2048小游戏代码解析 C语言版

2048小游戏，也算是风靡一时的益智游戏。其背后实现的逻辑比较简单，代码量不算多，而且趣味性强，适合作为有语言基础的童鞋来加强编程训练。本篇分析2048小游戏的C语言实现代码。

前言

游戏截图：

 游戏实现原理：

1. 使用终端图形库文件curses绘制终端里的图形。
2. 使用一个二维数组保存4 x 4 空格中的变量。
3. 键盘输入控制移动，经过逻辑判断，二维数组数据变化。
4. 二维数组数据变化后交给图形函数显示出来。

库文件curses介绍：

curses是一种终端图形绘制库，利用curses可以在终端中绘制多种图形。

简单demo

#include <stdio.h>
#include <curses.h>

int main()
{
    initscr();
    border(,,,,,,,);
    move(,);
    printw("%s","hello world");
    refresh();
    char ch=getch();
    endwin();

    return ;
}

编译：gcc curses_demo.c -lcurses

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2048实现代码分析

根据2048实现原理，代码要实现的主要有三件事：

1. 图形绘制
2. 游戏逻辑操作
3. 图形加载逻辑结果

主程序代码如下：

 C语言版代码分析

//-------------头文件--------------------//
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <curses.h>
#include <time.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
//--------------------------------------//

//------------------全局变量-------------------------------
// 游戏主界面是一个 4*4 的 16 宫格，使用二维数组进行表示，用 0 表示空格
int a[][] = {};

// 16 宫格中空格的个数
int empty;
// 涉及到新产生的数字的位置的两个变量
int old_y, old_x;

//所有的C语言代码就是在这三个函数中
int main()
{
    //初始化函数
    init();
    //游戏运行时函数
    play();
    //结束函数，清屏
    //endwin()来关闭 curses 模式.
    endwin();

    return ;
}

main()函数代码分析

头文件+全局变量

头文件中包含的库文件如下：

• <stdio.h> 标准输入输出
• <stdlib.h> 设计到内存操作函数
• <curses.h> 绘制图形库文件
• <time.h> 时间函数
• <unistd.h> 睡眠函数库文件
• <signal.h> 信号相关操作库文件

主函数代码

主函数中共有三个子函数，其中复杂的为前两个，第三个为curses关闭的函数，没有任何逻辑。init()函数的作用是游戏准备，绘图函数等。play()函数是游戏运行的主要逻辑函数。

下面分别分析init()函数和play()函数的实现。

init()函数

• 必要的curses库开启函数
• 设置游戏开始时空格数为15
• 产生两个随机数x、y作为第一个数字的位置下标
• 调用draw()函数来绘制图形

所有的图形绘制都是依靠draw()函数来完成的。下面来分析该函数。

draw()函数

• 使用两个双层循环绘制4*4窗格。
• 调用draw_one()函数将全局变量数组a[][]中的数据显示在空格中。

 draw()_one()函数

• 将a[][]中的数字转换成c[]中的字符
• 循环c[]输出字符，并显示在图形中

play()函数代码

play函数是整个游戏的主题函数，负责移动，判断等逻辑。游戏的逻辑主要分两个步骤来完成，以向左移动为例来说明：

1、循环16个窗口，从(0,0)开始，如果(0,1)和(0,0)相同，则两个相加，并将(0,1)置为0。然后继续判断(0,2)和现在的(0,0)是否相同，相同则相加到(0,0)中。直到(0,0)右边都判断完成结束。

2、以上步骤只是完成一个窗口(0,0)的判断，使用循环将16个都完成相加。

3、所有的完成相加之后可能的情况是下面这样的，还须将所有的数字都移到左边。以图中(1,1)为例，循环到(1,1)时，判断左边的窗口是否为0，如果为0，则向左移动一个，继续判断左边是否为0，直到移动到最左边。

具体的代码分析：

• 使用一个死循环while(1)来循环接收输入，判断等。
• ch=getch()接收输入，switch case来判断输入的内容。

具体分析其中一个，以向左移动为例：

• 循环判断每一个空格中的数字
• 如果为0，则继续下一次循环；如果不为0，则判断其右边的格子中数字是否相同。
• 如果右边格子中的数字和当前格子中相同，那么相加，继续判断右边的右边直到数组到底。
• 所有相同的数字都相加结束之后，将所有的数字整体向左移动。

case :    // 左移方向键
    for(y = ; y < ; y++)
        for(x = ; x < ; )
        {
            //如果a[y][x]中的值为0，则跳过该次循环
            if(a[y][x] == )
            {
                x++;
                continue;
            }
            else //如果a[y][x]中的值不为0，则
            {

                //循环的思想是，以传入的坐标为基点，向右边搜索，如果右边的和基点相等，则将两个点相加
                //相加之后继续向后搜索，还有相等的则继续相加。直到超出范围而退出。
                //下一次循环继续搜索。

                for(i = x + ; i < ; i++)
                {
                    //判断a[y][x+1]，即该空格的右边的对应位置是否为0，如果为0则退出本次循环
                    if(a[y][i] == )
                    {
                        continue;
                    }
                    else //如果不为0，则判断是否相等，如果相等则相加，然后将后面一个置0，退出循环
                    {
                        if(a[y][x] == a[y][i])
                        {
                            a[y][x] += a[y][i];
                            a[y][i] = ;

                            //当有相加产生之后，会多出一个空格。这里体现空格的减少。
                            empty++;
                            break;
                        }
                        else
                        {
                            break;
                        }
                    }
                }

                //当该次循环退出之前，只是完成了该基点的一次搜索，所以要向右边移动一个，继续下一次的业务。
                x = i;
            }
        }

    //当所有的相加都完成之后，要将数据整体向左移动，体现在数据全都左移。

    //将所有的数值向左移
    for(y = ; y < ; y++)
        for(x = ; x < ; x++)
        {
            //如果该位为0，则不动，因为需要移动的是有数值的项
            if(a[y][x] == )
            {
                continue;
            }
            else //如果该为不为0，则向左移动一位，前提是判断该位的左边是空位
            {    //如果前面是左边是空位，则移动到空位上，继续判断左边的左边是不是空位，如果是则继续移动，直到所有的都移动完成。
                for(i = x; (i > ) && (a[y][i-] == ); i--)
                {
                    a[y][i-] = a[y][i];
                    a[y][i] = ;

                    //一旦移动过，就将move置1，方便后面空格中生成新的数据
                    move = ;
                }
            }
        }
    break;

当switch case结束之后，要完成当前状态的检验：

• 判断空格的剩余数，如果剩余小于等于0，则游戏结束
• 如果不等于0，则判断空格是否等于上次或者有移动，两者有一个成立，就要生成新的数字
• 产生新数字的下标a[x][y]中的x、y，直到该x、y对应的数组a[][]上为空值时才成功
• 判断该x、y是否为最佳出现地点
• 生成不等于0或者2的时候退出。（不明白的这里的逻辑）

在第四步中使用了函数cnt_value()来判断下一个数字出现的最佳地点，后面单独分析。

cnt_value()

该函数主要选择出下一个数字的最佳出现地点，原则就是周围的空格数最多。

• 以上一步骤产生的x、y为起点，算出其左右的空格数。
• 循环所有的空格，统计其周围8个空格的空格数。如果有空格数大于起点的，则生成新的数字。

cnt_one()为具体计算某一个空格周围8个格子的空格数的函数。逻辑简单，不做具体分析。

 cnt_one()

整个逻辑都很正常，除了这最后的cnt_value()函数，这里要找出四周空格最多的一个窗口，而直接将随机产生的窗口作为周围空格最多的就不合理了(max并非最多)。后面只要出现空格数大于该窗口的就选为下一个数字出现的窗格，实际获取的并未最多空格的下标。应该是统计出4*4窗格中周围空格数最多的，然后在最多的窗口处出现下一个数字。不知道是我分析有误还是代码如此？如果有读者看出还请指正。