C语言实现贪吃蛇（洗牌算法 && 循环数组 && 二维坐标与一维坐标的转化）
目录
一：实现环境
二：程序优点
1、洗牌算法：
2、循环数组：
3、二维坐标与一维坐标的转化：
三：准备过程（开始之前务必熟悉）
四：结构体的定义
五：主要函数的实现
1、移动蛇的函数：
2、随机产生食物函数：
3、边界，障碍物，食物，头撞到身体的判断
六：运行截图
七：总结
八：源码地址
一：实现环境
Sublime Text 3，TC 2.0
二：程序优点
1、洗牌算法：
之前在网上看过很多贪吃蛇的博客，代码。产生随机食物的方法大多都是利用随机函数产生，然后用循环判断食物是否落到边界，蛇身等，如果是，则再调用随机函数产生食物。说实话这样的方法逻辑是很简单，但是，贪吃蛇是一个实时性要求较高的小游戏，如果随机产生的食物一直落到边界，那就一直调用随机函数吗？而且这样做也增加了时间复杂度。看一段代码（网上找的）。
unsigned char generate_food(void)
{
unsigned char food_,fx,fy;
int in_snake=0,i;
srand((unsigned int)time(NULL));
do {
food_ = rand() % 255;
tran(food_, &fx, &fy);
for (i = 0; i < len; i++)
if (food_ == snake[i])
in_snake = 1;
} while (fx == 0 || fx == 16 || fy == 0 || fy == 16 || in_snake);
return food_;
}一个do-while循环，大大提高了时间复杂度。所以，我的方法是利用洗牌算法完成。利用洗牌算法， 产生的随机食物一定不会出现在边界和蛇身上。
2、循环数组：
之前考虑过用链表实现，但是，使用链表的方式效率不是很好。因为，贪吃蛇的移动需要找蛇尾，蛇头，使用链表的话，就需要每次从链表的表头查找，移动一下，就找一次，不觉得很麻烦吗？但是，利用循环数组，就解决了这样的问题，利用下标运算，可以任意定位到蛇身，蛇尾，蛇头的每一个点，提高了时间复杂度。
3、二维坐标与一维坐标的转化：
二维数组的本质就是一维数组。一维数组操作简单，当然首选的就是一维数组。由于屏幕的坐标是二维的，所以，两者之间的转化是一个很重要的过程。并且，定义一个和屏幕一样大的数组，把蛇的身体，障碍物，食物，边界的坐标都转化为一维数组的下标存进去，写一个专门的check函数，在函数内部进行各种判断，程序的逻辑也就变得简单明了。
定义一个大的数组，采用的是空间换时间思想。对于一个算法来说，空间复杂度和时间复杂度往往是相互影响的。当追求一个较好的时间复杂度时，可能会使空间复杂度的性能变差，即可能导致占用较多的存储空间；反之，当追求一个较好的空间复杂度时，可能会使时间复杂度的性能变差，即可能导致占用较长的运行时间。有时我们可以用空间来换取时间以达到目的。
三：准备过程（开始之前务必熟悉）
-
void gotoxy(int x, int y)函数：实现光标的移动。注意，TC中第一个参数为列坐标，第二个参数为行坐标。
- int bioskey (int cmd)函数：bioskey()完成直接键盘操作，cmd的值决定执行什么操作。
cmd = 0：
当cmd是0，bioskey()返回下一个在键盘键入的值（它将等待到按下一个键）。它返回一个16位的二进制数，包括两个不同的值。当按下一个普通键时，它的低8位数存放该字符的ASCII码；对于特殊键（如方向键、F1～F12等等），低8位为0，高8位字节存放该键的扫描码。
cmd = 1：
当cmd是1，bioskey()查询是否按下一个键，若按下一个键则返回非零值，否则返回0。
cmd = 2：
当cmd是2，bioskey()返回Shift、Ctrl、Alt、ScrollLock、NumLock、CapsLock、Insert键的状态。各键状态存放在返回值的低8位字节中。 - 循环数组：后一个下标 = （前一个下标 + 1） % 最大长度。
- 洗牌算法：可自行实现一段代码来体会。例：有数组array[10] = {2,5,8,7,1,10,34,23,16,11}，每次从其中随机取一个数，连续取十次，实现每次取出的数都不相同。（思路： 把第一次从前10个数中取出的数和最后一个交换，把第二次从前9个数中取出的数和倒数第二个数交换······）。
- 一维坐标与二维坐标之间的转化。
四：结构体的定义
typedef struct DELTA_MOVE {
int deltaCol;
int deltaRow;
} DELTA_MOVE;const DELTA_MOVE deltaMove[4] = {{0, -1}, {0, 1}, {-1, 0}, {1, 0}};存储移动方向上，下，左，右的增量。
typedef struct SNAKE_BODY {
int bodyCol;
int bodyRow;
} SNAKE_BODY;
存储蛇身体的坐标。
typedef struct FOOD_POINT {
int foodCol;
int foodRow;
} FOOD_POINT;存储食物的坐标。
typedef struct SNAKE {
int head;
int len;
int curLen;
int maxLen;
int direct;
SNAKE_BODY snakeBody[MAX_SANKE_LEN];
} SNAKE;存储蛇的各项信息。curLen，len两个属性为以后蛇的移动，增长提供了非常大的便利。
五：主要函数的实现
1、移动蛇的函数：
/*移动蛇*/
/*
使用循环数组来存储蛇身体每个点的行，列坐标
初始显示一个蛇头，慢慢增多，知道等于设定的蛇的长度
蛇移动的过程：
1、先在蛇头的位置输出一个蛇的身体
2、再在之前蛇头的下一个位置输出一个蛇头
3、消去尾部
*/
void moveSnake(SNAKE *snake, int directionIndex) {
int oldSnakeHeadPoint;
int removeOphiurid;
SNAKE_BODY *snakeBody = snake->snakeBody;
if(snake->curLen > 1) {
gotoxy(snakeBody[snake->head].bodyCol, snakeBody[snake->head].bodyRow);
putchar('*');
}
oldSnakeHeadPoint = snake->head;
snake->head = (snake->head + 1) % snake->maxLen;
changeSnakeHeadPoint(&snakeBody[snake->head], snakeBody[oldSnakeHeadPoint], directionIndex);
gotoxy(snakeBody[snake->head].bodyCol, snakeBody[snake->head].bodyRow);
putchar(showSnakeHead[directionIndex]);
if(snake->curLen >= snake->len) {
removeOphiurid = (snake->head - snake->len + snake->maxLen) % snake->maxLen;
gotoxy(snakeBody[removeOphiurid].bodyCol, snakeBody[removeOphiurid].bodyRow);
putchar(32);
/*把上一次蛇尾在barrierArray中的数据清零*/
barrierArray[(snakeBody[removeOphiurid].bodyRow - 1) * 65 + snakeBody[removeOphiurid].bodyCol - 1] = 0;
} else {
(snake->curLen)++;
}
gotoxy(snakeBody[snake->head].bodyCol, snakeBody[snake->head].bodyRow);
}主要思路：当蛇的当前长度curLen等于1时，只输出一个蛇头。
当蛇的当前长度curLen大于1，小于蛇的长度len时，先在蛇头的位置输出一个蛇身，再找到下一个蛇头的位置输出蛇头，直到等于蛇的长度len（刚开始运行阶段）。
当蛇的当前长度curLen大于等于蛇的长度len时，先在蛇头的位置输出一个蛇身，再找到下一个蛇头的位置输出蛇头，最后找到蛇尾，输出空格即可（这就是移动）。
实现蛇的移动，循环数组是关键。利用循环数组， 可以实现蛇身上任意一个点的快速定位。
蛇的最大长度就为循环数组的长度，循环数组里存着每个蛇身的坐标。
2、随机产生食物函数：
/*产生随机食物过程：
1、定义一个能存储全屏幕坐标的一维数组，大小为80*25，初始化为0-1999
2、根据蛇的当前长度，利用蛇头找到蛇的每个身体的坐标，把蛇身体坐标转换为一维数组的下标，此下标元素赋值为-1
3、定义一个头指针，一个尾指针，分别从下标为0和1999相向遍历，若head对应的元素为-1，停下。若tail对应的元素不为-1，则停下
4、交换head和tail对应的元素，就这样一直找，知道把所有的-1移到数组的最后
5、在数组前面不为-1的元素里面，利用洗牌算法，取出一个随机数作为下标，把对应的元素再转换为坐标输出到屏幕上，即产生的食物*/
/*显示的区域：63列，23行*/
void makeFood(SNAKE snake, int foodCount, FOOD_POINT *foodPoint) {
short screen[1449];
int head = 0;
int tail = 1448;
int i;
int y;
int x;
int index;
int randIndex;
int count = 1449;
int foodCol;
int foodRow;
for(i = 0; i < 1449; i++) {
screen[i] = i;
}
for(i = 0; i < snake.curLen; i++) {
index = (snake.head - i + snake.maxLen) % snake.maxLen;
y = snake.snakeBody[index].bodyCol;
x = snake.snakeBody[index].bodyRow;
screen[(x - 2) * 63 + y - 2] = -1;
count--;
}
while(head <= tail) {
while(screen[head] != -1) {
head++;
}
while(screen[tail] == -1) {
tail--;
}
if(head <= tail) {
swap(&screen[head], &screen[tail]);
}
}
srand(time(0));
for(i = 0; i < foodCount; i++) {
randIndex = rand() % ((count--) + 1);
foodPoint[i].foodCol = screen[randIndex] % 63 + 2;
foodPoint[i].foodRow = screen[randIndex] / 63 + 2;
gotoxy(foodPoint[i].foodCol, foodPoint[i].foodRow);
putchar('O');
/*食物的二维坐标转换为数组的一维下标存起来，为4*/
barrierArray[(foodPoint[i].foodRow - 1) * 65 + foodPoint[i].foodCol - 1] = 4;
swap(&screen[randIndex], &screen[count]);
}
}
主要思路：洗牌算法。
准备过程：这多次用到一维数组与二维数组下标转换的关系。
1、例显示区域为80*25，则先准备一个含有2000个元素的数组，赋值为0-1999。
2、把蛇的当前的蛇身坐标转换为一维数组的下标，并更改对应数组元素为-1.
3、定义一个头指针，一个尾指针，分别从下标为0和1999相向遍历，若head对应的元素为-1，停下。若tail对应的元素不为-1，则停下。交换head和tail对应的元素，就这样一直找，知道把所有的-1移到数组的最后。
4、准备工作已经做好，开始洗牌算法。在数组前面不为-1的元素里面，利用洗牌算法，取出一个随机数作为下标，把对应的元素再转换为坐标输出到屏幕上，即产生的食物。
3、边界，障碍物，食物，头撞到身体的判断
void checkBarrier(SNAKE *snake, int *finished, int *foodCount, FOOD_POINT *foodPoint) {
int col = snake->snakeBody[snake->head].bodyCol;
int row = snake->snakeBody[snake->head].bodyRow;
int snakeHeadElement = barrierArray[(row - 1) * 65 + col - 1];
int i;
if(snakeHeadElement == 1 || snakeHeadElement == 2 || snakeHeadElement == 3) {
*finished = 1;
}
if(snakeHeadElement == 4) {
(snake->len)++;
--(*foodCount);
}
for(i = 0; i < *foodCount; i++) {
if((foodPoint[i].foodRow - 1) * 65 + foodPoint[i].foodCol - 1 == 3) {
makeFood(*snake, *foodCount, foodPoint);
}
}
}主要思路：把边界，障碍物，蛇身，食物的二维坐标转换为数组的一维下标存起来，分别对对应的元素赋值为1， 2， 3， 4。把蛇头的坐标转换为数组下标，比较对应的元素是不是1,2,3，若是，则游戏结束；若为4，则表明吃到食物， 蛇变长。若食物落到障碍物上，则重新随机产生食物。
六：运行截图
七：总结
这个贪吃蛇在TC上可完美运行，控制上也较简单。 贪吃蛇是一个即时性要求高的程序，所以这里采用了空间换时间的方法（定义了两个大数组），例如洗牌算法那里时间复杂度最终为O（n）。精妙之处在于循环数组的运用和洗牌算法。
不足之处是每次随机出现食物只能出现一个固定的值，我觉得每次给食物的数量加一是个不错的办法，即随机产生食物坐标的时候多产生一个即可，设置一个食物增加的增量。
发挥想象，还可以再增加一个蛇， 加入wasd按键控制，实现双人对战。即再定义一个蛇的结构体变量，函数调用多传一个参数等等，把细节考虑到位即可。
这个贪吃蛇程序仅仅为数据结构练手的项目，通过这个练习，明显的感觉到在编程时，对函数的形参与实参的调用，指针的运用等等有了更加深刻的认识。
程序=数据结构+算法。选取一个好的算法在特定的地方使用，会使自己的程序在效率上大大提升。
在编程时，一定一定要组织好代码的大体框架，逻辑一定要清晰。否则，当程序慢慢变得复杂起来，出现问题时，逻辑不清晰，调试就很难很难，这时候不妨删掉以前的代码，重新组织编写。
八：源码地址
单人版：
https://github.com/yangchaoy259189888/Gluttonous-Snake/
双人版（做了一点点优化）：
https://github.com/yangchaoy259189888/Gluttonous-Snake-Double-against/