华容道游戏的设计与实现_呙明辉.pdf

第 39 卷 第 7 期 福 建 电 脑 Vol.39 No.7 2023 年 7 月 Journal of Fujian Computer Jul.2023 呙明辉，男，1980年生，主要研究领域为算法、大数据、多媒体技术。E-mail:。华容道游戏的设计与实现 呙明辉 (长江大学文理学院 湖北 荆州 434020)摘 要 为了培养学生的编程能力，加强计算思维能力的训练，在 C 语言程序设计课程中安排了独立的实践环节。本文运用EasyX 图形库在 Visual Studio 2022 平台上设计开发一个 C 语言版的华容道游戏。通过游戏的开发，达到综合运用 C 语言基本知识和熟悉软件开发流程的目的，为后续的专业课程打好基础。关键词 计算思维；EasyX 图形库；Visual Studio 2022 平台；华容道游戏 中图法分类号 TP311.52 DOI:10.16707/ki.fjpc.2023.07.017 Design and Implementation of Huarong Road Game GUO Minghui (College of Arts and Sciences,Yangtze University,Jingzhou,China,434020)Abstract In order to train students programming ability and strengthen the training of computational thinking ability,independent practice links have been arranged in the C language programming course.This article will use EasyX graphics library to design and develop a C language version of Huarong Road game on the Visual Studio 2022 platform.Through the development of the game,to achieve the purpose of learning the basic knowledge of C language and familiar with the software development process,laying a good foundation for the following professional courses.Keywords Computational thinking;EasyX Graphics Library;Visual Studio 2022 Platform;Huarong Road Game 1 引言 新工科背景对计算机专业教学提出了更高的要求。为切实加快应用型人才培养，突出实践动手环节，在C 语言程序设计课程之后安排一门独立的实践课程，目的是使学生综合掌握 C 语言基础知识，加强学生的计算思维能力的培养，提高其分析问题、解决问题的能力1。但传统的 C 语言课程设计存在题目老旧、内容重复、缺少创新、形式单一等诸多问题，不利于培养学生的创新意识和开拓精神。因此，在新的大环境下，课程改革以项目产出为导向，引入 EasyX 图形库进行 Windows 编程，通过讲解贪食蛇、俄罗斯方块、华容道等小游戏的制作，提高学生的学习兴趣，对提高课程质量具有显著的提升。本文对华容道游戏在 C 语言中的实现进行了较为全面的描述。2 项目简介 华容道是中国古代传统单人拼图游戏，来源于四大名著之一三国演义中的情节2。该游戏和七巧板、九连环被合称为“中国古代三大不可思议的游戏”，极富益智性和趣味性。该游戏属于单人玩的拼图游戏。棋盘是由 5 行4 列的矩形区域构成，其中放置不同大小的棋子。棋子有 4 种类型，包括 22 的曹操、11 的小兵、12 或 21 的武将，如图 1 所示。在程序中，棋盘使用 54 的二维数组表示。每个元素表示对应位置上的棋子，0 表示空，1 表示曹操，2-6 分别表示不同的武将，7-10 表示小兵，此数字同时也是棋子的 ID3，图 1 盘面的数组表示如2023 年 福 建 电 脑 85 图 2 所示。曹操占 4 格，因此在数组中有 4 个元素是 1。图 1 华容道布局：横刀立马 图 2 盘面的数组表示 3 游戏功能分析 游戏功能设计为 3 个模块。（1）初始化模块，主要包括初始化游戏、载入图片、关卡选择等。（2）游戏控制模块，主要包括地图绘制、按键控制、判断移动、移动棋子、过关判定等。（3）统计模块：用于统计玩家走的步数。华容道游戏功能如图 3 所示。图 3 华容道游戏功能模块图 4 关键技术 在 VC2022 中利用 EasyX 免费图形库，完成游戏界面的绘制，使用 ExMessage 函数实现鼠标事件处理机制。关键的地方在于判断棋子是否能够移动、如何将大小不同的棋子实现移动。5 游戏制作过程 5.1 准备图片素材 为每一个棋子准备 2 张图，分别表示选中和未选中的两种状态。为方便编程，图片采用棋子的 ID进行编号，例如曹操 ID 为 1，则使用“1_0.jpg”和“1_1.jpg”来描述该棋子未选中和选中的两种状态，如图 4 所示。图 4 准备图片素材及命名规则 5.2 程序基本流程 游戏开始，进行初始化，包括创建窗口、载入图片、选择布局等。在游戏执行过程中，通过鼠标选择棋子，如果存在空位，则可以进行移动，如果移动超过边界或没有空位则不能移动棋子，然后不断重新绘制地图。如果曹操移动到出口，游戏结束并统计移动步数。游戏流程如图 5 所示。86 呙明辉：华容道游戏的设计与实现 第 7 期 图 5 华容道游戏程序流程图 5.3 全局变量定义 IMAGE img112;/定义 IMAGE 数组，用于显示每个棋子的两个状态 POINT pt11;/根据棋子左上角的坐标，定位棋子的位置 int selected=0;/选定的棋子，初始为空/通过坐标偏移控制上、下、左、右四个方向 struct direction int row_off;/行偏移 int col_off;/列偏移 UP=-1,0,DOWN=1,0,LEFT=0,-1,RIGHT=0,1;struct position int row;int col;int step=0;/统计步数 5.4 初始化模块代码实现 初始化模块，主要是初始化游戏界面，载入图片等。主要代码如下：initgraph(WIDTH,HEIGHT);/创建绘图窗口 char name64;for(int i=1;i11;i+)sprintf_s(name,sizeof(name),%d_0.jpg,i);loadimage(&imgi0,name);sprintf_s(name,sizeof(name),%d_1.jpg,i);loadimage(&imgi1,name);/利用文件指针读取布局信息 void readData(int mapROWCOL)FILE*fp;fp=fopen(横刀立马.dat,r);/读取布局信息 if(fp=NULL)return;else for(int i=0;iROW;i+)for(int j=0;jCOL;j+)fscanf(fp,%3d,&mapij);fclose(fp);5.5 游戏控制模块代码实现 canMove()函数判断所选对象能否在指定方向上进行移动，其条件是棋子移动的方向上存在空位或者是其本身。/判断所选对象是否能够移动 bool canMove(struct direction dir)for(int i=0;iROW;i+)for(int j=0;jCOL;j+)if(mapij=selected)if(mapi+dir.row_offj+dir.col_off!=0&mapi+dir.row_offj+dir.col_off!=selected)return false;return true;moveChess()函数用于实现棋子在指定方向上的移动。需要注意的是棋子组成的每个方块都需要2023 年 福 建 电 脑 87 移动，例如曹操由 4 个格子组成，移动时每个格子都需要移动。移动完成后，原来的位置设置为空。void moveChess(struct direction dir)if(!canMove(dir)selected=0;return;/定义一个数组用于记录人物所包含的方块 struct position blocks4;int count=0;for(int i=0;iROW;i+)for(int j=0;jCOL;j+)if(mapij=selected)mapij=EMPTY;blockscount.row=i;blockscount.col=j;count+;/移动棋子 for(int i=0;i=0&maprow-1col=selected)moveChess(DOWN);if(row+1ROW&maprow+1col=selected)moveChess(UP);if(col+1=0&maprowcol-1=selected)moveChess(RIGHT);break;isWin()函数用于判断曹操是否到达出口位置。bool isWin()int p11=0;locPosition(p);if(ptp1.x=finish.col&ptp1.y=finish.row)return true;return false;locPosition()函数用于计算布局中每个棋子左上角格子的坐标位置。void locPosition(int p11)for(int i=0;iROW;i+)for(int j=0;jCOL;j+)if(!contains(mapij,p)/记录每个棋子左上角的坐标位置 ptmapij.x=j;ptmapij.y=i;updateWindow()函数用于绘制地图，并判断游戏是否通关4。如果通过则显示通关提示信息。void updateWindow()88 呙明辉：华容道游戏的设计与实现 第 7 期 BeginBatchDraw();/批量绘图但不输出到屏幕 int p11=0;locPosition(p);for(int i=1;i11;i+)/在坐标对应位置显示 IMAGE 数组 if(selected=i)putimage(pti.x*SIZE,pti.y*SIZE,&imgi1);else putimage(pti.x*SIZE,pti.y*SIZE,&imgi0);if(isWin()LOGFONT f;/设置背景的风格为透明 setbkmode(TRANSPARENT);/获取当前字体设置;gettextstyle(&f)/字体高度为 40 f.lfHeight=40;settextcolor(RED);/设置字体 _tcscpy_s(f.lfFaceName,_T(黑体);/设置输出效果为抗锯齿 f.lfQuality=ANTIALIASED_QUALITY;settextstyle(&f);/设置字体样式 TCHAR s50=恭喜通关!;outtextxy(200-textwidth(s)/2,300-textheight(s)/2,s);settextstyle(16,0,_T(宋体);outtextxy(0,500,按任意键继续.);EndBatchDraw();6 系统测试与结果 游戏实现了华容道游戏基本功能，可以通过鼠标点击棋子进行移动，当曹操移动到出口时，游戏结束，效果如图 6 所示。游戏功能还可以进一步完善，如：（1）记录每个棋子是如何进行移动的。（2）设置时间：记录游戏进行的时间。（3）引入声音效果。图 6 游戏通关 7 结束语 本文以华容道游戏为原型，利用 EasyX 完成