 - y2);
		double theta = atan(k);
		for (int i = 0; i < thickness; i++) {
			int dx = static_cast<int>(cos(theta) * (i - thickness / 2));
			int dy = static_cast<int>(sin(theta) * (i - thickness / 2));
			SDL_RenderDrawLine(gRenderer, x1 + dx, y1 + dy, x2 + dx, y2 + dy);
		}
	}
}

因为自己没有找到比较好的方式来画一定宽度的直线，所以自己写了一个辅助函数来做这个工作，有些许bug，希望后面有时间再来完善。

同时记得把renderConnectLine()添加到renderScreen()里：

void renderScreen() {
	renderPieces();
	renderPiecePreview();
	renderConnectLine();    // <---here
}