游戏基础课程设计

枣庄学院

信息科学与工程学院课程设计任务书题目：贪吃蛇游戏的设计与开发

专业：计算机多媒体技术专业

课程：游戏基础

姓名：

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指导教师：孙晓飞职称：助教

完成时间：2013年12 月----2014年1 月

枣庄学院信息科学与工程学院制

2013年12月29日

课程设计任务书及成绩评定

目录

引言 (5)

1.工作计划 (5)

1.1 主要任务阶段划分 (5)

1.2 工作任务分工 (5)

2.需求分析 (6)

2.1 概述 (6)

2.2 用户分析 (6)

2.3 约束条件 (6)

2.4 功能需求 (6)

2.5 用户界面需求 (7)

3.设计与实现 (7)

3.1 概述 (7)

3.2 详细设计 (7)

3.2.1类的抽象与设计 (7)

3.3 主要程序文件 (8)

3.4开发环境以及部署环境要求 (10)

3.5主要源码 (10)

4.测试 (14)

4.1 概述 (14)

4.2 测试环境 (14)

4.3 测试计划 (14)

4.4测试项目及结果 (14)

5.工作总结 (15)

5.1 工作成果 (15)

5.2 过程分析 (15)

5.3 经验教训及其分析 (15)

引言

由于传统的贪吃蛇只是在一个宽阔的用户区进行游戏。对于蛇只是在区域四周有障碍墙壁，这样也许在一开始不会有太大的难度和成就感。

又由于人们曾经也钟爱一种迷宫游戏，它主要是考察玩家的观察力，看能否在最短的时间里走出迷宫。

基于以上两个游戏，我们准备利用本学期学到的windows界面程序设计方法将两个游戏有机结合起来，使用户既能体验贪吃蛇中看着蛇身不断加长而绕出各种折线的成就感，又能感受到在迷宫中找寻出路的紧张心情，而且迷宫的出现使蛇遇到的障碍遍布游戏区，这样用户就更能展示一下自己操作的高水平。

1 工作计划

1.1主要工作阶段划分

1.2工作任务分工

2需求分析

2.1概述

本人进行了对现有游戏代码的分析，借鉴了其中的部分实现思想，进而在组内进行讨论，根据我们的需求参与了程序中两个主要类的设计及类中接口的功能定义。并实现了CTable类的代码；

实现了对游戏界面框架的部分搭建，诸如对话框的实现等均有本人根据自己的现有知识，再加上网上查些信息、查看MSDN进行编写，而实现的接口则预留出来等待后期的具体核心代码来调用；

对游戏进行了测试，发现了问题并通过老师的帮助进行了解决。

2.2用户分析

1.该游戏至少支持贪吃蛇的基本玩法，创新可以有，但贪吃蛇游戏的经典玩法是不能少的；

2.该游戏对键盘输入要有较快的反应速度；

3.该游戏界面要漂亮一些；

4.该游戏要支持速度选择；

5.该游戏运行要比较稳定。

2.3 约束条件

1.该游戏比较简单，要求在一周进行进行完从分析到设计到编码再到测试；

2.提交游戏要有相应的文档。

2.4功能需求

1.贪吃蛇的基本玩法：即可以用上、下、左、右键控制游戏区蛇的运动方向，使之向着食物方向运动，并吞吃食物使身体增长；

2.调节蛇的运动速度：即用户可以调节蛇的运动速度来选择不同的难度；

3.选择关卡功能：即游戏分多个难度级别（关卡），用户可以选择不同的难度级别进行游戏；

4.背景颜色变换功能：即用户可以选择一种自己喜欢的颜色作为游戏区的背景色，避免对一种颜色产生视觉疲劳。

2.5用户界面需求

1.选择速度和关卡最好不用人手工输入，只是用鼠标点一点

2.界面的有些东西最好可变，不要总是一种界面，让用户自己选择也可以。

3设计与实现

3.1概述

1.界面的设计只是体力活和个人审美的问题，没有什么深奥的问题。虽说本游戏比较简单，但也是有其核心思想的。

2.本游戏的核心代码即处理蛇的运动吃食的思路是：把游戏区纵横分成许多小方格，每一个小方格的属性可以是蛇身、食物、空白、墙壁几个属性之一。蛇运动时用一个数组结构记录蛇的各个蛇身所处的小方格坐标，通过对坐标的处理使蛇的位置不断变化，反应在游戏区中即蛇在不断运动。

3.2详细设计

3.2.1类的抽象及设计

基于需求的分析，该游戏主要由两个类构成：蛇类用于处理蛇的运动等操作；桌子类用于对桌面上的墙、蛇、食物进行控制。

class CSnake

{

private:

int m_length; //蛇的长度

SPoint* m_pOldPos; //移动前的位置

SPoint* m_pNewPos; //移动后的位置

MoveState m_oldHeadDir; //蛇头旧的运动方向

MoveState m_newHeadDir; //蛇头新的运动方向

bool m_bSnakeDied; //蛇是否还存活

int m_oldLength; //蛇的上一状态长度

public:

Object Move(); //蛇的运动函数

void ChangeDirect(MoveState Direction); //改变蛇的运动方向

int GetLength(); //得到蛇当前长度

SPoint* GetOldPos(); //得到蛇上一状态坐标数组

SPoint* GetNewPos(); //得到蛇新状态坐标数组

MoveState GetHeadDir(); //得到蛇头方向

void SetDied(bool died); //设置蛇的生死

void InitSnake(); //初始化蛇

int GetOldLength(); //得到蛇上一状态长度

void IsAddBody(); //判断是否增加蛇身长度

CSnake(); //构造函数

~CSnake(); //析构函数

};

class CTable

{

private:

int m_width; //桌子宽

int m_height; //桌子高

CSnake m_snake; //桌子上的蛇

int** m_board; //桌子各位块状态

public:

CTable(); //构造函数

~CTable(); //析构函数

void InitTable(); //初始化桌子

bool AddFood(); //随机增加食物

bool Clear(); //清除桌子

void SnakeMove(); //蛇移动

void ChangeSnakeDir(MoveState dir); //改变蛇运动方向

bool IsSnakeDied(); //判断蛇是否死亡

void SnakeDied(HWND hwnd); //蛇死亡

CSnake* GetSnake(); //得到蛇坐标数组

int** GetBoard(); //得到桌子数组

};

3.3 主要程序文件

头文件有Map.h，其中只是保存游戏区二维数组中各个位置的属性信息，如果要更改地图布局，只需更改数组中的数字即可，数字的含义在全局变量中都有定义：

enum Object{EMPTY, FOOD, WALL, SNAKE}; //标识物体

头文件SnakeGame.h中主要定义了来两个主要的类CSnake、CTable;

实现文件SnakeGame.cpp中对了类中定义的函数以及一些全局的处理函数进行了实现。

主要类只有两个，即CSnake类和CTable类，其全部成员变量即成员函数已在上面一一列举，在这里针对一些主要的数据结构和处理方法进行说明：

struct SPoint

{

int x;

int y;

}; //蛇的一个结点的坐标位置结构，该类型变量用于记录蛇的一节身体在一个二维数组中的下标值，即蛇身在桌子上的格子的横向和纵向的位置

class CSnake

{

private:

SPoint* m_pOldPos; //移动前的位置，该变量为一个数组的指针，数组在蛇的初始化函数中

//分配

SPoint* m_pNewPos; //移动后的位置，同上。这两个变量是用于在更新蛇的坐标时将用旧的 //蛇身坐标来计算新的蛇身坐标用的

MoveState m_oldHeadDir; //蛇头旧的运动方向

MoveState m_newHeadDir; //蛇头新的运动方向，这两个变量的作用是用于判断新的蛇头运动方 //向是否与旧的运动方向相反的，相反是不允许的

public:

Object Move(); //蛇的运动函数

/*说明：该函数用于在定时器到达时对蛇的身体各段进行变化处理，处理过程为将未更新前蛇的各点坐标保存在旧态中，根据移动方向改变蛇头坐标值，然后判断新的蛇头所在方格的属性并返回给CTable 类处理*/

void ChangeDirect(MoveState Direction); //改变蛇的运动方向

/*说明：根据传进来的方向值改变蛇头方向，但不能跟当前蛇头方向相反*/

void InitSnake(); //初始化蛇

/*说明：用于在游戏中再次初始化蛇，只需设置蛇的初始两个身体坐标，初始运动方向，设置游戏开始即可*/

void IsAddBody(); //判断是否增加蛇身长度

/*说明：用于在分配给蛇身坐标数组填充满时再一次性多分配若干个长度的空间*/

};

class CTable

{

private:

int** m_board; //桌子各位块状态，这是一个二维数组，其中用于填充桌子各方格的属性public:

void InitTable(); //初始化桌子，针对不同的游戏难度级别从Map.h中调入不同的地图

bool AddFood(); //在桌子上空白区域随机增加一个食物

bool Clear(); //清除桌子上除了墙以外的其他方格的属性

void SnakeMove(); //蛇移动，只要调用CSnake的相应函数就可以了，根据返回的蛇头位置属性 //信息对蛇的坐标进行变换

};

3.4开发环境以及部署环境要求

开发环境：VS2008，WindowsXP SP3

3.5 主要源码

Object CSnake::Move() //处理蛇运动的方法

{

m_oldLength = m_length; //未更新前的长度成为旧值

for (int i = 0; i < m_length; i ++)

{

m_pOldPos[i].x = m_pNewPos[i].x;

m_pOldPos[i].y = m_pNewPos[i].y;

} //将未更新前蛇的各点坐标保存在旧态中

switch(m_newHeadDir) //蛇头当前要移动的方向，根据移动方向改变蛇头坐标值 {

case S_UP:

m_pNewPos[0].y --;

break;

case S_DOWN:

m_pNewPos[0].y ++;

break;

case S_LEFT:

m_pNewPos[0].x ++;

break;

case S_RIGHT:

m_pNewPos[0].x --;

break;

}

int m = m_pNewPos[0].x;

int n = m_pNewPos[0].y;

int iObject = GetData(m, n); //判断蛇头移动后到什么地方

switch(iObject)

{

case EMPTY: //蛇头所在位置为空，则蛇顺利移动

for (int i = 1; i < m_length; i ++)

{

m_pNewPos[i].x = m_pOldPos[i - 1].x;

m_pNewPos[i].y = m_pOldPos[i - 1].y;

} //从旧态复制相应坐标到新态

return EMPTY;

break;

case FOOD: //蛇头所在位置有食物

IsAddBody(); //判断是否需要增加蛇最大长度

m_length ++; //蛇长度加

for (int i = 1; i < m_length; i ++)

{

m_pNewPos[i].x = m_pOldPos[i - 1].x;

m_pNewPos[i].y = m_pOldPos[i - 1].y;

}

return FOOD;

break;

case WALL: //撞墙就挂了

m_bSnakeDied = true;

return WALL;

break;

case SNAKE: //自残也得死

m_bSnakeDied = true;

return SNAKE;

break;

}

return EMPTY; //这个其实不会被执行，但不写编译时总提示，反正写了也不费事}

void CTable::SnakeMove() //CTable中对蛇运动的处理

{

for (int x = 2; x < 28; x ++)

{

for (int y = 2; y < 43; y ++)

{

if (m_board[x][y] == FOOD)

continue;

if (m_board[x][y] == SNAKE)

continue;

if (m_board[x][y] == EMPTY)

continue;

if (m_board[x][y] == WALL)

continue;

m_board[x][y] = EMPTY;

}

} //蛇移动先把旧的蛇清理掉

int i = m_snake.GetLength() - 1;

int m = (m_snake.GetNewPos())[i].x;

int n = (m_snake.GetNewPos())[i].y;

m_board[n][m] = EMPTY;

if (++ iFirst == 0) //如果是第一次启动则自动先加个食物，以后吃掉才加 AddFood();

Object HeadObject = m_snake.Move(); //蛇要动了

switch(HeadObject) //根据返回的蛇头状态相应摆放桌子上的东西

{

case EMPTY: //空的就没有什么可摆的了

{

int x = (m_snake.GetNewPos())[0].x;

int y = (m_snake.GetNewPos())[0].y;

m_board[y][x] = SNAKE;

}

break;

case FOOD: //吃了食物要再给加的

{

int x = (m_snake.GetNewPos())[0].x;

int y = (m_snake.GetNewPos())[0].y;

m_board[y][x] = SNAKE;

AddFood();

}

break;

case WALL:

case SNAKE: //这两种就没的说了，只能死了

m_snake.SetDied(true);

bGameOver = true;

bGameBegin = false;

SnakeDied(hwndonly);

m_snake.InitSnake(); //这是为下一次重新玩作准备

Clear();

return;

break;

}

for (int i = 1; i < m_snake.GetLength(); i ++) {

int m = (m_snake.GetNewPos())[i].x;

int n = (m_snake.GetNewPos())[i].y;

m_board[n][m] = SNAKE;

} //该有蛇的地方放好

}

void CSnake::IsAddBody() //增加蛇身的代码

{

if ((m_length % 100) == 0)

{

SPoint* temp1;

temp1 = new SPoint[m_length + 100];

for (int i = 0; i < m_length; i ++)

{

temp1[i].x = m_pNewPos[i].x;

temp1[i].y = m_pNewPos[i].y;

}

delete[] m_pNewPos;

m_pNewPos = temp1;

SPoint* temp2;

temp2 = new SPoint[m_length + 100];

for (int i = 0; i < m_length; i ++)

{

temp2[i].x = m_pOldPos[i].x;

temp2[i].y = m_pOldPos[i].y;

}

delete[] m_pOldPos;

m_pOldPos = temp2;

}

else

return;

4 测试

4.1概述

1.测试速度选择菜单是否可以正常使用并对游戏效果产生需求所要求的影响；

2.测试背景色选择菜单是否可以正常使用并对游戏效果产生需求所要求的影响；

3.测试难度级别菜单是否可以正常使用并对游戏效果产生需求所要求的影响；

4.测试游戏是否可以正常操作

5.测试游戏是否有较好的响应速度。

4.2 测试环境

个人笔记本电脑一台，windowsXP操作系统；1G内存。

4.3测试计划

1.对基本的菜单功能进行测试：点击相应菜单，看是否能够进行正确的响应并对游戏进行了预期的设置；

2.对对话框的测试，打开对话框，对对话框内的控件进行点击测试，看是否能够正确响应并对游戏进行预期的设置；

3.对游戏控制键的测试：开始游戏，用键盘对游戏进行控制测试，看游戏是否及时正确处理键盘输入事件；

4.对游戏整体测试：进行每一关的游戏测试，看是否能正确进入相应关卡并正确运行，看违反游戏规则时游戏是否会结束；

5.对游戏占用内存的测试：运行游戏，看游戏占用的内存资源是否处于一个稳定的范围内，以此测试游戏是否有申请内存没有释放的问题。

4.4测试项目及结果

5、工作总结

5.1工作成果

首先我进行了对现有游戏的算法分析，借鉴其中的部分实现思想为我们小组所用，参与了对我们游戏的整体分析设计，即两个主要类的设计定义；

其次我实现了CTable类的代码；

再次，在游戏运行框架上，我结合自己的知识和查阅MSDN，对窗口部件中的各对话框进行了编码实现，当然包括其中的通用对话框——颜色对话框；

最后，在后期测试中，我也对游戏进行了测试，同组内人员共同发现了游戏对内存的消耗问题并努力进行解决。

5.2过程分析

在一周的时间内，我们通过查阅资料，结合自己所学，对游戏的整体进行了分析设计实现测试并取得了较为理想的结果，这首先与课堂上老师讲授的知识和方法是密不可分的。

其次，我认为我们能做好这个游戏，也在于我们为了达到目的而自己学习老师没有教的知识并及时消化吸收运用到实践中；

再次，游戏的代码是我们小组合作完成的，这与我们的密切合作，相互沟通是分不开的，这更对我们自己的团队合作方面是一个很好的锻炼。

5.3经验教训及其分析

1.由于时间有限，前期提出的一些想法和创新点未能最终实现，这确实是一个遗憾；

2.代码的编写不够规范，造成在交换工作成果时有时存在程序理解上的困难。这使得我们真正意识到编程规范的重要性，以督促我们在以后的学习中注意到这一点，学习并提高。

3.编程过程中有时对程序考虑还是欠佳，以至于在代码调试过程中没有语法错误，但运行总是不对，最后究其原因总是比较低级的错误。这使我们意识到编程中头脑中一定要对全局有把握并且在局部一定要细心考虑。