C語(yǔ)言手把手教你實(shí)現(xiàn)貪吃蛇AI（上）
本文實(shí)例為大家分享了手把手教你實(shí)現(xiàn)貪吃蛇AI的具體步驟，供大家參考，具體內(nèi)容如下
1. 目標(biāo)
編寫一個(gè)貪吃蛇AI，也就是自動(dòng)繞過(guò)障礙，去尋找最優(yōu)路徑吃食物。
2. 問(wèn)題分析
為了達(dá)到這一目的，其實(shí)很容易，總共只需要兩步，第一步抓一條蛇，第二步給蛇裝一個(gè)腦子。具體來(lái)說(shuō)就是，首先我們需要有一條普通的貪吃蛇，也就是我們常玩兒的，手動(dòng)控制去吃食物的貪吃蛇；然后給這條蛇加入AI，也就是通過(guò)算法控制，告訴蛇怎么最方便的繞開障礙去吃食物。為了講清楚這個(gè)問(wèn)題，文章將分為三部分：上，寫一個(gè)貪吃蛇程序；中，算法基礎(chǔ)（需要運(yùn)用到什么算法）；下，運(yùn)用算法基礎(chǔ)中的算法編寫一個(gè)貪吃蛇AI。
在動(dòng)手寫貪吃蛇之前，我們需要想清楚以下幾個(gè)問(wèn)題，就非常容易了：
a. 蛇身。由于蛇在吃食物的過(guò)程中會(huì)不斷的長(zhǎng)大，所以很適合用單鏈表表示，并且吃食物的過(guò)程就是用頭插法插入元素的過(guò)程
b. 食物。食物直接用隨機(jī)生成函數(shù)，隨機(jī)生成食物，但是需要檢查，所生成的食物的位置不可以和蛇身重合
c. 顯示。我們需要實(shí)時(shí)的顯示出蛇身的移動(dòng)，但事實(shí)上，我們不用每次都打印整個(gè)蛇身，因?yàn)樯呱砻孔咭徊?，僅僅是蛇頭和蛇尾的位置移動(dòng)一格，其他的地方都沒有變化，所以只需要打印一個(gè)新的蛇頭，并把蛇尾的位置抹掉，那么視覺效果就是蛇身先前移動(dòng)了一格，這個(gè)過(guò)程中，我們需要用到SetConsoleCursorPosition()，將光標(biāo)移到到指定的位置（比如蛇尾），完成相應(yīng)的操作（比如打印空格抹掉蛇尾）
d.控制。我們需要用鍵盤來(lái)控制蛇身的移動(dòng)，這個(gè)程序中是利用上下左右方向鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這里需要用到GetAsyncKeyState()，來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)按鍵的狀態(tài)
3. 運(yùn)行效果
4. 源代碼
總共由三個(gè)文件組成gluttonous.h，source.c & main.cpp。由于這個(gè)貪吃蛇是用于后面加AI，所以并沒有加入一些錯(cuò)誤檢測(cè)，比如是否撞到邊界，是否撞到蛇身等。
需要注意的是，這個(gè)程序中用到了比較特殊的字符('■')來(lái)表示游戲空間的邊界，在VS2013中可以正常編譯，但是在codeblock中會(huì)亂碼。
另外還有一點(diǎn)容易混淆的是，我們通常都是用（x，y）坐標(biāo)表示第x行，第y列，但是在SetConsoleCursorPosition(x,y)中，表示把光標(biāo)移動(dòng)到第y行，第x列
4.1 gluttonous.h
#ifndef SNAKE_H_
#define SNAKE_H_
#include<stdio.h>
#include<Windows.h> //SetConsoleCursorPosition, sleep函數(shù)的頭函數(shù)
#include<time.h> //time()的頭函數(shù)
#include<malloc.h> //malloc()的頭函數(shù)
#define N 32 //地圖大小
#define snake_mark '#'//表示蛇身
#define food_mark '$'
#define sleeptime 500
/*表示蛇身坐標(biāo)的結(jié)構(gòu)體*/
typedef struct SNAKE{
int x; //行坐標(biāo)
int y; //列坐標(biāo)
struct SNAKE* next;
}snake_body, *psnake;
extern psnake food;
typedef enum Direction{
U,D,L,R} direction;//蛇頭的朝向
extern direction snake_direction;
void set_cursor_position(int x, int y);
void initial_map();
psnake initial_snake();
void create_food(psnake snake,psnake food);
void printe_map(psnake snake, psnake food);
int is_food(psnake snake_head, psnake food);
int is_boundary(psnake snake_head, psnake food);
int is_snakebody(psnake snake_head, psnake food);
psnake snake_move(psnake sanke, psnake food);
void control_snake();
#endif
4.2 source.cpp
#include"gluttonous.h"
void set_cursor_position(int x, int y)
{
COORD coord = { x, y };//x表示列，y表示行。
SetConsoleCursorPosition(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE), coord);
}
/*初始化后的地圖為 N列 N/2行*/
/*游戲的空間為2至N+1列，1至N/2行*/
void initial_map()
{
int i = 0;
//打印上下邊框（每個(gè)■占用一行兩列）
for (i = 0; i<N/2+2; i++)
{
set_cursor_position(2*i, 0);
printf("■");
set_cursor_position(2*i, N/2+1);
printf("■");
}
for (i = 0; i<N/2+2; i++) //打印左右邊框
{
set_cursor_position(0, i);
printf("■");
set_cursor_position(N+2, i);
printf("■");
}
}
/*初始化蛇身*/
/*蛇身初始化坐標(biāo)為（5,8）,(4,8), (3,8) */
psnake initial_snake()
{
int i=5;//列
int j = N / 4;//行
psnake snake = NULL, tsnake = NULL, temp = NULL;
snake = (psnake)malloc(sizeof(snake_body));
(snake)->x = i;
(snake)->y = j;
(snake)->next = NULL;
tsnake = snake;
for (i = 4; i >2; i--)
{
temp = (psnake)malloc(sizeof(snake_body));
(temp)->x = i;
(temp)->y = j;
(temp)->next = NULL;
(tsnake)->next = (temp);
(tsnake) = (tsnake)->next;
}
return snake;
}
void create_food(psnake snake, psnake food)
{
static int i=1;
psnake head = snake;
srand((unsigned)time(NULL));
food->x = rand() % N + 2;
food->y = rand() % (N/2) + 1;
//檢查食物是否和蛇身重回
while (head)
{
if (head->x == food->x && head->y == food->y)
{
free(food);
food = NULL;
create_food(snake,food);
}
else
{
head = head->next;
}
}
}
void printe_map(psnake snake, psnake food)
{
psnake temp=snake;
while (temp)
{
set_cursor_position(temp->x, temp->y);
printf("%c",snake_mark);
temp = temp->next;
}
if (food)
set_cursor_position(food->x,food->y );
printf("%c",food_mark);
set_cursor_position(0, N/2+2);
}
//判斷是否吃到食物，吃到食物返回 1，否則返回 0；
int is_food(psnake snake_head, psnake food)
{
if (snake_head->x == food->x && snake_head->y == food->y)
return 1;
return 0;
}
//判斷是否撞到墻，撞到墻返回 1，否則返回 0；
int is_boundary(psnake snake_head)
{
if (snake_head->y <= 0 || snake_head->y >= N / 2 + 1 || snake_head->x <= 1 || snake_head->x >= N + 1)
return 1;
return 0;
}
//判斷是否撞到自己，撞到自己返回 1，否則返回 0；
int is_snakebody(psnake snake_head)
{
psnake temp=snake_head->next;
while (temp)
{
if (snake_head->x == temp->x && snake_head->y == temp->y)
return 1;
else
temp = temp->next;
}
return 0;
}
//將蛇身移動(dòng)到合適的位置，并打印出來(lái)
psnake snake_move(psnake snake, psnake food)
{
psnake snake_head = (psnake)malloc(sizeof(snake_body));
if (snake_direction == U)
{
snake_head->y = snake->y-1;
snake_head->x = snake->x;
snake_head->next = snake;
}
else if (snake_direction == D)
{
snake_head->y = snake->y + 1;
snake_head->x = snake->x;
snake_head->next = snake;
}
else if (snake_direction == L)
{
snake_head->y = snake->y;
snake_head->x = snake->x - 1;
snake_head->next = snake;
}
else if (snake_direction == R)
{
snake_head->y = snake->y;
snake_head->x = snake->x + 1;
snake_head->next = snake;
}
if (is_food(snake_head, food))//如果是食物
{
create_food(snake_head, food);
printe_map(snake_head, food);
}
else if (is_boundary(snake_head) == 0 && is_snakebody(snake_head) == 0)//不是食物，不是邊界，也不是蛇身
{
psnake temp = snake_head;
while (temp->next->next)//尋找蛇尾
{
temp = temp->next;
}
set_cursor_position(temp->next->x, temp->next->y);
printf(" ");//把蛇尾用空格消掉
free(temp->next);//釋放蛇尾的內(nèi)存空間
temp->next = NULL;//將temp的next置成NULL
printe_map(snake_head, food);
}
else
{
free(snake_head);
snake_head = NULL;
}
return snake_head;
}
void control_snake()
{
if (GetAsyncKeyState(VK_UP) && snake_direction != D)
{
snake_direction = U;
}
else if (GetAsyncKeyState(VK_DOWN) && snake_direction != U)
{
snake_direction = D;
}
else if (GetAsyncKeyState(VK_LEFT) && snake_direction != R)
{
snake_direction = L;
}
else if (GetAsyncKeyState(VK_RIGHT) && snake_direction != L)
{
snake_direction = R;
}
}
4.3 main.cpp
#include"gluttonous.h"
direction snake_direction;
psnake food;
int main(void)
{
psnake snake;
initial_map();
snake=initial_snake();
food = (psnake)malloc(sizeof(snake_body));
food->next = NULL;
create_food(snake, food);
printe_map(snake, food);
snake_direction = R;
while (1)
{
Sleep(sleeptime);
control_snake();
snake=snake_move(snake, food);
}
return 0;
}
以上就是本文的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。
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