东华理工大学

C语言课程设计 报告

学院： 国际教育学院学院

专业： 电子信息工程

班级： 1420606

学号： 201420060638

姓名： 钟天运

1、课程设计题目：游戏2048

2、课程设计要求：

a) 使用C语言编写2048这款游戏

b) 能够正常运行，拥有游戏界面。

c) 能正常进行游戏从开始到结束。

d) 用户操作方便

3、设计思路：

a) 游戏介绍：

i. 2048是一款简单的数字类游戏，界面是一个4*4的方形格子。每个格子里可以为空或者有一个2^n的数值。

ii. 用户可以输入4种指令，分别是：上下左右，游戏会根据用户的指定的方向，将格子中的数值向对应方向进行移动，直至移动到最边上的格子或者有其他数值占用，如果碰到等大数值，将会进行合并。此外，成功移动后，会在一个空格子随机生成一个2或者4

iii. 游戏目标是合成2048这个数值或者更大的数值。

b) 实现思路：

i. 可以使用二维数组来保存4*4格子中的数值

ii. 指令，可以通过输入字符函数，读取用户在键盘上的方向键，进行判断执行对应的代码。

iii. 游戏界面，可以使用简单的特殊制表符，来实现，并通过清屏函数来进行反复同位置打印界面。

iv. 需要判断游戏结束的函数，以及记录游戏分数和步骤的变量

v. 当游戏结束时，能够询问 用户是否重新开始。

vi. 随机生成一个新数，可以调用随机函数，使用时间做种子。

c) 实现难点：

i. 打印游戏界面，要实现灵活能根据棋盘数组里面的数据灵活打印。

ii. 执行操作时，数值的移动和合并。

4、流程图

5、C语言源代码

// 游戏2048.c

#include "windows.h"

#include "time.h"

#include "stdio.h"

#include "conio.h"

#include "string.h"

//宏定义常量 方向键值

//const int LEFT = 75, UP = 72, RIGHT = 77, DOWN = 80;

#define LEFT 75

#define UP 72

#define RIGHT 77

#define DOWN 80

const char error_str[] = "您上次输入的指令无法识别，请重新输入。";

struct board

{

int place[4][4];

long int stepn;

long int num; //存储游戏分数

long int time;

int dtk; //direction key 记录方向键，及操作方向

int over;

int zeronum;

};

//该函数为游戏运行函数，当只是玩游戏的时候。进入该函数,游戏控制函数。

int main()

{

//place数组为棋盘，其中为零代表空，-1代表不能合并的牌，其他2的倍数值为本身含义，初始化为全0。

struct board board1, board_backup;

int newgame(struct board *, int),

show(struct board *),

operate(struct board *);

char str[100] = "首次运行游戏"; //用于记录系统返回给用户的信息，例如：上一步执行向左合并，按键有误等

newgame(&board1, 0); //调用函数为新局初始化，第二个参数为初始化方式

show(&board1);

printf("\n%s\n\n请从键盘上单击方向键，指定下一步操作（ESC键退出游戏）……\n", str);

do

{

switch (_getch())

{

case 224:

{

switch (board1.dtk = _getch())

{

case LEFT: strcpy_s(str, sizeof(str), "您上次输入的方向键为：←，已执行左向合并。"); board_backup = board1; operate(&board1); break;

case UP: strcpy_s(str, sizeof(str), "您上次输入的方向键为：↑，已执行上向合并。"); board_backup = board1; operate(&board1); break;

case RIGHT: strcpy_s(str, sizeof(str), "您上次输入的方向键为：→，已执行右向合并。"); board_backup = board1; operate(&board1); break;

case DOWN: strcpy_s(str, sizeof(str), "您上次输入的方向键为：↓，已执行下向合并。"); board_backup = board1; operate(&board1); break;

default: strcpy_s(str, sizeof(str), error_str);

}

}break;

case 27: exit(27);

default: strcpy_s(str, sizeof(str), error_str);

}

system("cls");

show(&board1);

printf("\n%s\n\n请从键盘上单击方向键，指定下一步操作（ESC键退出游戏）……\n", str);

if (board1.over)

{

printf("\n游戏结束，是否重新开始?（y重新开始/n或ECS退出/其他键无效)");

while (1)

{

str[99] = _getch();

if (str[99] == 'y')

{

newgame(&board1, 0);

show(&board1);

break;

}

else if (str[99] == 'c')

{

change(&board1, &board_backup);

break;

}

else if (str[99] == 'n' || str[99] == 27)

break;

}

}

} while (!board1.over);

printf("\n按任意键退出……");

_getch();

return 0;

}

//该函数为主要打印函数，包括棋盘的打印，分数，等信息

int show(struct board * pboard)

{

int i, j, x, len,

numlen(int);

printf("游戏2048——游戏运行时间:%ld S\n", time(NULL) - (*pboard).time);

printf("游戏分数：%ld", (*pboard).num);

printf(" 已执行步骤数:%ld\n", (*pboard).stepn);

//开始绘制棋盘

printf("╔═══╦═══╦═══╦═══╗\n║ ║ ║ ║ ║\n");

for (i = 0; i < 7; ++i)

{

if (i % 2 == 0)

{

printf("║");

for (j = 0; j < 8; ++j)

{

if (j % 2 == 0)

{

if ((*pboard).place[i / 2][j / 2] == 0)

printf(" "); //如果值为0，输入六个空格

else //打印值时。调用numlen判断值的位数，控制数值前后的空格数量，最长为6，若为奇数，前面空格比后面多一个。

{

len = numlen((*pboard).place[i / 2][j / 2]);

for (x = 0; x < (6 - len + 1) / 2; ++x)

printf(" ");

printf("%d", (*pboard).place[i / 2][j / 2]);

for (x = 0; x < (6 - len) / 2; ++x)

printf(" ");

}

}

else

printf("║");

}

}

else

{

printf("║ ║ ║ ║ ║\n╠═══╬═══╬═══╬═══╣\n║ ║ ║ ║ ║");

}

printf("\n");

}

printf("║ ║ ║ ║ ║\n╚═══╩═══╩═══╩═══╝\n");

return 0;

}

//这是show函数的附属函数，用于求一个整数长度。

int numlen(int a)

{

int i, n = 1;

for (i = 1; i < 11; ++i)

{

n *= 10;

if (a == a%n)

return i;

}

return 0;

}

//开始新的游戏，将棋盘和数据初始化，或者载入棋盘，第二个参数决定初始化方案，默认0

int newgame(struct board * pboard, int project)

{

int i, j, t;

(*pboard).stepn = 0;

(*pboard).num = 0;

(*pboard).time = (long int)time(NULL); //取当前时间为开始时间

(*pboard).dtk = 0;

(*pboard).over = 0;

(*pboard).zeronum = 14;

for (i = 0; i < 4; ++i)

for (j = 0; j < 4; ++j)

(*pboard).place[i][j] = 0;

do

{

i = (int)(rand() / 32768.0 * 4);

j = (int)(rand() / 32768.0 * 4);

} while ((*pboard).place[i][j]);

t = 2 * ((int)(rand() / 32768.0 * 2) + 1);

(*pboard).place[i][j] = t;

do

{

i = (int)(rand() / 32768.0 * 4);

j = (int)(rand() / 32768.0 * 4);

} while ((*pboard).place[i][j]);

t = 2 * ((int)(rand() / 32768.0 * 2) + 1);

(*pboard).place[i][j] = t;

return 0;

}

//主要操作函数，调用该函数，将执行结构体中对应按键值的方向的操作，并增加分数和操作次数。

int operate(struct board * pboard)

{

int i, j, t, shun = -1, alter = 0, //alter变量是用来判断执行步骤的时候是否改变了棋局。shun用来记录已经进行合并的值对应的I或J，用来避免该值再次合并

randget(struct board *),

calczeronum(struct board *);

switch ((*pboard).dtk)

{

case UP:

{

for (j = 0; j < 4; ++j, shun = -1)

{

for (i = 1; i < 4; ++i)

{

if ((*pboard).place[i][j] != 0)

{

for (t = i - 1; t >= 0; --t)

{

if ((*pboard).place[t][j] != 0)

{

if ((*pboard).place[t][j] == (*pboard).place[i][j] && shun != t)

{

(*pboard).num += (*pboard).place[t][j] *= 2;

(*pboard).place[i][j] = 0;

shun = t;

alter = 1;

}

else if (t + 1 != i)

{

(*pboard).place[t + 1][j] = (*pboard).place[i][j];

(*pboard).place[i][j] = 0;

alter = 1;

}

break;

}

else if (t == 0)

{

(*pboard).place[t][j] = (*pboard).place[i][j];

(*pboard).place[i][j] = 0;

alter = 1;

break;

}

}

}

}

}

}break;

case DOWN:

{

for (j = 0; j < 4; ++j, shun = -1)

{

for (i = 2; i >= 0; --i)

{

if ((*pboard).place[i][j] != 0)

{

for (t = i + 1; t < 4; ++t)

{

if ((*pboard).place[t][j] != 0)

{

if ((*pboard).place[t][j] == (*pboard).place[i][j] && shun != t)

{

(*pboard).num += (*pboard).place[t][j] *= 2;

(*pboard).place[i][j] = 0;

shun = t;

alter = 1;

}

else if (t - 1 != i)

{

(*pboard).place[t - 1][j] = (*pboard).place[i][j];

(*pboard).place[i][j] = 0;

alter = 1;

}

break;

}

else if (t == 3)

{

(*pboard).place[t][j] = (*pboard).place[i][j];

(*pboard).place[i][j] = 0;

alter = 1;

break;

}

}

}

}

}

}break;

case RIGHT:

{

for (i = 0; i < 4; ++i, shun = -1)

{

for (j = 2; j >= 0; --j)

{

if ((*pboard).place[i][j] != 0)

{

for (t = j + 1; t < 4; ++t)

{

if ((*pboard).place[i][t] != 0)

{

if ((*pboard).place[i][t] == (*pboard).place[i][j] && shun != t)

{

(*pboard).num += (*pboard).place[i][t] *= 2;

(*pboard).place[i][j] = 0;

shun = t;

alter = 1;

}

else if (t - 1 != j)

{

(*pboard).place[i][t - 1] = (*pboard).place[i][j];

(*pboard).place[i][j] = 0;

alter = 1;

}

break;

}

else if (t == 3)

{

(*pboard).place[i][t] = (*pboard).place[i][j];

(*pboard).place[i][j] = 0;

alter = 1;

break;

}

}

}

}

}

}break;

case LEFT:

{

for (i = 0; i < 4; ++i, shun = -1)

{

for (j = 1; j < 4; ++j)

{

if ((*pboard).place[i][j] != 0)

{

for (t = j - 1; t >= 0; --t)

{

if ((*pboard).place[i][t] != 0)

{

if ((*pboard).place[i][t] == (*pboard).place[i][j] && shun != t)

{

(*pboard).num += (*pboard).place[i][t] *= 2;

(*pboard).place[i][j] = 0;

shun = t;

alter = 1;

}

else if (t + 1 != j)

{

(*pboard).place[i][t + 1] = (*pboard).place[i][j];

(*pboard).place[i][j] = 0;

alter = 1;

}

break;

}

else if (t == 0)

{

(*pboard).place[i][t] = (*pboard).place[i][j];

(*pboard).place[i][j] = 0;

alter = 1;

break;

}

}

}

}

}

}break;

default:return -1;

}

if (alter)

{

++(*pboard).stepn;

return randget(pboard);

}

return 1;

}

//计算place数组中有多少个零，即多少个空位,返回值等同于 board1.zeronum

int calczeronum(struct board * pboard)

{

int i, j;

for ((*pboard).zeronum = 0, i = 0; i < 4; ++i)

for (j = 0; j < 4; ++j)

if ((*pboard).place[i][j] == 0)

++(*pboard).zeronum;

return (*pboard).zeronum;

}

//新数生成函数。每次有效执行 操作函数 时，进行新的数生成

int randget(struct board * pboard)

{

int i, j, t, x,

ifover(struct board *);

calczeronum(pboard);

t = (int)(rand() / 32768.0 * (*pboard).zeronum) + 1;

for (x = 0, i = 0; i < 4; ++i)

for (j = 0; j < 4; ++j)

if ((*pboard).place[i][j] == 0)

if (++x == t)

{

(*pboard).place[i][j] = 2 * ((int)(rand() / 32768.0 * 2) + 1);

if (!(--(*pboard).zeronum) || (*pboard).zeronum <= 0)

ifover(pboard);

return 0;

}

return -1;

}

//用来判断游戏是否结束，当board.zeronum 的值为零的时候，调用该函数进行判断。游戏结束时返回1，over值为1,否则返回可操作方向值，DOWN或RIGHT

int ifover(struct board * pboard)

{

int i;

for (i = 0; i < 4; ++i)

{

if ((*pboard).place[i][0] == (*pboard).place[i][1] || (*pboard).place[i][1] == (*pboard).place[i][2] || (*pboard).place[i][2] == (*pboard).place[i][3])

{

(*pboard).over = 0;

return DOWN;

}

if ((*pboard).place[0][i] == (*pboard).place[1][i] || (*pboard).place[1][i] == (*pboard).place[2][i] || (*pboard).place[2][i] == (*pboard).place[3][i])

{

(*pboard).over = 0;

return RIGHT;

}

}

return (*pboard).over = 1;

}

6、执行效果

7、总结

原计划是要在此基础上再做个2048游戏AI，让电脑去玩这个游戏，但时间受限，以及难度较高，导致无法限时内完成。

通过清屏，打印，清屏，打印，实现了游戏的动画效果，尽管是非常单调简单的，但是只通过单纯的打印函数实现，还是蛮有意思的。

C语言课程设计报告-游戏2048