利用c++實現遊戲2048(命令列版)

寫在前面

在知乎上偶爾看到有人利用寫這種小程式練手，正好最近剛考完期末考試，所以就花了一個晚上寫了一下，也簡單的寫了一個2048.

以下是效果圖。

之前沒有用c++寫過比較大型的內容，對c++的理解也不是很深。所以經過這一次編寫，對遊戲演算法的理解以及c++多檔案之間的呼叫有了更深刻的理解。

在寫之前，我先簡單的構思了以下整個遊戲會分成哪幾個部分，私以為可以簡單的分為六個部分:

1. 初始化遊戲地圖
2. 在遊戲地圖內格子隨機生成一個數字
3. 在螢幕上顯示出地圖
4. 玩家輸入操控指令
5. 程式對玩家的指令進行相應移動與合併
6. 判斷遊戲是否結束，若沒有結束就跳到2，否則跳出

我發現這六點當中，只有第5點最有難度，也就是如何去移動整個錶盤中的元素，如何判別是否可以合併，四個方向上的移動合併有什麼共同點和差別，如何合併等內容。其他5點就很簡單了，基本上沒有這麼複雜的邏輯。

下面我就以這6點分別進行講解。

主程式

將主程式放在單獨的一個檔案內

//source.cpp
#include <iostream>
#include <Windows.h>
#include "OperateMap.h"
#include "Parameter.h"
using namespace std;

int main() {
    //遊戲地圖
    int
 
 MAP[MAP_SIZE][MAP_SIZE];
    //初始化地圖
    Initlize(MAP);
    bool isFull = false;
    int score = 0;
    while (!isFull) {
        //重新整理視窗
        system("cls");
        //生成數字
        Generate(MAP);
        //顯示地圖
        ShowMap(MAP, score);
        //輸入指令
        char command;
        cin >> command;
        //移動地圖
 

        MoveMap(MAP, command, score);
        //是否結束？
        isFull = IsOver(MAP);
    }
    system("pause");
    return 0;
}

可以看出我引用了兩個自定義的檔案，即OperateMap.h和Parameter.h。

OperateMap.h定義了主函式中所用到的Initlize(), Generate(), ShowMap(), MoveMap(), IsOver()等函式。

Parameter.h則定義了一些重要的引數，諸如地圖大小MAP_SIZE。

程式的邏輯比較容易看懂，就是很簡單的判斷isFull是否為ture，也就是地圖滿了沒，如果滿了，那就是遊戲結束。

初始化地圖

初始化地圖所用到的函式為Initlize()，具體實現過程如下

void Initlize(int(&MAP)[MAP_SIZE][MAP_SIZE]) {
    /*初始化地圖MAP*/
    cerr << "-----Initlize Finish!" << endl;
    for (int i = 0; i < MAP_SIZE; i++) {
        for (int j = 0; j < MAP_SIZE; j++) {
            MAP[i][j] = 0;
        }
    }
}

也就是通過引用傳遞MAP將其內所有元素設定為0.

隨機生成數字

在上面已經將地圖初始化了，但是全部格點都是0，在呈現給玩家看之前就需要先隨機生成一個點，這一步就是解決這一個問題的。

在剛開始的時候，我是從整個地圖中隨機生成一個座標，然後賦值2或者4。但是這樣子會讓程式效率十分低下，因為在後期格子只有少數幾個為0的情況下，隨機很難直接隨機到那幾個點，所以會導致不斷的生成座標點，效率極其低下。

為此做的對應的修改就是，首先將地圖遍歷一遍，記錄當前為0的格點，然後從這些格點當中抽出一個賦值為2或4即可。

對應的程式碼如下

void Generate(int(&MAP)[MAP_SIZE][MAP_SIZE]) {
    /*在地圖中生成隨機數*/
    //判斷生成2還是4
    int randNum[2] = { 2, 4 };
    int chose24;
    if (Rand021() <= 0.5) chose24 = 2;
    else chose24 = 4;

    int noZeroMAP[MAP_SIZE*MAP_SIZE][2], noZeroNum = 0;

    //將不是0的格子儲存下來, 從中選出一個生成
    for (int i = 0; i < MAP_SIZE; i++) {
        for(int j = 0; j < MAP_SIZE; j++) {
            if (MAP[i][j] != 0) {
                noZeroMAP[noZeroNum][0] = i;
                noZeroMAP[noZeroNum][1] = j;
                noZeroNum++;
            }
        }
    }
    int generatePos = RandA2B(0, noZeroNum-1);
    MAP[noZeroMAP[noZeroNum][0]][noZeroMAP[noZeroNum][1]] = chose24;
}

這裡用到的Rand021()是隨機生成0到1之間的隨機浮點數，和RandA2B()是隨機生成A到B之間的隨機整數，具體定義如下

//Rand.cpp
#include <cstdlib>
#include <ctime>

double Rand021() {
    srand((int)time(0));
    return rand() / double(RAND_MAX);
}

int RandA2B(int A, int B) {
    srand((int)time(0));
    return rand() % (B - A + 1) + A;
}

顯示地圖

顯示地圖相當於沒什麼技術含量了，就是簡單粗暴的直接輸出就好。不過為了地圖更好看，將0替換成-進行輸出。

void ShowMap(int(&MAP)[MAP_SIZE][MAP_SIZE], int score) {
    /*輸出地圖*/
    cout << "Now Your Game Map is: " << endl;
    cout << "---------------------------------" << endl;
    for (int i = 0; i < MAP_SIZE; i++) {
        for (int j = 0; j < MAP_SIZE; j++) {
            if (MAP[i][j] == 0) cout << "   " << "-";
            else cout << "  " << MAP[i][j];
        }
        cout << endl;
    }
    cout << "---------------------------------" << endl;
    cout << "Now Your Score is: " << score << endl;
    cout << "Plase Move Map(up:w down:s left:a right:d): ";
}

告一段落

下一部分就是移動地圖的內容了，內容比較多，所以我放在下一篇文章中進行講解。

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