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贪吃蛇的算法分析_ue贪吃蛇平滑移动

作者：我家自动化 | 2024-06-23 18:00:09

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ue贪吃蛇平滑移动

贪吃蛇是一款非常经典的手机游戏。它有很多算法，这里详细分析一种比较优秀的算法。
首先介绍下主要用到的七个类：

l WormMain：最主要的类，控制所有其它类的运行和销毁。

l WormPit：处理键盘输入事件并实例化Worm类和WormFood类的。

l Worm：抽象了贪吃蛇的属性和动作

l WormFood：抽象了食物的属性和动作

l WormScore：用来纪录分数的类

l WormLink：抽象了蛇身上的一段，保存了这段的坐标、方向和所有状态。

l WormException：处理异常类

基本概念介绍

节：一条蛇可以看成有许多正方形的“小格子”拼凑成，我把它称作节。节是蛇身上最小的单位。

段：当许多节连成一条直线，我称它为段。上图的贪吃蛇只有一段，如果它拐弯就变成两段。

链表：用来保存每一段的状态，链表的元素单位是段。且链表的最后一个元素表示蛇的头部段。

坐标系：MIDP中的坐标以左上角那点为(0,0)，向右则x递增，向下则y递增。

Worm类

一条完整的贪吃蛇是由一段一段组成的。链表中保存的第一个元素是蛇的尾巴段，最后一个元素是蛇的头部段。当蛇运动的时候，它头部段增加一节而尾段减少一节。如果它吃到了食物，尾部段就不减少一节。也就是说，蛇是从头部段开始长的。

下面的代码段显示了Worm类保存的各种属性：

/* 贪吃蛇可能移动的方向 */

public final static byte DOWN = 2;

public final static byte LEFT = 4;

public final static byte RIGHT = 6;

public final static byte UP = 8;

// 贪吃蛇的当前方向

private byte currentDirection;

// 保存贪吃蛇每一段的列表

private Vector worm = new Vector(5, 2);

// 是否需要更新状态

private boolean needUpdate;

// 是否在运动中

private boolean moveOnNextUpdate;

// 是否吃到食物

private boolean hasEaten;

// 贪吃蛇的初始位置、长度和方向

private final static int INIT_X = 3;

private final static int INIT_Y = 8;

private final static int INIT_LEN = 8;

private final static byte INIT_DIR = RIGHT;

下面重点介绍下Worm类中的几个方法：

l public void setDirection(byte direction)

这个方法用来改变贪吃蛇运动的方向，只能90度。看下面的实现代码：

if ((direction != currentDirection) && !needUpdate) {

// 取出列表中的最后一个元素(蛇的头部)

WormLink sl = (WormLink)worm.lastElement();

int x = sl.getEndX();

int y = sl.getEndY();

// 不同的运动方向坐标的改变也不一样

switch (direction) {

case UP: // 当这段向上运动的时候

if (currentDirection != DOWN) {

y--; needUpdate = true; }

break;

case DOWN: // 当这段向下运动的时候

if (currentDirection != UP) {

y++; needUpdate = true; }

break;

case LEFT: // 当这段向左运动的时候

if (currentDirection != RIGHT) {

x--; needUpdate = true; }

break;

case RIGHT: // 当这段向右运动的时候

if (currentDirection != LEFT) {

x++; needUpdate = true; }

break; }

// 当更改方向后需要更新

if (needUpdate == true) {

worm.addElement(new WormLink(x, y, 0, direction));

currentDirection = direction; } }

l public void update(Graphics g)

这个函数是更新贪吃蛇状态。每次更新都把头部增加一节，尾部减少一节。如果它吃到食物尾部段就不减少一节。看起来就像整只蛇长了一节。

// 把贪吃蛇头部增加一格

head = (WormLink)worm.lastElement();

head.increaseLength();

// 如果没有吃到食物则尾部减少一格

if (!hasEaten) {

WormLink tail;

tail = (WormLink)worm.firstElement();

int tailX = tail.getX();

int tailY = tail.getY();

// 如果尾部块长度为0就删除

tail.decreaseLength();

if (tail.getLength() == 0) {

worm.removeElement(tail); }

// 尾部减少一格

g.setColor(WormPit.ERASE_COLOUR);

drawLink(g, tailX, tailY, tailX, tailY, 1);

} else {

// 如果吃到食物就不删除尾部

hasEaten = false; }

needUpdate = false;

// 确认是否在边界中

if (!WormPit.isInBounds(head.getEndX(), head.getEndY())) {

// 如果不在，就死了

throw new WormException("over the edge"); }

headX = (byte)head.getEndX();

headY = (byte)head.getEndY();

//贪吃蛇的头部增加一格

g.setColor(WormPit.DRAW_COLOUR);

drawLink(g, headX, headY, headX, headY, 1);

// 判断是否吃到自己

for (int i = 0; i < worm.size()-1; i++) {

sl = (WormLink)worm.elementAt(i);

if (sl.contains(headX, headY)) {

throw new WormException("you ate yourself"); } }

l void drawLink(Graphics g, int x1, int y1, int x2, int y2, int len)

这个函数用来画蛇的一段，一只完整的蛇是一段一段组成的。

// 把长度转换成像素长度

len *= WormPit.CELL_SIZE;

// (x1 == x2)说明这一段是垂直的

if (x1 == x2) {

// 把x1转成像素长度

x1 *= WormPit.CELL_SIZE;

// (y2 < y1)说明是向上运动

if (y2 < y1) {

// 就把头、尾左边交换并转成像素

y1 = y2 * WormPit.CELL_SIZE;

} else {

// 把y1转成像素

y1 *= WormPit.CELL_SIZE; }

g.fillRect(x1, y1, WormPit.CELL_SIZE, len);

} else {

// 这是水平的一段

y1 *= WormPit.CELL_SIZE;

if (x2 < x1) {

// 就把头、尾左边交换并转成像素

x1 = x2 * WormPit.CELL_SIZE;

} else {

x1 *= WormPit.CELL_SIZE; }

g.fillRect(x1, y1, len, WormPit.CELL_SIZE); }

l public void paint(Graphics g)

画出一只完整的贪吃蛇

WormLink sl;

int x1, x2, y1, y2;

int len;

for (int i = 0; i < worm.size(); i++) {

// 取出每一段，然后画出这一段，连起来就是一只完整的蛇

sl = (WormLink)worm.elementAt(i);

x1 = sl.getX(); x2 = sl.getEndX();

y1 = sl.getY(); y2 = sl.getEndY();

len = sl.getLength();

drawLink(g, x1, y1, x2, y2, len); }

WormLink类

贪吃蛇是由一节一节组成的。因为它经常有一些节连成一条直线形成段，所以这是一种相对有效的方法来保存整个蛇。[X,Y]表示段头部的坐标，然后段的头部开始按照方向向后画若干节。(段的头尾和蛇的头尾不是一个概念)

下面代码段是WormLink中的段得属性：

// 段头部坐标

private int x, y;

// 段长度

private int len;

// 移动方向

private byte dir;

下面重点介绍几个重要函数：

l public void decreaseLength()

这是从段的头部减少一格

// 首先段的总长度减少1

len--;

switch (dir) { // 不同的方向左边的改变也不一样

case Worm.LEFT:

x--; break;

case Worm.RIGHT:

x++; break;

case Worm.UP:

y--; break;

case Worm.DOWN:

y++; break; }

public void paint(Graphics g)

画出一只完整的贪吃蛇

WormLink sl;

int x1, x2, y1, y2;

int len;

for (int i = 0; i < worm.size(); i++) {

// 取出每一段，然后画出这一段，连起来就是一只完整的蛇

sl = (WormLink)worm.elementAt(i);

x1 = sl.getX(); x2 = sl.getEndX();

y1 = sl.getY(); y2 = sl.getEndY();

len = sl.getLength();

drawLink(g, x1, y1, x2, y2, len); }

WormLink类

下面代码段是WormLink中的段得属性：

// 段头部坐标

private int x, y;

// 段长度

private int len;

// 移动方向

private byte dir;

下面重点介绍几个重要函数：

l public void decreaseLength()

这是从段的头部减少一格

// 首先段的总长度减少1

len--;

switch (dir) { // 不同的方向左边的改变也不一样

case Worm.LEFT:

x--; break;

case Worm.RIGHT:

x++; break;

case Worm.UP:

y--; break;

case Worm.DOWN:

y++; break; }

l public boolean contains(int x, int y)

判断所给的坐标[x,y]是否包含在段中

switch (dir) { // 不同的方向判断的方法也不一样

case Worm.LEFT:

return ((y == this.y) && ((x <= this.x) && (x >= getEndX())));

case Worm.RIGHT:

return ((y == this.y) && ((x >= this.x) && (x <= getEndX())));

case Worm.UP:

return ((x == this.x) && ((y <= this.y) && (y >= getEndY())));

case Worm.DOWN:

return ((x == this.x) && ((y >= this.y) && (y <= getEndY())));

}

l public int getEndX()

得到这一段的尾部x坐标(段方向指向的最后一格的坐标)，当这段是蛇的头部段时，得到的是头部最前面的坐标。

// 不同的方向判断方法不一样

if (dir == Worm.LEFT)

return x-len;

if (dir == Worm.RIGHT)

return x+len;

return x;

WormPit类

WormPit类中包括了Worm和WormFood。贪吃蛇将会在画面中移动寻找食物。如果它吃到食物它将会长一格。如果它碰到边界或者吃到自己将Game Over。

下面介绍几个重要的函数：

l private int round(int val)

求可以被格子宽度(CELL_SIZE)整除的最接近的像素数。

int delta = (val-(START_POS*2)) % CELL_SIZE;

return (val - delta);

l public void keyPressed(int keyCode)

处理键盘事件。当控制贪吃蛇移动并改变方向的时候。

// 对应成游戏键

switch (getGameAction(keyCode)) {

case Canvas.UP:

myWorm.setDirection(Worm.UP); break;

case Canvas.DOWN:

myWorm.setDirection(Worm.DOWN); break;

case Canvas.LEFT:

myWorm.setDirection(Worm.LEFT); break;

case Canvas.RIGHT:

myWorm.setDirection(Worm.RIGHT); break; }

l private void paintPitContents(Graphics g)

重绘屏幕上的所有元素

// 更新贪吃蛇的状态

myWorm.update(g);

// 头部的位置和食物的位置重合就吃到食物

if (myFood.isAt(myWorm.getX(), myWorm.getY())) {

myWorm.eat();

score += level;

foodEaten++;

if (foodEaten > (level << 1)) {

/* 增加游戏难度 */

forceRedraw = true;

foodEaten = 0;

level++;

if (tonePlayer != null) {

try {

tonePlayer.setMediaTime(0);

tonePlayer.start();

} catch (MediaException me) { } }

} else {

if (audioPlayer != null) {

try {

Manager.playTone(69, 50, 100); // Play audio

} catch (MediaException me) { } } }

g.setColor(WormPit.ERASE_COLOUR);

// 填充长方形(三个字的宽度)

g.fillRect((width - (SCORE_CHAR_WIDTH * 3))-START_POS,

height-START_POS,

(SCORE_CHAR_WIDTH * 3),

SCORE_CHAR_HEIGHT);

g.setColor(WormPit.DRAW_COLOUR);

// 显示新的分数

g.drawString("" + score,

width - (SCORE_CHAR_WIDTH * 3) - START_POS,

height - START_POS, Graphics.TOP|Graphics.LEFT);

// 重新生成食物

myFood.regenerate();

int x = myFood.getX();

int y = myFood.getY();

while (myWorm.contains(x, y)) {

// 如果食物和贪吃蛇的身体重复就重新生成

myFood.regenerate();

x = myFood.getX(); y = myFood.getY(); } }

// 画出食物

myFood.paint(g);

} catch (WormException se) { gameOver = true; }

l public void paint(Graphics g)

画出整个屏幕(重载paint函数)

// 如果强制重新画整个屏幕

if (forceRedraw) {

forceRedraw = false;

// 清除背景

g.setColor(WormPit.ERASE_COLOUR);

g.fillRect(0, 0, getWidth(),getHeight());

// 画出边界

g.setColor(WormPit.DRAW_COLOUR);

g.drawRect(1, 1, (width - START_POS), (height - START_POS));

// 显示当前的难度等级

g.drawString("L: " + level, START_POS, height, Graphics.TOP|Graphics.LEFT);

// 显示当前分数

g.drawString("S: ",

(width - (SCORE_CHAR_WIDTH * 4)),

height, Graphics.TOP|Graphics.RIGHT);

g.drawString("" + score,

(width - (SCORE_CHAR_WIDTH * 3)),

height, Graphics.TOP|Graphics.LEFT);

// 显示最高分

g.drawString("H: ",

(width - (SCORE_CHAR_WIDTH * 4)),

(height + SCORE_CHAR_HEIGHT),

Graphics.TOP|Graphics.RIGHT);

g.drawString("" + "999",

(width - (SCORE_CHAR_WIDTH * 3)),

(height + SCORE_CHAR_HEIGHT),

Graphics.TOP|Graphics.LEFT);

// 画贪吃蛇和食物

g.translate(START_POS, START_POS);

g.setClip(0, 0, CellWidth*CELL_SIZE, CellHeight*CELL_SIZE);

myWorm.paint(g);

myFood.paint(g);

} else {

// 画贪吃蛇和食物

g.translate(START_POS, START_POS);

}

if (gamePaused) {

// 游戏暂停

Font pauseFont = g.getFont();

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