智能蛇的学习过程
实验目的
1.了解算法与智能的关系
2.通过算法赋予蛇智能
3.了解 Linux IO 设计的控制
实验环境
Linux
首先了解在VT100终端标准下是如何实现清屏的。
我参考了《C语言与VT100控制码编程》这篇文章来学习。
通过一下代码即可实现清屏
#include
#include
#include
/**
* 定义圆周率的值
*/
#define PI 3.14
/**
* 本Demo中假设sin曲线周期为20,幅值也是20,幅值分正负幅值,
* 所以后面的很多地方有SIN_AMPLITUDE*2,也就是Y轴方向上的值.
*/
#define SIN_AMPLITUDE 20
/**
* 定义每次刷新图形时间间隔为100ms
*/
#define DELAY_TIME 100000
/**
* 定义圆的一周角度为360度
*/
#define TRIANGLE 360.0
/**
* 输出的时候,数字行放在哪一行,也就是输出图形中的这行数字:
* 0123456789012345678901234567890123456789
* 本Demo中把上面这行数字放在界面的第3行
*/
#define Y_NUMBER_BEGIN_LINE 3
/**
* 在本Demo中,图形就在上面数字行的下一行,也就是输出图形中如下面的内容:
* 0000 --------------------@--------------------> Y
* 0001 |-----*
* 0002 |----------*
* 0003 |---------------*
* 0004 |------------------*
* 0005 |------------------*
* 0006 |------------------*
* 0007 |---------------*
* 0008 |----------*
* 0009 |-----*
* 0010 *
* 0011 *-----|
* 0012 *----------|
* 0013 *---------------|
* 0014 *------------------|
* 0015 *------------------|
* 0016 *------------------|
* 0017 *---------------|
* 0018 *----------|
* 0019 *-----|
* 0020 V X
*/
#define SIN_GRAPH_BEGIN_LINE (Y_NUMBER_BEGIN_LINE+1)
int main(int argc, char* argv[]){
/**
* 局部变量说明:
* 1. i : 主要用于循环计算;
* 2. lineNumber : 用于保存行号;
* 3. offsetCenter : 用于保存sin曲线上的点的相对于中心轴的偏移;
* 4. nextInitAngle : 保存下一屏要输出图形的初始角度制角度(如30度);
* 5. currentInitAngle : 当前一屏要输出的图形的初始角度制角度(如30度);
* 6. currentInitradian : 当前一屏要输出的图形的初始弧度制弧度(如PI/6)
* 根据currentInitAngle换算而来,因为sin函数需要
* 角度制进行求值;
*
*/
int i = 0;
int lineNumber = 0;
int offsetCenter = 0;
int nextInitAngle = 0;
double currentInitAngle = 0;
double currentInitradian = 0;
//软件开始运行,清一次屏,保证屏幕上没有无关内容
printf("\033[2J");
//输出标题,因为这个软件名字叫: SinDemo
printf("\033[1;1H | SinDemo |\t");
/**
* 这里主要是完成那一行重复的0-9,SIN_AMPLITUDE*2是因为sin曲线的
* 最高点和最低点是2倍的幅值
*/
printf("\033[%d;1H\t", Y_NUMBER_BEGIN_LINE);
for (i = 0; i < SIN_AMPLITUDE*2; i++)
printf("%d", i%10);
printf("\n");
/**
* while循环主要完成内容:
* 1. 每次循环对局部变量重新初始化;
* 2. 将下一屏图形的初始角度赋值给当前的图形初始角;
* 3. 将下一屏图形的初始角度加上间隔角度(TRIANGLE/SIN_AMPLITUDE),
* TRIANGLE/SIN_AMPLITUDE在本Demo中是360/20=18度,就相当于X轴
* 每格代表18度
* 2. 调整光标到固定的位置;
* 3. 重新绘制整屏图形;
*/
while(1){
//重新初始化局部变量,因为每一屏图形都像一个新的开始
i = 0;
offsetCenter = 0;
lineNumber = 0;
currentInitradian = 0;
//从nextInitAngle中获取当前的初始化角度
currentInitAngle = nextInitAngle;
//为下一次循环提供下一次的初始化角度
nextInitAngle += TRIANGLE/SIN_AMPLITUDE;
//将光标移动到开始绘图的位置去
printf("\033[%d;1H", SIN_GRAPH_BEGIN_LINE);
/**
* 根据不同的情况绘制图形, 每一次循环,就是绘制了图形中的一行
*/
while(1){
//判断是不是最后一行,lineNumber起始行是从0开始
if(lineNumber == SIN_AMPLITUDE){
//打印最后一行前面的数字行号
printf("\033[%d;1H%04d\t", lineNumber+SIN_GRAPH_BEGIN_LINE, lineNumber);
for (i = 0; i < SIN_AMPLITUDE*2; i++)
/**
* 判断是否到达中间位置,因为中间位置要放V的箭头,同时在旁边输出一个X,
* 代表这是X轴方向.
*/
i == SIN_AMPLITUDE ? printf("V X") : printf(" ");
break;
}
/**
* 对currentInitAngle角度进行修整,比如370度和10度是对应相同的sin值
* 其实这一步可以不用,但是这里保留了,后面是将currentInitAngle角度制的值
* 换算成对应的弧度制的值,便于sin求值.
*/
currentInitAngle = ((int)currentInitAngle)%((int)TRIANGLE);
currentInitradian = currentInitAngle/(TRIANGLE/2)*PI;
/**
* 算出当前次currentInitradian对应的sin值,并乘以幅值SIN_AMPLITUDE,获取sin曲线
* 在Y轴上相对于中心轴的偏移offsetCenter,offsetCenter可能是正值,也可能是负值,
* 因为中心轴在中间.
*/
offsetCenter = (int)(sin(currentInitradian)*SIN_AMPLITUDE);
/**
* 在正确的地方输出正确的行号 :)
*/
printf("\033[%d;1H%04d", lineNumber+SIN_GRAPH_BEGIN_LINE, lineNumber);
//用一个制表符,给出行号与图形的空间距离
printf("\t");
/**
* 第一行,和其他的行不一样,有区别,输出结果如下:
* 0000 ------------@-------+--------------------> Y
*/
if(lineNumber == 0){
for (i = 0; i < SIN_AMPLITUDE*2; i++){
/**
* 判断当前输出的字符位置是否是X,Y轴交叉的位置,如果是就输出'+',
* 不是就输出'-'
*/
i == SIN_AMPLITUDE ? printf("+") : printf("-");
/**
* 判断当前输出的字符位置是否是sin曲线上的点对应的位置,
* 如果是就输出'@'
*/
if(i == offsetCenter+SIN_AMPLITUDE)
printf("@");
}
//代表这个方向是Y轴
printf("-> Y\n");
} else {
for (i = 0; i < SIN_AMPLITUDE*2; i++){
//判断当前输出的字符位置是否是sin曲线上的点对应的位置,如果是就输出'*'
if(i == (offsetCenter+SIN_AMPLITUDE)){
printf("*");
//判断当前输出的字符位置是否是X轴上对应的位置,如果是就输出'|'
}else if(i == SIN_AMPLITUDE){
printf("|");
}else{
/**
* 这里主要是要处理一行里面除了画'*'、'|'、之外的'-'、' '
* 其中的SIN_AMPLITUDE到SIN_AMPLITUDE+offsetCenter正好就是需要输出'-'的地方
* 其他的地方输出' '
*/
(((i > SIN_AMPLITUDE) && (i < SIN_AMPLITUDE+offsetCenter)) || \
((i < SIN_AMPLITUDE) && (i > SIN_AMPLITUDE+offsetCenter))) \
? printf("-") : printf(" ");
}
//行尾,输出换行符
if(i == (SIN_AMPLITUDE*2-1))
printf("\n");
}
}
/**
* 一行输出完成,为下一行输出作准备,下一行比上一行在角度上多加TRIANGLE/SIN_AMPLITUDE,
* 在本Demo中相当于360/20=18,也就是加18度.
*/
currentInitAngle += TRIANGLE/SIN_AMPLITUDE;
//行号加1
lineNumber++;
}
/**
* 一屏图像输出完毕,最后输出一个换行符,并且延时一段时间再开始绘制下一屏图形
*/
printf("\n");
usleep(DELAY_TIME);
}
return 0;
} 然后学习一种非阻塞地检测键盘输入的方法，实现kbhit()。
以下是代码。
#include \n");
}
}
//恢复终端设置
if(tty_set_flag == 0)
tty_reset();
return 0;
}下面便是最重要的一步，编写智能算法。
我们要设计一个决定蛇行走方向的函数，以下是伪代码。
// Hx,Hy: 头的位置
// Fx,Fy：食物的位置
function whereGoNext(Hx,Hy,Fx,Fy) {
// 用数组movable[3]={“a”,”d”,”w”,”s”} 记录可走的方向
// 用数组distance[3]={0,0,0,0} 记录离食物的距离
// 分别计算蛇头周边四个位置到食物的距离。H头的位置，F食物位置
// 例如：假设输入”a” 则distance[0] = |Fx – (Hx-1)| + |Fy – Hy|
// 如果 Hx-1，Hy 位置不是Blank，则 distance[0] = 9999
// 选择distance中存最小距离的下标p，注意最小距离不能是9999
// 返回 movable[p]
}智能蛇的基本框架如下。
输出字符矩阵
WHILE not 游戏结束 DO
wait(time)
ch＝whereGoNext(Hx,Hy,Fx,Fy)
CASE ch DO
‘A’:左前进一步，break
‘D’:右前进一步，break
‘W’:上前进一步，break
‘S’:下前进一步，break
END CASE
输出字符矩阵
END WHILE
输出 Game Over!!! 最后，我们要把这些伪代码用C写出来，然后再把各个部分融入到框架中，智能蛇的游戏就制作出来了。
以上是我的学习过程，感谢阅读。