1.   題目描述

小時候都玩過貪吃蛇這個經典的小遊戲，在我們的普通手機裡似乎都是必備的。它伴隨著我們的童年，經歷了好多好多時光。它帶給我們了許多的樂趣。

學習了c++這門程式語言後，我就想著能不能把它做出來，在我查看了相關知識後，明白了其中的道理，就嘗試著自己寫出這個小遊戲來，而且加入了許多可玩性的東西，包括等級選擇，暫停/繼續和分數制。整個程式採用了類和陣列的相關知識實現。

2.   分析思路

下面就來講講貪吃蛇的整個設計思路：

一、

           貪吃蛇的特點是隨機產生食物後，然後通過上下左右地方向鍵來控制貪吃蛇的移動，

當碰到食物時，便把它吃掉，從而身體長度增加一個，這裡便採用“#”作為蛇頭，”*”作為蛇身和食物。

           因此我便想到，產生的食物，是如何達到隨機的目的呢？通過查閱資料得知，在time.h標頭檔案中，定義了通過rand()函式來產生隨機數。下面是相關知識：

概述

rand()函式是產生隨機數的一個隨機函式。C語言裡還有srand()函式等。

詳述

(1)使用該函式首先應在開頭包含標頭檔案

#include<stdlib.h>(C++建議使用#include<cstdlib>，下同)

(2)在標準的C庫中函式rand()可以生成0~RAND_MAX之間的一個隨機數，其中RAND_MAX是中定義的一個整數，它與系統有關。

(3)rand()函式沒有輸入引數，直接通過

printf("Random numbers are: %i %i\n",rand(),rand());

(4)因為rand()函式是按指定的順序來產生整數，因此每次執行上面的語句都列印相同的兩個值，所以說C語言的隨機並不是真正意義上的隨機，有時候也叫偽隨機數。

(5)為了使程式在每次執行時都能生成一個新序列的隨機值，我們通常通過為隨機數生成器提供一粒新的隨機種子。函式srand()(來自可以為隨機數生成器播散種子。只要種子不同rand()函式就會產生不同的隨機數序列。srand()稱為隨機數生成器的初始化器。

由於一開始沒有使用

time() 函式返回自 Unix 紀元（January 1 1970 00:00:00 GMT）起的當前時間的秒數。^[1]

主要用來獲取當前的系統時間，返回的結果是一個time_t型別，其值表示從UTC（Coordinated Universal Time）時間1970年1月1日00:00:00（稱為UNIX系統的Epoch時間）到當前時刻的秒數。然後呼叫localtime函式將time_t所表示的UTC時間轉換為本地時間（我們是+8區，比UTC多8個小時）並轉成struct tm型別，該型別的各資料成員分別表示年月日時分秒。需要包含標頭檔案<time.h>。

C標準庫函式

time_t time(time_t *t);

如果t是空指標，直接返回當前時間。如果t不是空指標，返回當前時間的同時，將返回值賦予t指向的記憶體空間。

這樣便通過rand()函式產生了隨機數，對其進行取模，便得到一定範圍內的隨機數了。

二、

然後便是吃食的問題了，當蛇頭遇到一個食物時（食物在貪吃蛇前進的方向上），便將該食物變為蛇頭，然後將原先的蛇頭變為蛇身，從而達到了吃食的目的。

那如果沒有碰到食物呢？就按照原來的方向或者鍵盤按下的方向繼續前進就是了。

三、

         下面就是實現的問題了，如何將每個動態都展現出來呢？就是說貪吃蛇是一下一下往前移動的，這個又是如何實現的呢？

         這裡我使用了clock()函式，下面是相關知識：

clock()是C/C++中的計時函式，而與其相關的資料型別是clock_t。在MSDN中，查得對clock函式定義如下：

clock_t clock(void) ;

簡單而言，就是該程式從啟動到函式呼叫佔用CPU的時間。這個函式返回從“開啟這個程式程序”到“程式中呼叫clock()函式”時之間的CPU時鐘計時單元（clock tick）數，在MSDN中稱之為掛鐘時間（wal-clock）；若掛鐘時間不可取，則返回-1。其中clock_t是用來儲存時間的資料型別。

         因此，通過定義int start = clock();while(clock()-start<=gamespeed);這樣一個方式來達到了延時的目的，延時的時間則根據gamespeed的值來確定，當gamespeed值越小時，延時時間越短。經過延時後，再執行下一步程式碼，從而實現了貪吃蛇自動前進的功能和控制其前進的速度啦。

         然而，僅僅有這些還是不行的，還需要解決輸出問題。

         通過查閱資料得知，system(“cls”);具有清屏的功能，清除當前螢幕上的內容，進行下一步的輸出，因此我便使用了每動一下都要進行清屏，然後將貪吃蛇棋盤整個畫面進行輸出。

四、

         為了增加遊戲的娛樂性，我又從中加入了等級選擇功能，通過輸入數字來選擇等級，等級越高，貪吃蛇移動速度越快，而且得分越高。得分規則：score += grade*20;

         考慮到遊戲的功能性，在遊戲結束後輸出得分情況，並提示是否繼續遊戲，而不是直接退出遊戲，這樣使用者就不必每次遊戲失敗後重新開啟程式進行遊戲，而是通過選擇的方式決定繼續遊戲或者退出遊戲。

         而且加入暫停功能，當玩家玩累了，需要暫停的時候，按下空格（space）鍵實現暫停，

但由於我的原因，無法解決需要按兩下空格才能繼續遊戲的bug，就暫定為按兩下空格鍵繼續遊戲吧。

#include <windows.h>
#include <stdlib.h>
#include <conio.h>
#include <time.h>
#include <cstring>
#include <cstdio>
#include <iostream>
#define  N 22
using namespace std;

    int gameover;

    int x1, y1; // 隨機出米

    int x,y;

    long start;

//=======================================
//類的實現與應用initialize
//=======================================

//下面定義貪吃蛇的座標類
class snake_position
{
public:

    int x,y;      //x表示行，y表示列

    snake_position(){};

    void initialize(int &);//座標初始化


};

snake_position position[(N-2)*(N-2)+1]; //定義貪吃蛇座標類陣列，有(N-2)*(N-2)個座標

void snake_position::initialize(int &j)
{
        x = 1;

        y = j;
}


//下面定義貪吃蛇的棋盤圖

class snake_map
{

private:

    char s[N][N];//定義貪吃蛇棋盤，包括牆壁。

    int grade, length;

    int gamespeed; //前進時間間隔

    char direction; // 初始情況下，向右運動

    int head,tail;

    int score;

    bool gameauto;

public:

    snake_map(int h=4,int t=1,int l=4,char d=77,int s=0):length(l),direction(d),head(h),tail(t),score(s){}

    void initialize();   //初始化函式

    void show_game();

    int updata_game();

    void setpoint();

    void getgrade();

    void display();


};

//定義初始化函式，將貪吃蛇的棋盤圖進行初始化

void snake_map::initialize()
{
    int i,j;

    for(i=1;i<=3;i++)

        s[1][i] = '*';

    s[1][4] = '#';

    for(i=1;i<=N-2;i++)

        for(j=1;j<=N-2;j++)

            s[i][j]=' '; // 初始化貪吃蛇棋盤中間空白部分

    for(i=0;i<=N-1;i++)

        s[0][i] = s[N-1][i] = '-'; //初始化貪吃蛇棋盤上下牆壁

    for(i=1;i<=N-2;i++)

        s[i][0] = s[i][N-1] = '|'; //初始化貪吃蛇棋盤左右牆壁
}


//============================================
//輸出貪吃蛇棋盤資訊

void snake_map::show_game()

{

    system("cls"); // 清屏

    int i,j;

    cout << endl;

    for(i=0;i<N;i++)
    {

        cout << '\t';

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

            cout<<s[i][j]<<' '; // 輸出貪吃蛇棋盤

        if(i==2) cout << "\t等級：" << grade;

        if(i==6) cout << "\t速度：" << gamespeed;

        if(i==10) cout << "\t得分：" << score << "分" ;

        if(i==14) cout << "\t暫停：按一下空格鍵" ;

        if(i==18) cout << "\t繼續：按兩下空格鍵" ;

        cout<<endl;
    }
}

//輸入選擇等級
void snake_map::getgrade()
{
    cin>>grade;

    while( grade>7 || grade<1 )
    {
        cout << "請輸入數字1-7選擇等級，輸入其他數字無效" << endl;

        cin >> grade;
    }
    switch(grade)
    {
        case 1: gamespeed = 1000;gameauto = 0;break;

        case 2: gamespeed = 800;gameauto = 0;break;

        case 3: gamespeed = 600;gameauto = 0;break;

        case 4: gamespeed = 400;gameauto = 0;break;

        case 5: gamespeed = 200;gameauto = 0;break;

        case 6: gamespeed = 100;gameauto = 0;break;

        case 7: grade = 1;gamespeed = 1000;gameauto = 1;break;

    }

}

//輸出等級，得分情況以及稱號

void snake_map::display()
{

    cout << "\n\t\t\t\t等級：" << grade;

    cout << "\n\n\n\t\t\t\t速度：" << gamespeed;

    cout << "\n\n\n\t\t\t\t得分：" << score << "分" ;

}

//隨機產生米
void snake_map::setpoint()
{
    srand(time(0));

    do
    {

        x1 = rand() % (N-2) + 1;

        y1 = rand() % (N-2) + 1;

    }while(s[x1][y1]!=' ');

    s[x1][y1]='*';
}

char key;

int snake_map::updata_game()
{
    gameover = 1;

    key = direction;

    start = clock();

    while((gameover=(clock()-start<=gamespeed))&&!kbhit());

    //如果有鍵按下或時間超過自動前進時間間隔則終止迴圈



        if(gameover)
        {

            getch();

            key = getch();
        }

        if(key == ' ')

        {
            while(getch()!=' '){};//這裡實現的是按空格鍵暫停，按空格鍵繼續的功能，但不知為何原因，需要按兩下空格才能繼續。這是個bug。
        }

        else

            direction = key;

        switch(direction)
        {
            case 72: x= position[head].x-1; y= position[head].y;break; // 向上

            case 80: x= position[head].x+1; y= position[head].y;break; // 向下

            case 75: x= position[head].x; y= position[head].y-1;break; // 向左

            case 77: x= position[head].x; y= position[head].y+1; // 向右

        }

        if(!(direction==72||direction==80||direction==75 ||direction==77))   // 按鍵非方向鍵

            gameover = 0;

        else if(x==0 || x==N-1 ||y==0 || y==N-1)   // 碰到牆壁

            gameover = 0;

        else if(s[x][y]!=' '&&!(x==x1&&y==y1))    // 蛇頭碰到蛇身

            gameover = 0;

        else if(x==x1 && y==y1)

        { // 吃米，長度加1

            length ++;

            if(length>=8 && gameauto)

            {

                length -= 8;

                grade ++;

                if(gamespeed>=200)

                    gamespeed -= 200; // 改變貪吃蛇前進速度

                else

                    gamespeed = 100;

            }

            s[x][y]= '#';  //更新蛇頭

            s[position[head].x][position[head].y] = '*'; //吃米後將原先蛇頭變為蛇身

            head = (head+1) % ( (N-2)*(N-2) );   //取蛇頭座標

            position[head].x = x;

            position[head].y = y;

            show_game();

            gameover = 1;

            score += grade*20;  //加分

            setpoint();   //產生米

        }

        else
        { // 不吃米

            s[position[tail].x][position[tail].y]=' ';//將蛇尾置空

            tail= (tail+1) % ( (N-2) * (N-2) );//更新蛇尾座標

            s[position[head].x][position[head].y]='*';  //將蛇頭更為蛇身

            head= (head+1) % ( (N-2) * (N-2) );

            position[head].x = x;

            position[head].y = y;

            s[position[head].x][position[head].y]='#'; //更新蛇頭

            gameover = 1;

        }
    return gameover;

}
//====================================
//主函式部分
//====================================
int main()
{
    char ctn = 'y';

    int nodead;

    cout<<"\n\n\n\n\n\t\t\t 歡迎進入貪吃蛇遊戲!"<<endl;//歡迎介面;

    cout<<"\n\n\n\t\t\t 按任意鍵馬上開始。。。"<<endl;//準備開始;;

    getch();

    while( ctn=='y' )
    {
        system("cls"); // 清屏

        snake_map snake;

        snake.initialize();

        cout << "\n\n請輸入數字選擇遊戲等級：" << endl;

        cout << "\n\n\n\t\t\t1.等級一：速度 1000 \n\n\t\t\t2.等級二：速度 800 \n\n\t\t\t3.等級三：速度 600 ";

        cout << "\n\n\t\t\t4.等級四：速度 400 \n\n\t\t\t5.等級五：速度 200 \n\n\t\t\t6.等級六：速度 100 \n\n\t\t\t7.自動升級模式" << endl;

        snake.getgrade();//獲取等級

        for(int i=1;i<=4;i++)
        {
            position[i].initialize(i);//初始化座標
        }

        snake.setpoint();  // 產生第一個米

        do
        {
            snake.show_game();

            nodead = snake.updata_game();

        }while(nodead);

        system("cls"); //清屏



        cout << "\n\n\n\t\t\t\tGameover！\n\n"<<endl;

        snake.display();//輸出等級/得分情況

        cout << "\n\n\n\t\t    是否選擇繼續遊戲？輸入 y 繼續，n 退出" << endl;

        cin >> ctn;

    }

    return 0;
}