C语言-手把手教你写贪吃蛇AI(上)

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

C语言-手把手教你写贪吃蛇AI(上)_第1张图片

C语言-手把手教你写贪吃蛇AI(上)_第2张图片


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
#include //SetConsoleCursorPosition, sleep函数的头函数
#include	//time()的头函数
#include	//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; ix = 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;
}


你可能感兴趣的:(项目例程,c语言,贪吃蛇,AI,源代码)