超详细实现【贪吃蛇】（1）

这周来实现【贪吃蛇小游戏】。贪吃蛇是久负盛名的游戏，它也和俄罗斯⽅块，扫雷等游戏位列经典游戏的⾏列。我们实现贪吃蛇小游戏需要的知识有：C语⾔、数据结构（链表）、枚举、结构体、动态内存管理、预处理指令、win32API

技术要点介绍

🙂Win32 API

本次实现贪吃蛇会使⽤到的⼀些Win32?API知识，那么就学习⼀下。什么是Win32 API?

Windows 这个多作业（完成某个任务）系统除了协调应⽤程序的执⾏、分配内存、管理资源之外，它同时也是⼀个很⼤的服务中⼼，调⽤这个服务中⼼的各种服务（每⼀种服务就是⼀个函数），可以帮应⽤程式达到开启视窗、描绘图形、使⽤周边设备等⽬的，由于这些函数服务的对象是应⽤程序(Application)，所以便称之为 Application Programming Interface，简称API函数。WIN32API 也就是MicrosoftWindows32位平台的应⽤程序编程接⼝。

每一种操作系统在完成正常的操作系统该有的功能，如果文件管理，内存管理等等。还提供了一些接口（函数），这些接口提供给程序员自己调用，能够实现一些自己想要的功能。这些接口被称为AIP函数。以Windows为例子，这些接口统一叫：win32API

🙂控制台程序

平常我们运⾏起来的⿊框程序其实就是控制台程序。在Windows中，cmd的程序这个就是控制台程序，也就是终端（在Linux当中我们常称为终端）

所以对于VS的控制台的设置，即便VS是命令提示符形式，我们也可以使用操作系统的系统命令在VS上实现。当然VS上使用控制台的命令，必须还要包含C语言头库函数，以及库函数的头文件。

🎇标题

使⽤cmd命令来设置控制台窗⼝的⻓宽：设置控制台窗⼝的⼤⼩，30⾏，100列

mode:mode | Microsoft Learn

mode con cols=100 lines=30

🎇大小

通过cmd命令设置控制台窗⼝的名字：

title 贪吃蛇

在Windows终端上：

在VS上：

• 包含C语言库函数头文件stdlib.h  
• 使用C语言库函数函数才能使用系统命令

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
  system("mode con cols=100 lines=30");
  system("title 贪吃蛇游戏");
  return 0;
}

🎇坐标

COORD 是WindowsAPI中定义的⼀种结构，表⽰⼀个字符在控制台屏幕上的坐标。通过COORD就可以在控制台上坐标定位。

COORD类型的声明：

typedef struct _COORD {
    SHORT X;
    SHORT Y;
} COORD, *PCOORD;

COORD的使用（给坐标赋值）：

COORD pos = { 10, 15 };

同样在VS上使用，我们需要头文件windows.h

#include<stdio.h>
#include<windows.h>
int main()
{
  COORD pos = { 3,5 };
  return 0;
}

🙂光标

我们获取了控制台上某个坐标。但是我们怎样去那个坐标打印数据。

• 首先我们需要获取控制台设备的信息。
• 其次我们是用光标来打印数据，我们需要获取相关控制台设备上的光标信息
• 接着我们可以修改光标的欣喜（大小，可见度）
• 最后修改完光标信息，我们需要将光标设置在我们想要的位置上

😶‍🌫️GetStdHandle

GetStdHandle是⼀个Windows API函数。它⽤于从⼀个特定的标准设备（标准输⼊、标准输出或标准错误）中取得⼀个句柄（⽤来标识不同设备的数值），使⽤这个句柄可以操作设备。

GetStdHandle 函数 - Windows Console | Microsoft Learn

HANDLE GetStdHandle(DWORD nStdHandle); 
//传入参数是：标准输入/输出/错误设备
//返回的是这个设备的句柄 == 就是这个设备的指针（找到这个设备）

HANDLE hOutput = NULL;//定义一个句柄
//获取标准输出的句柄(⽤来标识不同设备的数值)
hOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);

😶‍🌫️GetConsoleCursorInfo

检索有关指定控制台屏幕缓冲区的光标⼤⼩和可⻅性的信息

GetConsoleCursorInfo 函数 - Windows Console | Microsoft Learn

函数原型：

BOOL WINAPI GetConsoleCursorInfo(
    HANDLE hConsoleOutput,
    PCONSOLE_CURSOR_INFO lpConsoleCursorInfo
);
//内部被封装成了一个结构体
PCONSOLE_CURSOR_INFO是指向 CONSOLE_CURSOR_INFO 结构的指针， 该结构接收有关主机游标（光标）的信息

光标的信息：

typedef struct _CONSOLE_CURSOR_INFO {
   DWORD dwSize;
   BOOL bVisible;
} CONSOLE_CURSOR_INFO, *PCONSOLE_CURSOR_INFO;

获取光标信息：

HANDLE hOutput = NULL;
//获取标准输出的句柄(⽤来标识不同设备的数值)
hOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);//获得句柄
CONSOLE_CURSOR_INFO CursorInfo;//定义一个光标结构体了类型的变量
GetConsoleCursorInfo(hOutput, &CursorInfo); //获取控制台光标信息

CONSOLE_CURSOR_INFO

这个结构体，包含有关控制台游标的信息

typedef struct _CONSOLE_CURSOR_INFO {
   DWORD dwSize;
   BOOL bVisible;
} CONSOLE_CURSOR_INFO, *PCONSOLE_CURSOR_INFO;

• dwSize，由光标填充的字符单元格的百分⽐。此值介于1到100之间。光标外观会变化，范围从完全填充单元格到单元底部的⽔平线条。
• bVisible，游标的可⻅性。如果光标可⻅，则此成员为TRUE。

CursorInfo.bVisible = false; //隐藏控制台光标

😶‍🌫️SetConsoleCursorInfo

设置指定控制台屏幕缓冲区的光标的⼤⼩和可⻅性。

SetConsoleCursorInfo 函数 - Windows Console | Microsoft Learn

函数原型：

BOOL WINAPI SetConsoleCursorInfo(
    HANDLE hConsoleOutput,
    const CONSOLE_CURSOR_INFO *lpConsoleCursorInfo
);

设置光标信息：

#include<stdbool.h>//需要包含头文件
HANDLE hOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
//影藏光标操作
CONSOLE_CURSOR_INFO CursorInfo;
GetConsoleCursorInfo(hOutput, &CursorInfo); //获取控制台光标信息
CursorInfo.bVisible = false; //隐藏控制台光标
SetConsoleCursorInfo(hOutput, &CursorInfo); //设置控制台光标状态

😶‍🌫️SetConsoleCursorPosition

设置指定控制台屏幕缓冲区中的光标位置，我们将想要设置的坐标信息放在COORD类型的pos中，调⽤SetConsoleCursorPosition函数将光标位置设置到指定的位置

SetConsoleCursorPosition 函数 - Windows Console | Microsoft Learn

函数原型：

BOOL WINAPI SetConsoleCursorPosition(
     HANDLE hConsoleOutput,
     COORD pos
);

光标定位：

COORD pos = { 10, 5};
HANDLE hOutput = NULL;
//获取标准输出的句柄(⽤来标识不同设备的数值)
hOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
//设置标准输出上光标的位置为pos
SetConsoleCursorPosition(hOutput, pos);

那学习以上的预备知识，我们能实现光标两个功能。光标的隐藏/光标的定位

🎇光标隐藏

#include<stdio.h>
#include<windows.h>
#include<stdbool.h>
int main()
{
  HANDLE hOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);//获取句柄
  CONSOLE_CURSOR_INFO CursorInfo;//光标信息
  GetConsoleCursorInfo(hOutput, &CursorInfo); //获取控制台光标信息
  CursorInfo.bVisible = false; //隐藏控制台光标
  SetConsoleCursorInfo(hOutput, &CursorInfo); //设置控制台光标状态
  return 0;
}

🎇光标定位

SetPos：封装⼀个设置光标位置的函数

#include<stdio.h>
#include<windows.h>
#include<stdbool.h>
#include<windows.h>
void SetPos(int x, int y)
{
  HANDLE hOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
  COORD pos = { x, y };
  SetConsoleCursorPosition(hOutput, pos);
}
int main()
{
  SetPos(10, 15);//把光标设定到指定位置
  printf("haha");
  return 0;
}

🙂按键情况设置

GetAsyncKeyState function (winuser.h) - Win32 apps | Microsoft Learn

获取按键情况，GetAsyncKeyState的函数原型如下：

SHORT GetAsyncKeyState(
    int vKey
);

将键盘上每个键的虚拟键值传递给函数，函数通过返回值来分辨按键的状态。

按键的虚拟值：虚拟键码 (Winuser.h) - Win32 apps | Microsoft Learn

GetAsyncKeyState 的返回值是short类型，在上⼀次调⽤ GetAsyncKeyState 函数后，如果返回的16位的short数据   、中，最⾼位是1，说明按键的状态是按下，如果最⾼是0，说明按键的状态是抬起；如果最低位被置为1则说明，该按键被按过，否则为0。

如果我们要判断⼀个键是否被按过，可以检测GetAsyncKeyState返回值的最低值是否为1

#define KEY_PRESS(VK) ( (GetAsyncKeyState(VK) & 0x1) ? 1 : 0 ) 
//ret&0000000000000001
//宏 & 三目操作符

🙂□●★宽字节

在游戏界面上，我们打印墙体使⽤宽字符：□，打印蛇使⽤宽字符●，打印⻝物使⽤宽字符★

普通的字符是占⼀个字节的，这类宽字符是占⽤2个字节。

char : 普通字符

wchar_t : 宽字符的类型

这⾥再简单的讲⼀下C语⾔的国际化特性相关的知识，过去C语⾔并不适合⾮英语国家（地区）使⽤。C语⾔最初假定字符都是但⾃⼰的。但是这些假定并不是在世界的任何地⽅都适⽤。

• C语⾔字符默认是采⽤ASCII编码的，ASCII字符集采⽤的是单字节编码，且只使⽤了单字节中的低7位，最⾼位是没有使⽤的，可表⽰为0xxxxxxxx；可以看到，ASCII字符集共包含128个字符，在英语国家中，128个字符是基本够⽤的。
• 但是，在其他国家语⾔中，⽐如，在法语中，字⺟上⽅有注⾳符号，它就⽆法⽤ASCII码表⽰。于是，⼀些欧洲国家就决定，利⽤字节中闲置的最⾼位编⼊新的符号。⽐如，法语中的é的编码为130（⼆进制10000010）。这样⼀来，这些欧洲国家使⽤的编码体系，可以表⽰最多256个符号。
• 但是，这⾥⼜出现了新的问题。不同的国家有不同的字⺟，因此，哪怕它们都使⽤256个符号的编码⽅式，代表的字⺟却不⼀样。⽐如，130在法语编码中代表了é，在希伯来语编码中却代表了字⺟Gimel，在俄语编码中⼜会代表另⼀个符号。
• 但是不管怎样，所有这些编码⽅式中，0--127表⽰的符号是⼀样的，不⼀样的只是128--255的这⼀段。⾄于亚洲国家的⽂字，使⽤的符号就更多了，汉字就多达10万左右。⼀个字节只能表⽰256种符号，肯定是不够的，就必须使⽤多个字节表达⼀个符号。⽐如，简体中⽂常⻅的编码⽅式是GB2312，使⽤两个字节表⽰⼀个汉字，所以理论上最多可以表⽰256x256=65536个符号。

后来为了使C语⾔适应国家化，C语⾔的标准中不断加⼊了国际化的⽀持。⽐如：加⼊和宽字符的类型wchar_t 和宽字符的输⼊和输出函数，加⼊和<locale.h>头⽂件，其中提供了允许程序员针对特定地区（通常是国家或者说某种特定语⾔的地理区域）调整程序⾏为的函数。

<locale.h>本地化

<locale.h>提供的函数⽤于控制C标准库中对于不同的地区会产⽣不⼀样⾏为的部分。在标准可以中，依赖地区的部分有以下⼏项：

• 数字量的格式
• 货币量的格式
• 字符集
• ⽇期和时间的表⽰形式

类项

通过修改地区，程序可以改变它的⾏为来适应世界的不同区域。但地区的改变可能会影响库的许多部分，其中⼀部分可能是我们不希望修改的。所以C语⾔⽀持针对不同的类项进⾏修改，下⾯的⼀个宏，指定⼀个类项：

每个类型的详细说明。【请参考，戳一戳】：setlocale，_wsetlocale | Microsoft Learn

• LC_COLLATE
• LC_CTYPE
• LC_MONETARY
• LC_NUMERIC
• LC_TIME
• LC_ALL  - 针对所有类项修改

🎇setlocale函数

setlocale - C++ Reference (cplusplus.com)

char* setlocale (int category, const char* locale);

• setlocale函数⽤于修改当前地区，可以针对⼀个类项修改，也可以针对所有类项。
• setlocale的第⼀个参数可以是前⾯说明的类项中的⼀个，那么每次只会影响⼀个类项。
• 如果第⼀个参数是LC_ALL，就会影响所有的类项。
• C标准给第⼆个参数仅定义了2种可能取值："C"和" "。
• 当地区设置为"C"时，库函数按正常⽅式执⾏，⼩数点是⼀个点。
• 当程序运⾏起来后想改变地区，就只能显⽰调⽤setlocale函数。⽤" "作为第2个参数，调⽤setlocale函数就可以切换到本地模式，这种模式下程序会适应本地环境。
• ⽐如：切换到我们的本地模式后就⽀持宽字符（汉字）的输出等。

操作系统本地化：

setlocale(LC_ALL, " "); //切换到本地环境

🎇宽字符的打印

那如果想在屏幕上打印宽字符，怎么打印呢？

• 宽字符的字面量必须加上前缀"L" 否则C语言会把字面量当作窄字符类型处理
• 前缀"L"在单引号前面，表示宽字符，对应wprintf()的占位符为%lc
• 在双引号前面，表示宽字符串，对饮的wprintf()的占位符为%ls

#include <stdio.h>
#include<locale.h>
int main() {
  setlocale(LC_ALL, "");
  wchar_t ch1 = L'●';
  wchar_t ch2 = L'唐';
  wchar_t ch3 = L'棣';
  wchar_t ch4 = L'★';
  printf("%c%c\n", 'a', 'b');
  wprintf(L"%c\n", ch1);
  wprintf(L"%c\n", ch2);
  wprintf(L"%c\n", ch3);
  wprintf(L"%c\n", ch4);
  return 0;

🙂控制台坐标特点

这⾥不得不讲⼀下控制台窗⼝的⼀些知识，如果想在控制台的窗⼝中指定位置输出信息，我们得知道该位置的坐标，所以⾸先介绍⼀下控制台窗⼝的坐标知识。控制台窗⼝的坐标如下所⽰，

• 横向的是X轴，从左向右依次增⻓，纵向是Y轴，从上到下依次增⻓。
• 坐标系（0，0）的远点位于缓冲区的顶部左侧单元格。
• ⼀个普通字符占⼀个字符的位置。但是打印⼀个汉字字符，占⽤2个字符的位置。
• 一个坐标2x=y（是长方形，不是正方形）
• 1个坐标1个正常字符，2个坐标可以存放1个宽字符

贪吃蛇游戏设计与分析

☁围墙设计

控制台大小：

围墙大小：

• x必须是2的倍数

☁蛇身和食物设计

初始化状态，假设蛇的⻓度是5，蛇⾝的每个节点是●，在固定的⼀个坐标处，⽐如(24,5)处开始出现蛇，连续5个节点。

• 蛇的每个节点的x坐标必须是2个倍数，否则可能会出现蛇的⼀个节点有⼀半⼉出现在墙体中，另外⼀般在墙外的现象，坐标不好对⻬。
• 关于⻝物，x坐标必须是2的倍数
• 食物在围墙内，随机生成
• 食物的坐标不能和蛇的⾝体重合，然后打印★

☁游戏规则设计

• 在游戏运⾏的过程中，有蛇（单链表）
• 有食物，（单链表节点）
• 蛇的开始方向
• 🐍蛇的速度（程序休眠时间）
• 每个食物的分数
• 每次吃⼀个⻝物，蛇的⾝体就会变⻓⼀节，获得分数
• 游戏状态（正常，撞墙，咬到自己，正常结束）

☁游戏流程设计

✔✔✔✔✔最后感谢大家的阅读，若有错误和不足，欢迎指正!乖乖敲代码哦！

代码---------→【唐棣棣 (TSQXG) - Gitee.com】

联系---------→【邮箱：2784139418@qq.com】