C语言实战任务：贪吃蛇（2）

前言：

        通过持续数月的C语言系统学习，我们已经掌握了包括指针操作、结构体使用、文件IO等核心编程能力。为了检验学习成果并提升实战经验，在本篇技术博客中，我将带领大家开发一个具有里程碑意义的经典游戏项目 -- 贪吃蛇。

        我们将采用模块化开发方式，从游戏框架搭建开始，逐步实现蛇身移动、食物生成、碰撞检测等核心功能，最终完成一个可玩性强的完整游戏。

一、贪吃蛇游戏的设计

对于贪吃蛇游戏我们通过三个文件进行设计：       

1.snake.h 文件  -用于函数的声明等

2.sanke.c 文件 -用于函数的实现

3.test.c   文件  -用于测试，且为程序的主入口

对于贪吃蛇游戏的逻辑设计，请参考上文贪吃蛇核心逻辑

贪吃蛇游戏演示效果：

贪吃蛇演示

二、贪吃蛇游戏核心数据

思维导图概括

2.1贪吃蛇节点的定义

 代码示例：通过链表实现蛇节点

//蛇节点的属性
typedef struct SnakeNode
{int x, y;struct SnakeNode* next;
}SnakeNode, * pSnakeNode;

代码分析：

1.定义整形变量int x ，int y 进行保存蛇节点的位置信息。

2.定义struct SnakeNode* next ，用于查找下一个节点

3.将结构体struct SnkaeNode 重命名为SnkaeNode ，将结构体指针struct SnkaeNode* 重命名为pSnakeNode

2.2贪吃蛇方向的定义

代码示例：通过枚举定义蛇的方向

//蛇的方向
enum SnakeDirection
{UP = 1,DOWN,LEFT,RIGHT
};

2.3贪吃蛇状态的定义

代码示例：通过枚举定义蛇的状态

//蛇的状态
//正常退出 撞墙 撞到自己 正常运行 暂停  初始状态
enum SnakeStatus
{Norm_Run = 1,KiLL_By_Self,KiLL_By_Wall,End_Norm,Exit,Start
};

2.4食物的属性

代码示例：通过结构体定义食物信息

//食物的属性
typedef struct SnakeFood
{//食物的坐标信息int x, y;//当前食物的分数int foodscore;//食物的总成绩int totalscore;
}SnakeFood, * pSnakeFood;

代码详解：

1.通过定义整形变量 int x, y  记录食物的坐标信息

2.通过定义整形变量 int foodscore 记录当前食物的分数

3.通过定义整形变量 int totalscore  记录食物的总成绩

4.将struct SnakeFood 重命名为SnakeFood ，将结构体指针struct SnakeFood * 重命名为pSnakeFood 

2.5贪吃蛇信息的定义（核心）

代码示例：通过结构体定义蛇的信息

//蛇的信息
typedef struct SnakeInformation
{//定义维护头节点的指针pSnakeNode _phead;//定义指向食物的指针pSnakeFood _pFood;//蛇的方向-通过枚举定义enum SnakeDirection _dir;//蛇的状态enum SnakeStatus _status;//蛇的速度，通过休眠时间控制int _speed;int vel_grade;
}SnakeInfo, * pSnakeInfo;

代码详解：

1.定义一个维护头节点的指针  pSnakeNode _phead;

2.定义一个指向食物的指针     pSnakeFood _pFood;

3.通过枚举定义蛇的方向        enum SnakeDirection _dir;

4.通过枚举定义蛇的状态        enum SnakeStatus _status;

5.通过整形变量定义蛇的速度   int _speed;

6.通过整形变量定义蛇速度的等级  int vel_grade;

7.将结构体struct SnakeInformation重命名为SnakeInfo ，将结构体指针struct SnakeInformation * 重命名为pSnakeInfo

温馨提示：这个结构体设计使得游戏逻辑清晰，易于扩展和维护蛇的各种行为状态。

2.6定义蛇、食物和墙体的形状

#define WALL L'□'
#define BODY L'●'
#define FOOD L'★'

三、贪吃蛇游戏初始化

思维导图概括

3.1GameInit函数的声明

void GameInit()
{//设置控制台属性SetProperty();//欢迎界面WelcomeToGame();
}

3.2GameInit函数的实现

3.2.1SetPos函数的实现

void SetPos(short x, short y)
{HANDLE houtput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);COORD pos = { x, y };SetConsoleCursorPosition(houtput, pos);
}

通过封装一个SetPos函数，定义坐标位置 ，对于不太了解win32API的可以看一下前文贪吃蛇前言

3.2.2SetProperty函数的实现

void SetProperty()
{setlocale(LC_ALL, "");//设置窗口的大小system("mode con cols=100 lines=30");//设置窗口的名称system("title 贪吃蛇");//获得控制台窗口，进行使用HANDLE houtput = NULL;houtput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);//定义储存控制台光标信息的结构体CONSOLE_CURSOR_INFO cursor_info = { 0 };//获得与houtput句柄相关的控制台光标的信息GetConsoleCursorInfo(houtput, &cursor_info);//修改光标是否可见cursor_info.bVisible = false;//设置光标大小和光标可见度的函数SetConsoleCursorInfo(houtput, &cursor_info);
}

本段代码：对控制窗口进行设置

1.进行本地化处理。

2.对控制台进行设置大小。

3.对控制台窗口进行重命名。

4.隐藏控制台上的光标 。

3.2.3WelcomeToGame函数的实现

void WelcomeToGame()
{SetPos(36, 12);wprintf(L"欢迎来到贪吃蛇小游戏\n");SetPos(36, 16);system("pause");system("cls");SetPos(30, 10);wprintf(L"用↑.↓.←.→分别控制蛇的移动\n");SetPos(30, 14);wprintf(L"按F3进行加速,F4进行减速,加速能够得到更高的分数\n");SetPos(30, 20);system("pause");system("cls");
}

本段代码：打印贪吃蛇游戏的两个界面

1.第一个界面，通过宽字符打印 “ 欢迎来到贪吃蛇小游戏 ” 的提示信息。

   并通过system("pause")进行暂停，实现了按任意键继续，跳过该界面到下一个界面

2.第二个界面，通过宽字符打印 "游戏移动" 的提示信息。 

    并通过system("pause")进行暂停，实现了按任意键继续，跳过该界面到下一个界面

四、贪吃蛇游戏启动

思维导图概括

4.1GameStart函数的声明

void GameStart(pSnakeInfo psnake)//psnake 指向了主调函数创建的蛇信息
{//地图的打印CreateMap();//初始化蛇的身体InitSnake(psnake);//创建食物CreateFood(psnake);PrintHelpInfo();
}

4.2GameStart函数的实现

4.2.1CreateMap函数的实现

        地图如图所示：对于一个宽字符而言“□”，横坐标的值x与纵坐标的值y大概为2：1的关系，所以对于这个58*27的矩形方格而言，x轴可以放29个‘□’ ，而对于纵轴y轴而言可以放27个‘□’。     

void CreateMap()
{SetPos(0, 0);for (int i = 0; i < 29; i++){wprintf(L"%lc", WALL);}SetPos(0, 26);for (int i = 0; i < 29; i++){wprintf(L"%lc", WALL);}for (int i = 1; i <= 25; i++){SetPos(0, i);wprintf(L"%lc\n", WALL);}for (int i = 1; i <= 25; i++){SetPos(56, i);wprintf(L"%lc\n", WALL);}
}

代码详解：本段代码为对墙体打印

1.通过SetPos定位到(0,0),通过循环打印墙体的顶部。

2.通过SetPos定位到(0,26)，通过循环打印墙体的底部。

3.通过循环不断调整SetPos(0,i)定位，打印墙体的左面。

4..通过循环不断调整SetPos(56,i)定位，打印墙体的右面 。 

4.2.2SetSnakeNode函数的实现

本段代码涉及到链表相关知识，如果不了解链表的知识可以移步看博主写的单链表详解

SnakeNode* SetSnakeNode()
{SnakeNode* newnode = (SnakeNode*)malloc(sizeof(SnakeNode));if (newnode == NULL){perror("SetSnakeNode fail");}return newnode;
}

4.2.3SnakePushFront函数的实现

 本段代码涉及到链表相关知识，如果不了解链表的知识可以移步看博主写的单链表详解

void SnakePushFront(SnakeNode** pphead)
{//头节点的地址不能为空assert(pphead);SnakeNode* newnode = SetSnakeNode();newnode->next = *pphead;*pphead = newnode;
}

4.2.4InitSnake函数的实现

#define POS_X 24
#define POS_Y 5
void InitSnake(pSnakeInfo psnake)
{//默认蛇身有五个节点psnake->_phead = NULL;//头插五个节点for (int i = 0; i < 5; i++){SnakePushFront(&psnake->_phead);psnake->_phead->x = POS_X + i * 2;psnake->_phead->y = POS_Y;}pSnakeNode pcur = psnake->_phead;while (pcur){SetPos(pcur->x, pcur->y);wprintf(L"%lc", BODY);pcur = pcur->next;}
}

代码详解：

1.定义蛇的起始位置POS_X 和 POS_Y         

2.通过for循环，为贪吃蛇初始化5个节点

3.通过while循环遍历蛇的节点，打印贪吃蛇的形状。

代码演示：

4.2.5CreateFood函数的实现

void CreateFood(pSnakeInfo psnake)
{//1.保证食物随机出现//2.保证食物在有效的位置int x = 0, y = 0;
again:do{x = rand() % 52 + 2;y = rand() % 24 + 1;} while (x % 2 != 0);psnake->_pFood->x = x;psnake->_pFood->y = y;//获得当前头节点pSnakeNode pcur = psnake->_phead;//遍历头节点确保，食物的位置不与蛇身重合while (pcur){if (psnake->_pFood->x == pcur->x && psnake->_pFood->y == pcur->y){goto again;}pcur = pcur->next;}SetPos(psnake->_pFood->x, psnake->_pFood->y);wprintf(L"%lc", FOOD);
}

代码详解：

1.通过rand()函数生成随机数，保证了食物坐标的随机生成。

2.通过while循环遍历整个贪吃蛇的节点，确保食物的位置不与蛇身重合。

3.通过坐标设置，打印食物的位置

温馨提示：食物的横坐标必须为2的倍数，因为对于宽字符而言，横坐标要为2个单位长度，如果出现奇数坐标，就会出现食物在墙体中。

代码演示：

4.2.6PrintHelpInfo函数的实现

        为了提示用户相关游戏信息，我们在控制台的右边部分提供信息，提醒用户游戏规则和打印游戏提示。

void PrintHelpInfo()
{SetPos(70, 4);wprintf(L"温馨提示：\n");SetPos(64, 8);wprintf(L"不能咬到自己！不能撞到墙壁！\n");SetPos(64, 10);wprintf(L"用↑ ↓ ← →分别控制蛇的移动\n");SetPos(64, 12);wprintf(L"按F3进行加速 按F4进行减速\n");SetPos(64, 14);wprintf(L"按ESC退出游戏 按空格暂停游戏\n");
}

代码示例：

五、贪吃蛇游戏属性设置

void GameSetInfo(pSnakeInfo psnake)
{
    //默认方向向右
    psnake->_dir = RIGHT;
    psnake->_pFood->foodscore = 10;
    psnake->_pFood->totalscore = 0;
    psnake->_speed = 200;
    psnake->_status = Start;
    psnake->vel_grade = 0;
}

代码详解：

1.设置贪吃蛇的默认方向为右

2.设置初始食物分数值为10，食物总分数为0

3.设置蛇的初始速度为200，通过Sleep函数进行调整，初始速度等级为0

4.初始状态设置为Star。

六、贪吃蛇游戏运行

思维导图概括

6.1GameRun函数的声明

void GameRun(pSnakeInfo psnake)
{//防止按任意键时，因为ESC而提前退出程序CheckKeyboard(psnake);psnake->_status = Norm_Run;do{//打印当前分数和游戏等级PrintScore(psnake);//检测按键CheckKeyboard(psnake);//输出当前运行状态PrintSnakeStatus(psnake);//蛇走一步的过程SnakeMove(psnake);Sleep(psnake->_speed);//判断蛇是否撞到墙KillByWall(psnake);//判断蛇是否撞到自己KillBySelf(psnake);} while (psnake->_status == Norm_Run || psnake->_status==Exit);
}

代码解析：

1.在整体逻辑上，采用do-while循环，根据贪吃蛇的状态判定是否结束运行，如果蛇的状态为Norm_Run 或 Exit 正常运行循环，否则退出循环。

2.在进行按键判定时，防止在按任意键继续的时候，因为提前按Esc键，贪吃蛇的状态被设置为Norm_End而退出，所以我们先调用一次，再将状态设置为NORM_Run。

6.2GameRun函数的实现

6.2.1PrintScore函数的实现

void PrintScore(pSnakeInfo psnake)
{SetPos(64, 18);printf("当前食物的分数：%2d", psnake->_pFood->foodscore);SetPos(64, 20);printf("当前的总分数：%2d", psnake->_pFood->totalscore);SetPos(64, 24);printf("当前速度等级：%2d", psnake->vel_grade);
}

代码演示：

6.2.2PrintSnakeStatus函数的实现

void PrintSnakeStatus(pSnakeInfo psnake)
{SetPos(64, 26);if (psnake->_status == Exit){printf("当前游戏状态：游戏暂停");}else if (psnake->_status == Norm_Run){printf("当前游戏状态：游戏正常");}
}

代码演示：

6.2.3CheckKeyboard函数的实现

void CheckKeyboard(pSnakeInfo psnake)
{//检测向上按键时，对蛇向下走不做出反应if (KEY_PRESS(VK_UP) && psnake->_dir != DOWN){psnake->_dir = UP;}//检测向下按键时，对蛇向上走不做出反应else if (KEY_PRESS(VK_DOWN) && psnake->_dir != UP){psnake->_dir = DOWN;}//检测向左按键时，对蛇向右走不做出反应else if (KEY_PRESS(VK_LEFT) && psnake->_dir != RIGHT){psnake->_dir = LEFT;}//检测向右按键时，对蛇向左走不做出反应else if (KEY_PRESS(VK_RIGHT) && psnake->_dir != LEFT){psnake->_dir = RIGHT;}//检测到空格else if (KEY_PRESS(VK_SPACE)){psnake->_status = Exit;//进行暂停ExitMove(psnake);//在暂停的时候按下ESC键，直接返回，避免后续状态修改if (psnake->_status == End_Norm){return;}//结束暂停psnake->_status = Norm_Run;}//检测到ESCelse if (KEY_PRESS(VK_ESCAPE) ){//正常退出psnake->_status = End_Norm;return;}//检测到F3按键else if (KEY_PRESS(VK_F3)){//进行加速，增加食物的分数//设置加速四档速度if (psnake->_speed > 80){psnake->_speed -= 30;psnake->_pFood->foodscore += 2;psnake->vel_grade++;}}//检测到F4按键else if (KEY_PRESS(VK_F4)){//进行减速，减少食物的分数//进行减速四档if (psnake->_speed < 320){psnake->_speed += 30;psnake->_pFood->foodscore -= 2;psnake->vel_grade--;}}
}

6.2.4SnakeMove函数的实现

//蛇的移动
void SnakeMove(pSnakeInfo psnake)
{if (psnake->_status == End_Norm) return;//蛇即将到达的下一个节点pSnakeNode pnextnode = (pSnakeNode)malloc(sizeof(SnakeNode));if (pnextnode == NULL){perror("pnextnode fail");return;}switch (psnake->_dir){case UP:pnextnode->x = psnake->_phead->x;pnextnode->y = psnake->_phead->y - 1;break;case DOWN:pnextnode->x = psnake->_phead->x;pnextnode->y = psnake->_phead->y + 1;break;case LEFT:pnextnode->x = psnake->_phead->x - 2;pnextnode->y = psnake->_phead->y;break;case RIGHT:pnextnode->x = psnake->_phead->x + 2;pnextnode->y = psnake->_phead->y;break;}//对蛇即将到达的下一个节点进行判断if (NextIsFood(psnake, pnextnode)){//头插下一个节点EatFood(psnake, pnextnode);}else{//头插下一个节点，并删除尾节点NoEatFood(psnake, pnextnode);}
}

6.2.5 NextIsFood函数的实现       

int NextIsFood(pSnakeInfo psnake, pSnakeNode pnextnode)
{return (psnake->_pFood->x == pnextnode->x && psnake->_pFood->y == pnextnode->y);
}

6.2.6EatFood函数实现

void EatFood(pSnakeInfo psnake, pSnakeNode pnextnode)
{pnextnode->next = psnake->_phead;psnake->_phead = pnextnode;pSnakeNode pcur = psnake->_phead;while (pcur){SetPos(pcur->x, pcur->y);wprintf(L"%lc", BODY);pcur = pcur->next;}psnake->_pFood->totalscore += psnake->_pFood->foodscore;CreateFood(psnake);
}

6.2.7NoEatFood函数实现

void NoEatFood(pSnakeInfo psnake, pSnakeNode pnextnode)
{pnextnode->next = psnake->_phead;psnake->_phead = pnextnode;pSnakeNode pcur = psnake->_phead;pSnakeNode prev = psnake->_phead;while (pcur->next!=NULL){SetPos(pcur->x, pcur->y);wprintf(L"%lc", BODY);prev = pcur;pcur = pcur->next;}SetPos(pcur->x, pcur->y);printf("  ");prev->next = NULL;free(pcur);pcur = NULL;
}

6.2.8KillByWall函数的实现

void KillByWall(pSnakeInfo psnake)
{//判断蛇头节点的横纵坐标是否在墙体内if (psnake->_phead->x == 0 || psnake->_phead->x == 56 || psnake->_phead->y==0 || psnake->_phead->y==26){psnake->_status = KiLL_By_Wall;}
}

6.2.9KillBySelf函数的实现

void KillBySelf(pSnakeInfo psnake)
{pSnakeNode pcur = psnake->_phead->next;int headX = psnake->_phead->x;int headY = psnake->_phead->y;while (pcur){if (headX == pcur->x && headY == pcur->y){psnake->_status = KiLL_By_Self;return ;}pcur = pcur->next;}
}

七、贪吃蛇游戏结束

7.1GameEnd函数的声明

void GameEnd(pSnakeInfo psnake)
{//释放链表DestroySnake(psnake);
}

7.2GameEnd函数的实现

7.2.1DestroySnake函数的实现

//释放链表
void DestroySnake(pSnakeInfo psnake)
{assert(psnake);pSnakeNode pcur = psnake->_phead;while (pcur){pSnakeNode tmp = pcur->next;free(pcur);pcur = tmp;}
}

八、贪吃蛇游戏交互设计

8.1清屏函数设计

// 底层函数：强制清空整个屏幕缓冲区（替代system("cls")，无缓存）
void ForceClearScreen()
{HANDLE hOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);CONSOLE_SCREEN_BUFFER_INFO csbi;GetConsoleScreenBufferInfo(hOutput, &csbi); // 获取屏幕缓冲区信息// 计算屏幕总字符数（宽×高）DWORD dwConsoleSize = csbi.dwSize.X * csbi.dwSize.Y;COORD coordZero = { 0, 0 }; // 起点坐标（0,0）DWORD dwCharsWritten;// 1. 用空格填充整个缓冲区（覆盖所有旧内容）FillConsoleOutputCharacter(hOutput,        // 输出句柄L' ',           // 填充字符（空格）dwConsoleSize,  // 填充数量（整个屏幕）coordZero,      // 起点&dwCharsWritten // 实际填充数（忽略）);// 2. 重置光标到左上角（避免光标在旧位置残留）SetConsoleCursorPosition(hOutput, coordZero);
}

8.2清空缓冲区设计

// 底层函数：彻底清空输入缓冲区（删除所有堆积的按键）
void ClearInputBuffer()
{HANDLE hInput = GetStdHandle(STD_INPUT_HANDLE);FlushConsoleInputBuffer(hInput); // 清空输入队列，无任何残留
}

8.3游戏重开设计                

void GameTest()
{char user_choice = 0;HANDLE hOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);CONSOLE_CURSOR_INFO cursor = { 0 };cursor.dwSize = 10; // 光标大小（1-100）do{// 1. 新一局初始化：强制清屏+清空输入缓存（关键！）ForceClearScreen();ClearInputBuffer(); // 删除上一局可能堆积的按键（如方向键、F3）// 2. 初始化游戏数据（原有逻辑不变）SnakeInfo snake = { 0 };SnakeFood food = { 0 };snake._pFood = &food;// 3. 启动游戏流程（原有逻辑不变）GameInit();GameStart(&snake);GameSetInfo(&snake);GameRun(&snake);GameEnd(&snake);getchar();// 4. 游戏结束：询问重新开始（底层强制清空+极简流程）ForceClearScreen(); // 强制清空游戏画面，无任何残留ClearInputBuffer(); // 清空游戏过程中堆积的按键// 4.1 显示“Game Over”（固定位置，基于空白屏幕）SetPos(38, 12);wprintf(L"Game Over!");// 4.2 显示询问提示（基于空白屏幕，无任何旧内容）SetPos(36, 16);wprintf(L"Try Again？(Y/N):");// 4.3 显示光标，读取输入（无任何旧按键干扰）cursor.bVisible = true;SetConsoleCursorInfo(hOutput, &cursor);SetPos(53, 16); // 光标定位到提示后// 4.4 读取用户输入（此时输入缓冲区已清空，只读取新输入）user_choice = getchar();// 清理本次输入的回车符（避免影响下一次）while (getchar() != '\n');// 4.5 隐藏光标，准备下一轮cursor.bVisible = false;SetConsoleCursorInfo(hOutput, &cursor);} while (user_choice == 'Y' || user_choice == 'y');// 程序结束：强制清屏+释放资源ForceClearScreen();CloseHandle(hOutput);
}

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