贪吃蛇（一）--用C++编写一个简单的贪吃蛇

这里简单介绍怎么用C++编写一个简单的黑白框的贪吃蛇游戏，复杂的加了可视化界面程序点击这里贪吃蛇（二）–easyX图形库进行可视化界面制作。

首先分析在黑白框中的贪吃蛇需要哪些功能：
（1）需要能在界面指定位置（x,y）直接输出对应内容
（2）需要动态数组储存蛇的身体节点
（3）需要能接收键盘指令对贪吃蛇运动方向进行调整
（4）需要随机生成食物
（5）判断蛇是否撞到墙或者自己的身体

基本满足这些功能就可以实现一个简单的贪吃蛇，但是为了游戏的稳定性我们需要尽可能考虑详细，避免程序出bug。现在依次对这5个功能进行实现。

1.在界面指定位置（x,y）输出对应内容
这里直接引用C语言本身存在的一个操作台函数，代码如下：

#include<iostream>
#include<windows.h>
using namespace std;
//在指定位置显示内容 
void gotoxy(int x,int y,char c)
{
	CONSOLE_SCREEN_BUFFER_INFO csbiInfo; //variablendklaration
	HANDLE hConsoleOut;
	hConsoleOut = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
	GetConsoleScreenBufferInfo(hConsoleOut,&csbiInfo);
	csbiInfo.dwCursorPosition.X = x; //cursorposition X koordinate festlegen
	csbiInfo.dwCursorPosition.Y = y; //cursorposition Y koordinate festlegen
	SetConsoleCursorPosition(hConsoleOut,csbiInfo.dwCursorPosition); //den cursor an die festgelegte koordinate setzen
	printf("%c",c);//输出你指定的字符 
}  
int main()
{
	gotoxy(5,5,'*');//在坐标(5,5)的位置显示'*' 
	gotoxy(10,10,'#'); //在坐标(10,10)的位置显示'#'
	return 0;
} 
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其中的gotoxy函数就是我们可以在指定位置输出指定字符的函数，其对应的库函数为"windows.h"，上述代码运行结果为

于是我们趁热打铁，把贪吃蛇的围墙顺便画出来，围墙为一个矩形，而矩形的左上角和右下角端点坐标就可以确定这个矩形，于是我们只需要定义左上角和右下角坐标即可。

int X1=1,Y1=1;//活动范围的左上角坐标
int X2=60,Y2=30;//活动范围的右下角坐标
void init()//初始化函数 
{
	for(int i=X1;i<=X2;i++)
	{
		gotoxy(i,Y1,'#');
		gotoxy(i,Y2,'#');
	}
	for(int j=Y1;j<=Y2;j++)
	{
		gotoxy(X1,j,'#');
		gotoxy(X2,j,'#');
	}	
} 
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在主函数中运行初始化函数init()结果为
于是画出了一个简单的边框了。

2.动态数组储存蛇的身体节点
这里直接用stl库中的vector储存了吧，然后定义一个结构体表示蛇的身体节点，这样书写比较容易，嘿嘿，代码如下。

struct Snake
{
	int x,y;
};
vector<Snake>snake;
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然后库函数部分记得添加vector

#include<iostream>
#include<windows.h>
#include<vector>
using namespace std;
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这就是定义简单的蛇节点的动态数组了，然后我们初始化让开始的蛇头在活动范围的中间位置，然后在主函数中一直循环显示出来。这里我让蛇先按朝着往下的方向移动，蛇的节点很多，那么如何让蛇移动呢？其实只需要改变蛇头位置就行，然后往后的节点更新到上一个节点的坐标位置，比如先把蛇头位置更新给第二个节点，蛇头位置再更新成我们调整的位置。

但是蛇移动后原来位置输出的内容是需要清除的，这里我需要补充说一下了，可能在很多其他的贪吃蛇的写法中，为了书写方便直接用了system(“cls”)清空了整个界面内容，再把新的界面信息输出，这样没问题，但是黑白框不是专门用于可视化界面程序的，这样会让贪吃蛇程序看起来很卡顿，后期的可视化界面的贪吃蛇确实需要直接清空整个界面，但是现在的这个黑白框的程序没必要，我为了减小程序时间复杂度，考虑到贪吃蛇实际每次运动都是两个节点在变化，蛇头和蛇尾，蛇头是新输出的内容不管，蛇尾移动后原来的蛇尾就需要清空，于是我们在每次更新蛇的节点信息前，先把原来的蛇尾的位置清除，用gotoxy(x,y,’ ');空格就会显示没有，看起来就是清除的作用。
然后到这里完整的代码就是这样了：

#include<iostream>
#include<windows.h>
#include<vector>
using namespace std;
//在指定位置显示内容 
void gotoxy(int x,int y,char c)
{
	CONSOLE_SCREEN_BUFFER_INFO csbiInfo; //variablendklaration
	HANDLE hConsoleOut;
	hConsoleOut = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
	GetConsoleScreenBufferInfo(hConsoleOut,&csbiInfo);
	csbiInfo.dwCursorPosition.X = x; //cursorposition X koordinate festlegen
	csbiInfo.dwCursorPosition.Y = y; //cursorposition Y koordinate festlegen
	SetConsoleCursorPosition(hConsoleOut,csbiInfo.dwCursorPosition); //den cursor an die festgelegte koordinate setzen
	printf("%c",c);//输出你指定的字符 
}  
int X1=1,Y1=1;//活动范围的左上角坐标
int X2=60,Y2=30;//活动范围的右下角坐标
struct Snake
{
	int x,y;
};
vector<Snake>snake;
void init()//初始化函数 
{ 
	for(int i=X1;i<=X2;i++)
	{
		gotoxy(i,Y1,'#');
		gotoxy(i,Y2,'#');
	}
	for(int j=Y1;j<=Y2;j++)
	{
		gotoxy(X1,j,'#');
		gotoxy(X2,j,'#');
	}
	snake.clear();//初始化清空	
	Snake t;
	t.x=(X1+X2)/2;
	t.y=(Y1+Y2)/2;
	snake.push_back(t);
} 
//更新的位置，上下左右 
int XX[4]={0,0,-1,1};
int YY[4]={-1,1,0,0}; 
void Print(int direction)//显示蛇的内容
{
	int n=snake.size()-1;
	gotoxy(snake[n].x,snake[n].y,' ');//先清除蛇尾留下的痕迹 
	for(int i=n;i>=1;i--)
	snake[i]=snake[i-1];//进行节点更新
	snake[0].x+=XX[direction];
	snake[0].y+=YY[direction]; 
	for(int i=1;i<=n;i++)
	gotoxy(snake[i].x,snake[i].y,'*');
	gotoxy(snake[0].x,snake[0].y,'@');//蛇头用@表示 
} 
int main()
{
	init();
	while(true)
	{
		Print(1);
		Sleep(500);//延迟500ms，控制程序显示时间	
	} 
	return 0;
} 
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动态图显示如下

到这里看起来就有点意思了，我们继续干。

3.接收键盘指令对贪吃蛇运动方向进行调整
现在要根据我们输入的指令进行贪吃蛇运动的调整，我们的贪吃蛇运动是通过死循环+睡眠延时所以看起来在运动一样，那么怎么在循环过程中加入操作指令呢，这里又需要用到一个函数了，叫kbhit函数，这个函数是键盘监听函数，主要功能就是如果当前你按了键盘（不论什么键），这个函数就会返回true，表示有键盘指令，不然就是false，表示当前无操作。于是我们可以利用这个输入我们的操作指令。其次还需要一个函数，getch()，这个函数是输入单个字符，不用再按回车，因为我们按方向键后要求蛇马上按我们的方向去运动。

kbhit和getch函数都是在库函数conio.h中，注意添加库函数

#include<conio.h>
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然后在主函数中进行的更改为

int main()
{
	init();
	int direction=1;
	while(true)
	{
		Print(direction);
		if(kbhit())//判断有键盘指令输入 
		{
			char c=getch();
			if(c=='W')//往上 
			direction=0;
			else if(c=='S')//往下 
			direction=1;
			else if(c=='A')//往左 
			direction=2;
			else if(c=='D')//往右 
			direction=3;
		}
		Sleep(300);//延迟300ms，控制程序显示时间	
	} 
	return 0;
} 
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我现在手动输入方向键“W”,“S”,“A”,"D"进行一定方向操作控制，运行结果如下。

这里备注下，因为截取的动态图没有完全显示，实际显示的内容@后面会有一个白色的光标，因为@是最后一个输出的内容，会跟着一个白色光标，为了美观，我们将白色光标移去其他位置，比如每次在界面外输出gotoxy(x,y,’ '),x和y是在这个墙的范围外的任意一点。
在主函数中添加如下

	while(true)
	{
		Print(direction);
		if(kbhit())//判断有键盘指令输入 
		{
			char c=getch();
			if(c=='W')//往上 
			direction=0;
			else if(c=='S')//往下 
			direction=1;
			else if(c=='A')//往左 
			direction=2;
			else if(c=='D')//往右 
			direction=3;
		}
		gotoxy(X2+1,Y2+1,' ');//为了不在游戏界面中显示白色光标影响界面效果 
		Sleep(300);//延迟500ms，控制程序显示时间	
	} 
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4.需要随机生成食物

随机生成食物，也是整个程序最复杂的部分，你以为是简单的随机数生成吗？不是，确实需要随机生成，但是更麻烦的在于，如果随机生成的位置恰好是蛇的身体部分，那么是不对的，重新再生成，但是如果蛇越来越长，那么就会有很大的概率生成的食物和蛇的身体位置冲突，就会导致一直循环判断生成食物不要和蛇的身体冲突，甚至会死循环，因为是随机生成的，你难免会每次都生成的食物位置恰好和蛇的身体都冲突了。

所以怎么随机生成食物，恰好又可以高效的找到不会和蛇的身体冲突的位置呢？

于是我想到了一个有趣的方法，分治处理，我们的地图是二维的，但是可以转换成一维表示，这个没问题，然后我们针对给定的一维坐标范围[L,R]随机生成一个数字X，把X转换成二维坐标，如果这个X对应的二维坐标和蛇的身体冲突了，那么就二分处理，分成[L,X-1]和[X+1,R]两个子区间，再分别在这两个子区间随机找，一直这样下去，就可以很快找到不会和蛇的身体冲突的坐标，递归处理，哈哈哈。
随机递归生成食物代码如下

int food_x,food_y; 
bool search(int L,int R)
{
	if(L>R)return false;
	int MID=random(L,R);
	int d=X2-X1-1;//不能包括围墙，需要把围墙的宽度减去 
	int y=(MID+d)/d+X1;
	int t=MID%d;
	int x=Y1;
	if(t==0)
	x+=d;
	else x+=t; 
	bool flag=false;
	for(int i=0;i<snake.size();i++)
	{
		if(snake[i].x==x&&snake[i].y==y)
		{
			flag=true;
			break;
		}
	}
	if(flag)
	{
		bool res=search(L,MID-1);
		if(res)return true;
		res=search(MID+1,R);
		if(res)return true;
		return false;
	}
	else 
	{
		food_x=x;
		food_y=y;
		return true;
	}
}
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目前为止完整代码如下，目前已经可以正常使用，吃食物等，但是没有添加撞墙判断

#include<iostream>
#include<windows.h>
#include<vector>
#include<conio.h>
#include<time.h>
using namespace std;
#define random(a,b) (rand()%(b-a+1)+a)
//在指定位置显示内容 
void gotoxy(int x,int y,char c)
{
	CONSOLE_SCREEN_BUFFER_INFO csbiInfo; //variablendklaration
	HANDLE hConsoleOut;
	hConsoleOut = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
	GetConsoleScreenBufferInfo(hConsoleOut,&csbiInfo);
	csbiInfo.dwCursorPosition.X = x; //cursorposition X koordinate festlegen
	csbiInfo.dwCursorPosition.Y = y; //cursorposition Y koordinate festlegen
	SetConsoleCursorPosition(hConsoleOut,csbiInfo.dwCursorPosition); //den cursor an die festgelegte koordinate setzen
	printf("%c",c);//输出你指定的字符 
}  
int X1=1,Y1=1;//活动范围的左上角坐标
int X2=60,Y2=30;//活动范围的右下角坐标
struct Snake
{
	int x,y;
};
vector<Snake>snake;
void init()//初始化函数 
{ 
	srand((int)time(0));  // 产生随机种子  把0换成NULL也行
	for(int i=X1;i<=X2;i++)
	{
		gotoxy(i,Y1,'#');
		gotoxy(i,Y2,'#');
	}
	for(int j=Y1;j<=Y2;j++)
	{
		gotoxy(X1,j,'#');
		gotoxy(X2,j,'#');
	}
	snake.clear();//初始化清空	
	Snake t;
	t.x=(X1+X2)/2;
	t.y=(Y1+Y2)/2;
	snake.push_back(t);
} 
//更新的位置，上下左右 
int XX[4]={0,0,-1,1};
int YY[4]={-1,1,0,0};
int food_x,food_y; 
bool search(int L,int R)
{
	if(L>R)return false;
	int MID=random(L,R);
	int d=X2-X1-1;//不能包括围墙，需要把围墙的宽度减去 
	int y=(MID+d)/d+X1;
	int t=MID%d;
	int x=Y1;
	if(t==0)
	x+=d;
	else x+=t; 
	bool flag=false;
	for(int i=0;i<snake.size();i++)
	{
		if(snake[i].x==x&&snake[i].y==y)
		{
			flag=true;
			break;
		}
	}
	if(flag)
	{
		bool res=search(L,MID-1);
		if(res)return true;
		res=search(MID+1,R);
		if(res)return true;
		return false;
	}
	else 
	{
		food_x=x;
		food_y=y;
		return true;
	}
}
void Print(int direction)//显示蛇的内容
{
	int n=snake.size()-1;
	gotoxy(snake[n].x,snake[n].y,' ');//先清除蛇尾留下的痕迹 
	for(int i=n;i>=1;i--)
	snake[i]=snake[i-1];//进行节点更新
	snake[0].x+=XX[direction];
	snake[0].y+=YY[direction]; 
	for(int i=1;i<=n;i++)
	gotoxy(snake[i].x,snake[i].y,'*');
	gotoxy(snake[0].x,snake[0].y,'@');//蛇头用@表示 
	gotoxy(food_x,food_y,'O');
} 
int main()
{
	init();
	int direction=1;
	bool is_food=false;//是否有食物判断
	while(true)
	{
		if(is_food==false)
		{
			search((X1+2)*(Y1+2),(X2-2)*(Y2-2));
			is_food=true;
		}
		Print(direction);
		
		if(snake[0].x==food_x&&snake[0].y==food_y)
		{
			Snake t;
			t.x=food_x,t.y=food_y;
			is_food=false;
			snake.insert(snake.begin(),t);
		}
		if(kbhit())//判断有键盘指令输入 
		{
			char c=getch();
			if(c=='W')//往上 
			direction=0;
			else if(c=='S')//往下 
			direction=1;
			else if(c=='A')//往左 
			direction=2;
			else if(c=='D')//往右 
			direction=3;
		}
		gotoxy(X2+1,Y2+1,' ');//为了不在游戏界面中显示白色光标影响界面效果 
		Sleep(150);//延迟150ms，控制程序显示时间	
	} 
	return 0;
} 
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现在的运行结果如下图所示

现在进行最简单的，就是判断碰撞。

5.判断蛇是否撞到墙或者自己的身体

这里很简单了，就是用蛇头去判断有没有和墙或者自己的身体相撞就可以了，不然就输出游戏结束，也可以自己设计累计得分。

**

最终的完整代码

**

#include<iostream>
#include<windows.h>
#include<vector>
#include<conio.h>
#include<time.h>
using namespace std;
#define random(a,b) (rand()%(b-a+1)+a)
//在指定位置显示内容 
void gotoxy(int x,int y,char c)
{
	CONSOLE_SCREEN_BUFFER_INFO csbiInfo; //variablendklaration
	HANDLE hConsoleOut;
	hConsoleOut = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
	GetConsoleScreenBufferInfo(hConsoleOut,&csbiInfo);
	csbiInfo.dwCursorPosition.X = x; //cursorposition X koordinate festlegen
	csbiInfo.dwCursorPosition.Y = y; //cursorposition Y koordinate festlegen
	SetConsoleCursorPosition(hConsoleOut,csbiInfo.dwCursorPosition); //den cursor an die festgelegte koordinate setzen
	printf("%c",c);//输出你指定的字符 
}  
int X1=1,Y1=1;//活动范围的左上角坐标
int X2=60,Y2=30;//活动范围的右下角坐标
struct Snake
{
	int x,y;
};
vector<Snake>snake;
void init()//初始化函数 
{ 
	srand((int)time(0));  // 产生随机种子  把0换成NULL也行
	for(int i=X1;i<=X2;i++)
	{
		gotoxy(i,Y1,'#');
		gotoxy(i,Y2,'#');
	}
	for(int j=Y1;j<=Y2;j++)
	{
		gotoxy(X1,j,'#');
		gotoxy(X2,j,'#');
	}
	snake.clear();//初始化清空	
	Snake t;
	t.x=(X1+X2)/2;
	t.y=(Y1+Y2)/2;
	snake.push_back(t);
} 
//更新的位置，上下左右 
int XX[4]={0,0,-1,1};
int YY[4]={-1,1,0,0};
int food_x,food_y; 
bool search(int L,int R)
{
	if(L>R)return false;
	int MID=random(L,R);
	int d=X2-X1-1;//不能包括围墙，需要把围墙的宽度减去 
	int y=(MID+d)/d+X1;
	int t=MID%d;
	int x=Y1;
	if(t==0)
	x+=d;
	else x+=t; 
	bool flag=false;
	for(int i=0;i<snake.size();i++)
	{
		if(snake[i].x==x&&snake[i].y==y)
		{
			flag=true;
			break;
		}
	}
	if(flag)
	{
		bool res=search(L,MID-1);
		if(res)return true;
		res=search(MID+1,R);
		if(res)return true;
		return false;
	}
	else 
	{
		food_x=x;
		food_y=y;
		return true;
	}
}
void Print(int direction)//显示蛇的内容
{
	int n=snake.size()-1;
	gotoxy(snake[n].x,snake[n].y,' ');//先清除蛇尾留下的痕迹 
	for(int i=n;i>=1;i--)
	snake[i]=snake[i-1];//进行节点更新
	snake[0].x+=XX[direction];
	snake[0].y+=YY[direction]; 
	for(int i=1;i<=n;i++)
	gotoxy(snake[i].x,snake[i].y,'*');
	gotoxy(snake[0].x,snake[0].y,'@');//蛇头用@表示 
	gotoxy(food_x,food_y,'O');
} 
bool game_over()
{
	for(int i=1;i<snake.size();i++)
	{
		if(snake[0].x==snake[i].x&&snake[0].y==snake[i].y)return false;
	}
	if(snake[0].x>=X2||snake[0].x<=X1)return false;
	if(snake[0].y>=Y2||snake[0].y<=Y1)return false;
	return true;
}
int main()
{
	init();
	int direction=1;
	bool is_food=false;
	while(true)
	{

		if(is_food==false)
		{
			search((X1+2)*(Y1+2),(X2-2)*(Y2-2));
			is_food=true;
		}
		if(snake[0].x==food_x&&snake[0].y==food_y)
		{
			Snake t;
			t.x=food_x,t.y=food_y;
			is_food=false;
			snake.insert(snake.begin(),t);
		}
		Print(direction);		
		if(game_over()==false)
		{
			gotoxy(X1,Y2+1,' ');
			cout<<"游戏结束！！！\n";
			return 0;
		}
		if(kbhit())//判断有键盘指令输入 
		{
			char c=getch();
			if(c=='W')//往上 
			direction=0;
			else if(c=='S')//往下 
			direction=1;
			else if(c=='A')//往左 
			direction=2;
			else if(c=='D')//往右 
			direction=3;
		}
		gotoxy((X1+X2)/2,Y2+2,' ');//为了不在游戏界面中显示白色光标影响界面效果
		cout<<"当前得分："<<snake.size()*10<<endl;
		Sleep(150);//延迟150ms，控制程序显示时间	
	} 
	return 0;
} 
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运行结果

后期将写一个有可视化界面的贪吃蛇程序，希望我的分享对你的学习有所帮助，如果有问题请及时指出，谢谢~