C/C++控制台扫雷实现与详解（可移动光标版本）
C/C++控制台扫雷实现与详解
- 一 目标
- 二 功能描述
- 三 运行结果
- 四 代码结构
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- 1. 数据结构
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- 1.1. 格子标志枚举
- 1.2. 格子结构体
- 2. 地图管理
- 3. 游戏主循环
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- 3.1. 关键变量
- 3.2. 主循环体
-
- 3.2.1. 输入地图信息
- 3.2.2. 初始化地图
- 3.2.3. 生成地雷
- 3.2.4. 绘制地图
- 3.2.5. 处理玩家的键盘输入
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- 光标控制
- 键盘输入
- 4. 玩家操作
-
- 关键宏：遍历邻居格子
- 关键函数：获取周围地雷数
- 4.1. 点开格子
- 4.2. 自动点开邻居
- 4.3. 标记格子
- 五 完整代码
一 目标
实现一个控制台扫雷，玩家可以通过移动控制台光标来点开格子或者标记格子。
二 功能描述
- 提供默认地图
- 可以自定义地图
- 通过WASD键移动光标在地图上的位置
- 通过J键模拟鼠标左键，点开光标所在格子
- 如果格子有地雷，则游戏失败，可以选择重新开始
- 如果格子没有地雷，则显示周围地雷数
- 如果格子周围没有地雷，则递归点开周围格子
- 通过K键模拟鼠标中键，如果光标所在格子周围地雷数和标记的旗子数相同，那么可以自动点开周围剩余未点开的格子
- 通过L键模拟鼠标右键，给格子增加/删去旗子标志，旗子标志是’@'符号
- 通过I键给格子增加/删去问号标志，即’?'符号
- 可以避免玩家一开始就踩到地雷
- 失败检测：检测到点开了有地雷的格子，游戏失败
- 胜利检测：检测到所有没有地雷的格子都点开了，所有有地雷的格子都标记了旗子，游戏胜利
三 运行结果
四 代码结构
1. 数据结构
1.1. 格子标志枚举
原版扫雷的格子上一共有三种标志，数字 旗子和问号。
数字标志从1~9，如果是0的话则显示空格。因为地图一般大部分是0，显示0的话不好看，原版的扫雷也没有显示0。
旗子用来表示玩家认为这个格子上有地雷。这里使用’@‘符号来表示旗子。
问号用来表示玩家不确定这个格子上是否有地雷。这里使用’?'符号来表示问号。
enum cell_flag
{
// 什么标志都没有
cf_none,
// 数字标志，显示周围雷的个数，格子被点开时自动被标记
cf_number,
// 旗子标志，标记你认为有地雷的格子
cf_flag,
// 问号标志，标记你不确定是否有雷的格子
cf_qmark
};
1.2. 格子结构体
一个格子除了可能有标志以外，还需要有一个bool变量来存储这个格子上是否有地雷。
struct cell
{
// 这个格子有没有地雷
bool has_mine;
// 这个格子的标志
enum cell_flag flag;
};
2. 地图管理
首先是最大/最小值管理，游戏地图最大行数不超过20，最大列数不超过40，最小行数和列数不小于2。
其次是默认值管理，因为如果自定义地图的话，地图的大小以及地雷数就要设计得比较好才会好玩。如果地雷太少就会很容易，且地图大部分都是空的；太多就会很难。所以提供一个默认地图，让玩家可以不用自定义地图就能开玩。默认值是参考原版扫雷的高级模式。这里也可以把代码改成提供初级 中级和高级三种模式给玩家选择。
最后，使用current_rows和current_cols来存储当前地图的行列数，使用num_mines来存储当前地图中的地雷数。定义一个struct cell类型的二维数组来表示地图。
// 地图最大行数
#define MAX_ROWS 20
// 地图最大列数
#define MAX_COLS 40
// 地图最小行数
#define MIN_ROWS 2
// 地图最小列数
#define MIN_COLS 2
// 默认地图行数
#define DEFAULT_ROWS 16
// 默认地图列数
#define DEFAULT_COLS 30
// 默认地图中地雷数
#define DEFAULT_MINES 99
// 当前地图行数
int current_rows = DEFAULT_ROWS;
// 当前地图列数
int current_cols = DEFAULT_COLS;
// 地雷个数
int num_mines = DEFAULT_MINES;
// 地图
struct cell map[MAX_ROWS][MAX_COLS];
3. 游戏主循环
3.1. 关键变量
使用is_first_try来存储是否是第一次点开格子，用于后续避免第一次点开就踩到地雷的情况。
使用is_game_over来存储游戏是否失败。用于结束处理玩家键盘输入的循环。
// 是不是第一次打开格子
// 用来防止第一下就踩雷
bool is_first_try = true;
// 游戏是否结束
bool is_game_over = false;
3.2. 主循环体
首先，清空控制台，因为如果是第二局游戏的话，控制台上会有上一局游戏的内容。
然后，由玩家输入自定义地图信息，或者选择使用默认地图。
其次，根据地图信息，即地图的行列数和地雷数，初始化地图。
其次，随机抽取地图上的格子，生成地雷。
其次，在控制台上绘制地图。
其次，打印游戏的帮助信息，包括如何操作，以及地图信息。
最后，循环接收玩家输入，执行输入相对应的操作。
int main()
{
// 游戏主循环
while (true)
{
// 清空控制台
system("cls");
// 输入地图信息
input_map();
// 初始化地图
init_map();
// 生成地雷
generate_mines();
// 绘制地图
draw_map();
// 输出帮助信息
print_help();
// 处理玩家的键盘输入
handle_player_input();
}
}
3.2.1. 输入地图信息
首先我们需要一个tmp_buf变量来接收输入错误后剩余的字符串，或者正常输入后的回车字符。因为使用scanf输入之后，可能会有残留的字符串（输入错误的情况下）或者回车键在输入缓冲区中，不进行处理的话后续的输入（第二局游戏的时候）会出现错误。
这个函数主要是让玩家选择是否使用默认地图，或者自定义地图。
如果自定义地图，则输入地图行列数以及地雷数。如果输入格式错误，比如应当输入数字却输入字母，则提示重新输入。
同时还会检测输入的地图信息是否合理，即输入的行列数不能超过最大值 小于最小值，以及至少有一个地雷，不能整个地图都是地雷。
void input_map()
{
// 用来接收输入错误后剩余的字符串，或者正常输入后的回车字符
char tmp_buf[256] = { 0 };
printf("默认地图：16行30列，99颗地雷\n");
printf("使用默认地图(y/n)？：");
char ch = 0;
// 判断是否使用默认地图
if (scanf("%c", &ch) == 1 && (ch == 'y' || ch == 'Y'))
{
// 设置默认行数 列数和地雷数
current_rows = DEFAULT_ROWS;
current_cols = DEFAULT_COLS;
num_mines = DEFAULT_MINES;
// 接收多余字符（回车）
fgets(tmp_buf, sizeof(tmp_buf), stdin);
return;
}
// 接收多余字符（回车）
fgets(tmp_buf, sizeof(tmp_buf), stdin);
// 输入地图大小
printf("请输入地图大小：");
while (scanf("%d%d", ¤t_rows, ¤t_cols) != 2)
{
// 输入错误，重新输入
fprintf(stderr, "输入地图大小格式错误！\n");
// 接收多余字符
fgets(tmp_buf, sizeof(tmp_buf), stdin);
printf("请重新输入：");
}
fgets(tmp_buf, sizeof(tmp_buf), stdin);
// 检查并更正地图大小
if (current_rows < MIN_ROWS)current_rows = MIN_ROWS;
else if (current_rows > MAX_ROWS) current_rows = MAX_ROWS;
if (current_cols < MIN_COLS)current_cols = MIN_COLS;
else if (current_cols > MAX_COLS)current_cols = MAX_COLS;
// 输入地雷个数
printf("请输入地雷个数：");
while (scanf("%d", &num_mines) != 1)
{
// 输入错误，重新输入
fprintf(stderr, "输入地雷个数格式错误！\n");
// 接收多余字符
fgets(tmp_buf, sizeof(tmp_buf), stdin);
printf("请重新输入：");
}
// 检查并更正地雷个数
int max_mines = current_rows * current_cols - 1;
if (num_mines <= 0)num_mines = 1;
else if (num_mines >= max_mines) num_mines = max_mines;
// 接收多余字符（回车）
fgets(tmp_buf, sizeof(tmp_buf), stdin);
}
3.2.2. 初始化地图
这个函数首先会将游戏的关键变量is_first_try和is_gmae_over重置为初始值，然后会遍历每一个格子，然后将格子的地雷和标志清空。
void init_map()
{
// 下一次点开格子是第一次点开格子
is_first_try = true;
// 游戏结束标志
is_game_over = false;
// 遍历每一行
for (int i = 0; i < current_rows; ++i)
{
// 遍历每一列
for (int j = 0; j < current_cols; ++j)
{
// 清空地雷
map[i][j].has_mine = false;
// 清空标志
map[i][j].flag = cf_none;
}
}
}
3.2.3. 生成地雷
这个函数首先会先设置随机数种子，避免每一次游戏地图都一样。
然后会进入一个while循环，循环体中每次随机取一个格子，如果格子没有地雷就生成地雷，如果已经有地雷了，就重来，直到没有地雷需要生成了。这个生成算法还可以进行优化的。
void generate_mines()
{
// 设置随机数种子
srand(time(0));
// 每次生成一个地雷
// 直到待生成的地雷数为0
int mines_to_generate = num_mines;
while (mines_to_generate > 0)
{
// 随机取地图的一行
int row = rand() % current_rows;
// 随机取地图的一列
int col = rand() % current_cols;
// 获取该行该列的格子
struct cell* cell = &map[row][col];
// 如果这个格子已经有地雷了
if (cell->has_mine)
{
// 那么就跳过这个格子，重新找
continue;
}
// 否则的话
else
{
// 生成地雷
cell->has_mine = true;
// 并将待生成的地雷数减一
mines_to_generate--;
}
}
}
3.2.4. 绘制地图
这个函数会先清空控制台，即清除之前输入地图信息时的输入，然后遍历每一个格子，打印格子符号，初始都是没有任何标志的符号，即’*'号。同时也会打印地图边界，因为周围没有地雷时的数字是空格不是0，所以如果没有边界的话，当边缘周围没有地雷时看上去会不好看。
void draw_map()
{
// 清空控制台
system("cls");
// 遍历每一行
for (int i = 0; i < current_rows; ++i)
{
// 遍历每一列
for (int j = 0; j < current_cols; ++j)
{
// *表示一个没有任何标志的格子
printf("*");
// *后面跟一个空格保持地图美观
// 保证行数和列数相等时是个正方形
if (j != current_cols - 1)printf(" ");
}
// 打印右边界并且换行
printf("|\n");
}
// 打印底边界
for (int i = 0; i < current_cols; ++i)
printf("--");
// 删掉最后一个'-'并增加边界然后换行
printf("\b|\n");
}
3.2.5. 处理玩家的键盘输入
光标控制
首先我们需要先控制光标在控制台上的位置。这里我们使用Win32提供的相关接口GetConsoleScreenBufferInfo以及SetConsoleCursorPosition来获取/设置光标的位置。get_cursor_xy和set_cursor_xy用来直接获取/设置光标在控制台上的位置。set_cursor_rc用来将光标移动到指定的地图行列位置。因为之前为了地图美观，每一个’*'号之后都跟着空格，所以计算x时需要将列数乘以2。print_at_rc用来在指定的地图行列位置输出一个字符，同时保持光标位置。因为printf会改变光标位置，所以需要在printf之后恢复光标位置。
// 获取光标所在位置的x y值
void get_cursor_xy(int* x, int* y)
{
HANDLE handle = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
CONSOLE_SCREEN_BUFFER_INFO csbi;
GetConsoleScreenBufferInfo(handle, &csbi);
*x = csbi.dwCursorPosition.X;
*y = csbi.dwCursorPosition.Y;
}
// 将光标移至位置控制台(x, y)处
void set_cursor_xy(int x, int y)
{
HANDLE handle = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
COORD coord = { x, y };
SetConsoleCursorPosition(handle, coord);
}
// 将光标移至地图的第row行的第col列
void set_cursor_rc(int row, int col)
{
HANDLE handle = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
COORD coord = {col * 2, row};
SetConsoleCursorPosition(handle, coord);
}
// 在地图的第row行的第col列打印字符ch
void print_at_rc(char ch, int row, int col)
{
set_cursor_rc(row, col);
printf("%c", ch);
set_cursor_rc(row, col);
}
键盘输入
首先需要先保存一开始的光标位置。因为一开始的时候光标应该是在输出的最后位置。
然后将光标移到地图的第一个格子，之后进入循环。
循环条件是游戏没有失败，如果踩到地雷，则游戏失败，结束循环。
循环体内通过_getch()来得到输入字符，使用这个函数是因为这个函数没有回显。
拿得输入字符后，对字符进行判断。
ESC键的数值是0x1b，如果是ESC键的话则直接返回。直接返回即可重新开始。
如果是wasd键，则修改row或者col变量，然后还需要检测范围，将光标限制在地图之内，再调用set_cursor_rc来移动光标至对应格子。
如果是jkli键，则执行对应操作：点开格子/自动点开邻居/进行标记。
在处理完操作后，判断是否满足胜利条件，胜利条件是所有没有地雷的格子都点开了，所有有地雷的格子都标记成旗子。
胜利或者失败都会结束循环，然后将光标恢复到最后，打印结束语，询问是否再来一局。
// 接受玩家的键盘输入，并进行处理
void handle_player_input()
{
// 先获取光标当前的x y值
// 便于游戏结束时在最后位置输出信息
int x, y;
get_cursor_xy(&x, &y);
// 将光标移至控制台左上角
// 即地图的第一个格子
set_cursor_rc(0, 0);
int row = 0, col = 0;
// 循环直到踩到地雷或者胜利
while (!is_game_over)
{
int ch = _getch();
// 0x1b表示ESC键
// 重新开始
if (ch == 0x1b)
{
return;
}
else
{
switch (ch)
{
case 'w':// 上移
--row;
break;
case 'a':// 左移
--col;
break;
case 's':// 下移
++row;
break;
case 'd':// 右移
++col;
break;
case 'j':// 点开格子（模拟鼠标左键）
player_open_cell(row, col);
break;
case 'k':// 尝试自动点开邻居（模拟鼠标中键）
player_open_neighbor(row, col);
break;
case 'l':// 添加旗子标志（模拟鼠标右键）
player_mark_flag(row, col);
break;
case 'i':// 添加问号标志
player_mark_question(row, col);
break;
}
}
// 将光标限制在地图之内
if (col < 0)col = 0;
else if (col >= current_cols) col = current_cols - 1;
if (row < 0)row = 0;
else if (row >= current_rows) row = current_rows - 1;
// 移动光标至对应位置
set_cursor_rc(row, col);
// 如果没有踩到地雷，判断是否胜利
if (!is_game_over)
{
bool win_flag = true;
// 遍历每一个格子
for (int i = 0; i < current_rows; ++i)
{
for (int j = 0; j < current_cols; ++j)
{
// 如果有任何一个格子没有标志或者有问号标志
// 或者有错误的旗子标志（即在没有地雷的格子标记了旗子）
if (map[i][j].flag == cf_none || map[i][j].flag == cf_qmark
|| (map[i][j].flag == cf_flag && !map[i][j].has_mine))
{
// 那么还未胜利
win_flag = false;
break;
}
}
// 跳出循环
if (!win_flag)break;
}
// 如果胜利了，跳出整个while循环
if (win_flag)break;
}
}
// 恢复光标位置到最后
set_cursor_xy(x, y);
printf("\n");
// 打印结束语
if (is_game_over)printf("你踩到雷了!\n");
else printf("你赢了!\n");
// 判断是否继续游戏
printf("继续游戏(y/n)？:");
char ch;
scanf("%c", &ch);
// 接收回车键
getchar();
if (ch == 'y' || ch == 'Y')return;
else exit(0);
}
4. 玩家操作
在介绍玩家操作前，需要先介绍一个关键宏，以及一个关键函数。
关键宏：遍历邻居格子
这个宏的用途是遍历一个格子的每一个邻居，包括它自身。定义这个宏是因为在后续的过程中会经常出现遍历邻居的操作，因此在这里定义一个宏可以简化后续的代码。
宏参数中，r和c是当前格子的行列索引，nr和nc是邻居格子的行列索引，_cell是邻居格子。
在遍历邻居的过程中也会进行范围检测，避免超出地图边界。
// 遍历每个邻居，包括自己
#define ITERATE_NEIGHBOR_BEGIN(r, c, nr, nc, _cell) \
{\
int _d[3] = {-1, 0, 1};\
for(int _i = 0; _i < 3; ++_i)\
{\
for(int _j = 0; _j < 3; ++_j)\
{\
int nr = r + _d[_i];\
int nc = c + _d[_j];\
if(nr >= 0 && nc >= 0 && nr < current_rows && nc < current_cols)\
{\
struct cell* _cell = &map[nr][nc];
#define ITERATE_NEIGHBOR_END \
}\
}\
}\
}
关键函数：获取周围地雷数
在后续的过程中会多次用到一个格子周围的地雷数，因此提供这样一个函数来获取周围地雷数。
这个函数会利用上面定义的宏来遍历邻居，然后对地雷进行计数。
// 获取一个格子周围的地雷个数（包括自身）
int get_num_mines_around(int row, int col)
{
int num = 0;
// 遍历每一个邻居
ITERATE_NEIGHBOR_BEGIN(row, col, nr, nc, cell)
{
// 如果有地雷，那地雷数加1
if (cell->has_mine)num++;
}
ITERATE_NEIGHBOR_END;
return num;
}
4.1. 点开格子
这个函数执行点开格子的操作，如果格子已经被点开了，那么就直接返回。
否则判断是否有地雷，如果有地雷，则判断是否是第一次点开，如果是的话，则调用handle_first_mine来找一个没有地雷的格子进行替换。
后面继续判断这个格子有没有地雷（因为可能找不到格子可以替换），如果有地雷，则游戏失败，将is_game_over置为true并返回。
如果没有地雷，则获取周围地雷数，打印对应数字字符或者空格。如果没有地雷，则递归点开邻居。
void player_open_cell(int row, int col)
{
struct cell* cell = &map[row][col];
// 已经打开的格子不用再打开
if (cell->flag == cf_number)
return;
// 点开的格子有地雷
if (cell->has_mine)
{
// 如果是一开始就踩雷
if (is_first_try)
// 找一个没有地雷的格子进行交换
handle_first_mine(row, col);
// 不是一开始就踩雷或者
// 一开始就踩雷但没有找到一个可以替换的格子
if(map[row][col].has_mine)
{
// 游戏结束
print_at_rc('!', row, col);
is_game_over = true;
return;
//exit(0);
}
}
// 不再是一开始了
is_first_try = false;
// 设置格子的标志
cell->flag = cf_number;
// 获取周围的地雷数
int nums = get_num_mines_around(row, col);
// 如果周围没有地雷，打印空格
// 打印0的话会太密集，因为没有地雷的区域一般会比较多
// 原本的扫雷里面也是没有打印0的
if (nums == 0)print_at_rc(' ', row, col);
// 非0的话打印对应的数字符号
else print_at_rc(nums + '0', row, col);
// 同时，如果周围没有地雷
if (nums == 0)
{
// 遍历每一个邻居（包括自己）
ITERATE_NEIGHBOR_BEGIN(row, col, nr, nc, cell)
{
// 如果邻居还没有点开标志
if (cell->flag != cf_number)
// 那么就点开这个邻居
player_open_cell(nr, nc);
}
ITERATE_NEIGHBOR_END;
}
}
在第一次点开格子就踩到地雷时，会调用这个函数来找一个没有地雷而且没有标志的格子进行替换。
// 处理第一次就踩雷的情况
void handle_first_mine(int row, int col)
{
// 遍历每一个格子
for (int i = 0; i < current_rows; ++i)
{
for (int j = 0; j < current_cols; ++j)
{
struct cell* cell = &map[i][j];
// 如果这个格子没有地雷，而且也没有标志
if (!cell->has_mine && cell->flag == cf_none)
{
// 将这个格子和踩到的地雷格子进行交换
struct cell tmp = map[row][col];
map[row][col] = map[i][j];
map[i][j] = tmp;
}
}
}
// 后续踩到地雷不会再进行这样的处理
is_first_try = false;
}
4.2. 自动点开邻居
这个函数执行自动点开邻居的操作。在原版的扫雷中，如果我们对已经排掉所有雷的格子点击鼠标中键的话，格子的没有被点开的邻居会被自动点开。
首先我们需要先判断这个格子已经是点开了的，然后获取格子周围的地雷数，遍历每个邻居，对标记了旗子的邻居进行计数。如果周围地雷数和标记为旗子的数目相同，则表示地雷全部排除。然后遍历所有没有被点开的邻居，点开。
void player_open_neighbor(int row, int col)
{
struct cell* cell = &map[row][col];
// 只有自己已经被点开了
// 才能尝试自动去点开邻居
if (cell->flag == cf_number)
{
// 先获取周围的雷数
int nm = get_num_mines_around(row, col);
// 标记为cf_flag的格子数
int nf = 0;
// 遍历每个邻居，包括自己
ITERATE_NEIGHBOR_BEGIN(row, col, nr, nc, cell)
{
// 遇到被标记为旗子的格子，nf增加1
if (cell->flag == cf_flag)
nf++;
}
ITERATE_NEIGHBOR_END;
// 如果被标记为旗子的格子的数目
// 与周围地雷的数目相同
if (nf == nm)
{
// 那么遍历每个邻居
ITERATE_NEIGHBOR_BEGIN(row, col, nr, nc, cell)
{
// 点开那些没有被点开的格子
if (cell->flag == cf_none || cell->flag == cf_qmark)
player_open_cell(nr, nc);
}
ITERATE_NEIGHBOR_END;
}
}
}
4.3. 标记格子
这两个函数用来对格子进行标记，包括标记旗子和问号。当重复操作时，会消去标志。
// 给格子增加旗子标志
void player_mark_flag(int row, int col)
{
struct cell* cell = &map[row][col];
// 已经点开的格子不能进行标记
if (cell->flag != cf_number)
{
// 如果已经是旗子标志了
if (cell->flag == cf_flag)
{
// 去掉旗子标志
cell->flag = cf_none;
print_at_rc('*', row, col);
}
// 否则的话
else
{
// 加上或者改成旗子标志
cell->flag = cf_flag;
print_at_rc('@', row, col);
}
}
}
// 给格子增加问号标志
void player_mark_question(int row, int col)
{
struct cell* cell = &map[row][col];
// 已经点开的格子不能进行标记
if (cell->flag != cf_number)
{
// 如果已经是问号标志了
if (cell->flag == cf_qmark)
{
// 去掉问号标志
cell->flag = cf_none;
print_at_rc('*', row, col);
}
// 否则的话
else
{
// 加上或者改成问号标志
cell->flag = cf_qmark;
print_at_rc('?', row, col);
}
}
}
五 完整代码
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS // 不使用_s系列函数
#include