九宫格

数据结构课程设计

题目九宫格游戏

系 (部) 电子与信息工程学院班级 2015级计算机科学与技术姓名

学号

指导教师

2016年07月06日

电子与信息工程系

数据结构课程设计任务书

计算机教研室制

九宫格游戏

摘要：本程序是一个九宫格游戏程序，用户可以通过键盘输入完成游戏操作！这里主要使用c 语言的二维数组与绘图函数来完成设计。

关键字：九宫格;八数码;系统设计;程序编码;

1 引言

九宫格问题也称为八数码问题。在3×3的棋盘，摆有八个棋子，每个棋子上标有1至8的某一数字，不同棋子上标的数字不相同。棋盘上还有一个空格，与空格相邻的棋子可以移到空格中。要求解决的问题是：给出一个初始状态和一个目标状态，找出一种从初始转变成目标状态的移动棋子步数最少的移动步骤。

所谓问题的一个状态就是棋子在棋盘上的一种摆法。棋子移动后，状态就会发生改变。解八数码问题实际上就是找出从初始状态到达目标状态所经过的一系列中间过渡状态。

2 功能模块及设计过程

2.1 设计思想

1.程序开始运行时出现欢迎窗口，通过文字的色彩变化吸引眼球！

2.显示菜单栏，让用户通过现在来实现是了解游戏还是直接开始！

3.显示一个九宫格，九宫格由数字0`8来模拟九宫格游戏.（0是为了直观而充当空）9个数字随机出现在九宫格上，做作为游戏初始状态！

4.游戏可以识别键盘上的方向键操纵0的位置将随机数排列成有序数组。

（1) 九宫格的随机初始化；

（2) 用户数字的移动可用键盘操纵上下左右移动；

（3) 每次改变都要与目标对比，如果符合要求，则结束游戏.

九宫格游戏2.2流程图

图1

2.3 函数功能图表

表1

3 游戏编程思想

3.1 核心程序实现思想

3.11程序主要功能

玩家可以通过按键上、下、左、右实现数字换位，直到把数字矩阵排列成为左下图直到程序退出！

图2

3.12九宫格的定义

九宫格在程序内是由一个二维数组a[3][3]组成，二维数组的值的变化则可表示九宫格数字位置的变化！利用x，y标记二维数组中空的位置，具体定义如下：

typedef struct//定义所要使用的九宫格

{

int a[3][3];

int x;

int y;

}node;

3.13九宫格实现移动步骤

1. place(node *p)初始化九宫格：

首先我们给出一个标准数组b[9]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};

其次利用随机数种子函数srand((unsigned)time(0))为随机数rand做随机种子！（srand( )是为rand( )函数初始化随机发生器的启动状态，以产生伪随机数，所以常把srand( )称为种子函数。）；

最后使随机数对9取余后把b数组随机的值赋值给a[][]从而使数组随机初始化!

2. play(node *p,LOC arr[])游戏操作函数

九宫格游戏

首先我们对数组与目标函数进行对比判断调用函数vin(p,w);若当前二维数组与目标数组相一致则退出画图窗格，执行胜利程序！

其次若不一致则录取用户下一个操作！

处理操作，首先利用find_xy(node *p)找到空的位置识别用户输入后，通过down(node *p) 、up(node *p)、left (node *p)、right (node *p)四个函数对二维数组进行操作！

以up(node *p)为例，函数首先识辨空格上方是否有空位，若没有空位，则无法上移！若有空位则空位与上方的数进行交换！达到九宫格移动的目的！

最后利用函数paint2(p,arr)打印九宫格

3.2 九宫格的打印

3.21九宫格坐标

由于九宫格要计算中心点，反复打印不同的格子！所以将我利用数组LOC arr[]记录了每一个框格！具体定义如下

typedef struct coordinate//框格数据位置

{

int x,y,z,w;

}LOC;

3.22彩图的打印

九宫格的打印包含三个部分：填充色，画矩形以及加标号。具体由下列桑格函数组成

1. void color(int y)：颜色填充函数。

包含语句：setfillcolor(color);使下一个封闭的图形填充为相应的颜色！

先把由二维数组a[][]转换到c[]数组，这样数组内是每个格子代表数值，利用这个数组调用填充函数对下一个由画图函数画出的正方块进行不同颜色的填充！

2.draw(LOC arr, int i):画图函数。

包含语句：fillrectangle(arr[i].x,arr[i].y,arr[i].z,arr[i].w)；在九宫格相应位置，打印相应的正方形框格。

3.word(c[i],arr,i);写字函数。

包含语句：outtextxy(x,y,c+48); 在相应位置写上相应的数字！

通过对arr数组的分析与i联合求出相应计算出坐标的中心，然后打印相应的数字！

这三给程序相辅相成，缺一不可，用于打印一个九宫格中的一个格子！给其加入一个循环结构则可完整的打印出一个彩色的九宫格！

3.3 其他函数

3.31彩色变化函数

通过system("color ");来变化文字与背景颜色，这里我们只改变字体颜色调用时可以实现文字变化，包括七种颜色每个颜色停留100毫秒！

while(i-->0)

{

system("color F7");

Sleep(100);

system("color FD");

Sleep(100);

system("color FE");

Sleep(100);

system("color F1");

Sleep(100);

system("color F2");

Sleep(100);

system("color F6");

Sleep(100);

system("color F4");

Sleep(100);

}

4 运行结果

4.1开始界面

4.2菜单界面

九宫格游戏

4.3游戏介绍

4.4游戏操作

4.5结束界面

5 结语

课程设计目的是：学会分析、研究计算机加工的数据结构特性，以便为应用涉及的数据选择适当的逻辑结构、存储结构以及相应的算法，并初步掌握算法时间分析和空间分析的技术。通过这次数据结构课程设计，让我学到了许多课本原本学不到的知识。在实际操作过程中屡次发现自己的不足，也认识到现在所学的知识与真正应用程序的距离

还相差甚远！很感谢这次提供给我帮助的同学们，在这次设计中，我不仅仅学了数据结构理论知识而且其他方面也通过这次试验初次接触到。通过实际操作，学会数据结构程序编程的基本步骤、基本方法，开发了自己的逻辑思维能力，培养了分析问题、解决问题的能力。美中不足的是没有做出可视图！与网友们做的八数码人工智能相比确实有点磕碜！希望在以后的学习中能多多接触到其他知识，并运用到自己的学习与生活中去！

参考文献：

[1]李云青杨庆红揭安全. 数据结构（c语言版）[M] . 人民邮电出版社

九宫格游戏

#include

#include

#include

#include

#include

#include

/*类型定义区*/

#define N 3

#define UP 72

#define DOWN 80

#define LEFT 75

#define RIGHT 77

typedef struct//定义所要使用的九宫格{

int a[3][3];

int x;

int y;

}node;

typedef struct coordinate//框格数据位置{

int x,y,z,w;

}LOC;

/*函数区声明区*/

void Welcome();

void Color_Change() ;

void paint(node *p);

void find_xy(node *p);

void up(node *p);

void down(node *p);

void left(node *p);

void right(node *p);

void vin(node *p);

void play(node *p,LOC arr[]);

void Menu();

void des() ;

void playgame();

void getplace(LOC *arr);

void draw(LOC *arr,int i);

void color(int y); void paint2(node *p,LOC arr[]);

void word(int c,LOC arr[],int i);

/*子函数区*/

void word(int c,LOC arr[],int i)

{

int x,y,z;

x=(arr[i].x+arr[i].z)/2;

y=(arr[i].y+arr[i].w)/2;

outtextxy(x,y,c+48);

}

void find_xy(node *p)/*用于寻找空（0）的位置*/

{

int i,j;

for(i=0;i

for(j=0;j

if(p->a[i][j]==0)

{

p->x=i;

p->y=j;

}

}

void up(node *p)/*上箭头处理方式*/

{

int temp;

find_xy(p);

if(p->x-1>=0)/*判断是否可以操作，并让其与上面那一格互换*/

{

temp=p->a[p->x][p->y];

p->a[p->x][p->y]=p->a[p->x-1][p->y];

p->a[p->x-1][p->y]=temp;

}

}

void down(node *p)/*下箭头处理方式*/

{

int temp;

find_xy(p);

if(p->x+1

{

temp=p->a[p->x][p->y];

p->a[p->x][p->y]=p->a[p->x+1][p->y];

p->a[p->x+1][p->y]=temp;

}

}

void left(node *p)/*左箭头处理方式*/

{

int temp;

find_xy(p);

if((p->y)-1>=0)

{

temp=p->a[p->x][p->y];

p->a[p->x][p->y]=p->a[p->x][p->y-1];

p->a[p->x][p->y-1]=temp;

}

}

void right(node *p)/*右箭头处理方式*/

{

int t;

find_xy(p);

if(p->y+1

{

t=p->a[p->x][p->y];

p->a[p->x][p->y]=p->a[p->x][p->y+1];

p->a[p->x][p->y+1]=t;

}

}

void vin(node *p,int w)/*胜利预判函数*/

{

int i,j,y=1,arm[3][3]={1,2,3,8,0,4,7,6,5};//目标

if(w!=1)

for(i=0;i<3;i++)

for(j=0;j<3;j++)

{

if(p->a[i][j]!=arm[i][j])

{y=0;break;}//如果不一致则斩断因果关系

}

else

if(y==1)

{

closegraph(); // 关闭图形窗口

system("CLS");

printf("\n\n\n");

printf("\t\t\t****************************\n");

printf("\t\t\t**

**\n");

printf("\t\t\t**

**\n");

printf("\t\t\t**

**\n");

printf("\t\t\t** 恭喜你完成目标

**\n");

printf("\t\t\t**

**\n");

printf("\t\t\t**

**\n");

printf("\t\t\t**

**\n");

printf("\t\t\t****************************\n");

Color_Change();

exit(0);

}

}

void place(node *p) /*放置函数用于设置函数的初始值*/

{

int i,temp,b[9];

for(i=0;i<9;i++) //在b数组中生成0-9初始值b[i]=i;

srand((unsigned)time(0));//产生伪随机数

for(i=0;i<9;)//遍历九宫格

{

temp=rand()%9; //生成0~8的不重复随机数

if(b[temp]!=-1)

{

*(*(p->a)+i)=b[temp];//给b数组随

九宫格游戏机格赋值给九宫格

b[temp]=-1;//标记为已赋值

i++;//改变i已驱动循环

}

}

}

void play(node *p,LOC arr[]) /*对用户输入内容进行判断*/

{

int key,w=0;

while(1)//无限循环直到写对！

{

vin(p,w);

key=getch();

switch(key)

{

case UP:

up(p);

paint2(p,arr);

break;

case DOWN:

down(p);

paint2(p,arr);

break;

case LEFT:

left(p);

paint2(p,arr);

break;

case RIGHT:

right(p);

paint2(p,arr);

break;

case '1':

w=1;break;

default: break;//无效输入

}

}

}

void paint2(node *p,LOC arr[])/*彩图打印函数*/

{

int i,j=1,c[10];

c[0]=1;

for(i=0;i<3;i++)

for(j=0;j<3;j++)

{

c[(i*3+j)+1]=p->a[i][j];

}

for(i=1;i<10;i++)

{

color(c[i]+1);

draw(arr,i);

word(c[i],arr,i);

}

getch(); // 【按任意键继续】

}

void playgame()/*问题核心*/

{

int i,c[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};

LOC arr[10];

node p;//定义一个叫p的九宫格

system("color F4");

system("CLS");

getplace(arr);

place(&p);//设置初始值

initgraph(640,480); // 【初始化图形窗口】

printf("\n");

play(&p,arr);//用户操作

closegraph(); // 关闭图形窗口

}

void list() /*自定义函数实现菜单功能*/

{

system("color F0");

system("cls");

printf("\n\n\n\n\n\n");

printf("\t\t\t★★★★★★★★★★★★★

★★★★★\n");

printf("\t\t\t★

★\n");

printf("\t\t\t★ 1. 游戏说明

★\n");

printf("\t\t\t★

★\n");

printf("\t\t\t★

★\n");

printf("\t\t\t★

★\n");

printf("\t\t\t★ 2. 开始游戏

★\n");

printf("\t\t\t★

★\n");

printf("\t\t\t★★★★★★★★★★★★★★★★★★\n");

printf("请选择（1~2）:");

}

void introduce() /*用于介绍游戏是干嘛的*/ {

system("CLS");

printf("本游戏为八数码简易版:\n 1.您可以通过键盘上的↑、↓、←、→操作空白处(程序以0为空)从而改变顺序。\n");

printf(" 2.本游戏的最终目的是将图形改变为下图顺序:");

printf("\t\t\t\n");

printf("\t\t\t1 2 3\n");

printf("\t\t\t8 0 4\n");

printf("\t\t\t7 6 5\n");

printf(" 3.由于本游戏没有可视程序界面,内容简陋请您谅解！\n");

system ("pause");

}

void Welcome()/*用于欢迎大家*/

{

printf("\n\n\n\n\n\n");

printf("\t\t\t★★★★★★★★★★★★★★★★★★\n");

printf("\t\t\t★

★\n");

printf("\t\t\t★

★\n");

printf("\t\t\t★史上最简程序★\n");

printf("\t\t\t★<八数码>

★\n");

printf("\t\t\t★欢迎入坑

★\n");

printf("\t\t\t★

★\n");

printf("\t\t\t★

★\n");

printf("\t\t\t★★★★★★★★★★★★★★★★★★\n");

printf("正在载入请稍后....");

Color_Change();

}

void Color_Change() /*通过不停的改变颜色达到闪烁效果*/

{

int i=3;

while(i-->0)

{

system("color F7");

Sleep(100);

system("color FD");

Sleep(100);

system("color FE");

Sleep(100);

system("color F1");

Sleep(100);

system("color F2");

Sleep(100);

system("color F6");

Sleep(100);

system("color F4");

Sleep(100);

}

}

void getplace(LOC *arr)//用于得到每个九宫格的坐标！

{

arr[1].x=200;arr[1].y=120;arr[1].z=250;arr [1].w=170;

九宫格游戏

arr[2].x=255;arr[2].y=120;arr[2].z=305;arr [2].w=170;

arr[3].x=310;arr[3].y=120;arr[3].z=360;arr [3].w=170;

arr[4].x=200;arr[4].y=175;arr[4].z=250;arr [4].w=225;

arr[5].x=255;arr[5].y=175;arr[5].z=305;arr [5].w=225;

arr[6].x=310;arr[6].y=175;arr[6].z=360;arr [6].w=225;

arr[7].x=200;arr[7].y=230;arr[7].z=250;arr [7].w=280;

arr[8].x=255;arr[8].y=230;arr[8].z=305;arr [8].w=280;

arr[9].x=310;arr[9].y=230;arr[9].z=360;arr [9].w=280;

}

void draw(LOC *arr,int i)//用于画相应的矩形{

fillrectangle(arr[i].x,arr[i].y,arr[i].z,arr[i].w );

}

void color(int y)

{

switch(y)

{

case 1:setfillcolor(WHITE);break;

case 2:setfillcolor(BLUE);break;

case 3:setfillcolor(GREEN);break;

case 4:setfillcolor(RED);break;

case 5:setfillcolor(BROWN);break;

case 6:setfillcolor(MAGENTA);break;

case 7:setfillcolor(YELLOW);break;

case 8:setfillcolor(LIGHTBLUE);break;

case 9: setfillcolor(CYAN);break;

}

}

void main()/*主函数*/

{

system("color F0");

//Welcome();

int x;

hen:

list ();

scanf("%d",&x);

switch (x)

{

case 1:

introduce();

goto hen;

break;

case 2:

playgame();

break;

}

}

课程设计成绩评定表