C语言的图形编程应用—迷宫游戏
课程设计报告书
题目C语言的图形编程应用—迷宫游戏
系别计算机工程系
专业计算机科学与技术
班级
姓名
指导教师
下达日期2011 年12 月14 日
设计时间自2011年12月19日至2011年12月30日
指导教师评语
课程设计任务书
目录
Ⅰ.程序设计目的 (3)
Ⅱ.运行环境 (3)
Ⅲ.程序功能 (3)
Ⅳ.程序设计内容 (3)
Ⅳ.1设计界面 (3)
Ⅳ.2设计思路 (3)
Ⅳ.3流程图 (4)
Ⅳ.4主要功能模块 (4)
Ⅴ.小结与启发 (10)
Ⅵ.参考文献 (11)
Ⅰ.程序设计目的
通过典型实例―——迷宫问题,加深对递归算法的理解和编制,掌握数组的运用。
Ⅱ.运行环境
主要在Windows 2000/XP操作系统TC下运行。
Ⅲ.程序功能
迷宫是深受大家喜爱的游戏之一,一般设计迷宫为二维平面图,将迷宫的左上角做入口,右下角做出口,求出从入口点到出口点的一条通路,作为线性结构的典型应用,大多是用非递归方法实现,输出用0代表通路,1代表墙壁。而本程序生成一个美观逼真的迷宫图,它是随机生成的且迷宫大小可以改变,迷宫的大小为N*N,N预定义为常数,修改N的值可以改变迷宫的大小(只要不超过屏幕显示范围),而程序不必做修改。程序采用了两种运行方式:一种系统自动运行探索,用递归方法实现;一种是由人工操作探索通路,这利用了手动操作8个代表不同的方向的键位来实现。用白色表示可走的路,棕色表示墙壁不可以通过。
Ⅳ.程序设计内容
Ⅳ.1设计界面
系统运行首先出现提示字符串“Please select hand(1)else auto”,询问是选择人工探索还是系统自动探索,当用户输入字符1按回车键后出现一个迷宫图,红色矩形块(表示探索物)出现在左上角,这是可以代表8个方向的字符选择通路,遇到墙壁不能通行,按回车键结束探索,如果这时探索物移动到右下角出口,则显示找到通路信息,否则显示没找到通路信息。如图1为人工探索通路的界面。
在提示信息后,如果输入的字符不是1,则系统自动查找通路,如果没有找到通路,则显示没有找到通路信息。如果找到通路,则用红色标记走过的路径。
图1 Ⅳ.2设计思路
程序首先要考虑迷宫的表示,这是一个二维关系图,典型的存贮储方式是选择二维数组,数组元素的值只有两种状态,所以取值为0或1,0表通路,1表示墙壁,这里取名为map。图形的显示就可以根据数组元素的值来确定。如果是人工探索,则根据按键来确定探索物的位置坐标,
利用循环语句即可实现;如果系统自动探索,并且在8个方向探索,则问题相对复杂,我们采用了递归的方法实现。
Ⅳ.3流程图
Ⅳ.4主要功能模块
共分为八个模块:
第一个模块—主函数main()的功能是:首先确定是人工还是系统自动探索,通过输入字符选定。选定后调用图形初始化函数,接着调用迷宫生成函数及迷宫显示函数。然后根据输入的字符调用人工探索函数或自动探索函数,探索完毕进行结果处理,最后关闭图形系统,程序结束。
void main(void)/*主函数*/
{
int map[N][N]; /*迷宫数组*/
char ch;
clrscr();
printf("\n Please select hand(1) else auto\n");/*选择探索方式*/
scanf("%c",&ch);
Init(); /*初始化*/
MapRand(map);/*生成迷宫*/
PrMap(map);/*显示迷宫图*/
if(ch=='1')
PeopleFind(map);/*人工探索*/
else
FindWay(map,1,1);/*系统自动从下标1,1的地方开始探索*/
Result();/*输出结果*/
Close();
}
第二个模块—初始化函数Init()的功能是:由于迷宫是在图形方式下显示的,所以要进行图形初始化。由于学校提供的机子硬件所限定,图形驱动器(gdriver)的符号常数为VGA,图形模式(gmode)的符号常数为VGAHI,但我选择自动检测。
void Init(void)/*图形初始化*/
{
int gd=DETECT,gm;
initgraph(&gd,&gm,"c:\\tc");
}
第三个模块—迷宫生成函数MapRand()的功能是:用数组map表示一个迷宫,要随机生成迷宫,数组元素的值利用随机函数生成0或1的数。
void MapRand(int (*map)[N])/*开始的随机迷宫图*/
{
int i,j;
cleardevice();/*清屏*/
randomize(); /*随机数发生器*/
for(i=0;i { for(j=0;j { if(i==0||i==N-1||j==0||j==N-1)/*最外面一圈为墙壁*/ map[i][j]=1; else if(i==1&&j==1||i==N-2&&j==N-2)/*出发点与终点表示为可走的*/ map[i][j]=0; else map[i][j]=random(2);/*其它的随机生成0或1*/ } } } 第四个模块—迷宫显示函数PrMap()的功能:根据数组map的值输出迷宫图,利用函数 setfillstyle()设置图形实体填充样式bar()函数输出矩形块。数组元素的下标为矩形块的中心坐标,利用两重循环语句可以完成迷宫图的显示。 void PrMap(int (*map)[N])/*输出迷宫图*/ { int i,j; for(i=0;i for(j=0;j if(map[i][j]==0) { setfillstyle(SOLID_FILL,WHITE);/*白色为可走的路*/ bar(100+j*15-6,50+i*15-6,100+j*15+6,50+i*15+6); } else { setfillstyle(SOLID_FILL,7);/*棕色为墙壁*/ bar(100+j*15-6,50+i*15-6,100+j*15+6,50+i*15+6); } } 第五个模块—系统自动FindWay()的功能:从下标(1,1)开始探索,依次按照右下、下、右、右上、左、左下、左上的顺序前进,若该方向上的值为0,则前进一步。 int FindWay(int (*map)[N],int i,int j)/*递归找路*/ { if(i==N-2&&j==N-2)/*走到出口*/ { yes=1;/*标志为1,表示成功*/ return; } map[i][j]=1;/*走过的地方变为1*/ WayCopy(oldmap,map); /*拷贝迷宫图*/ if(oldmap[i+1][j+1]==0&&!yes)/*判断右下方是否可走*/ { FindWay(oldmap,i+1,j+1); if(yes)/*如果到达出口了,再把值赋给显示路线的way数组,也正是这个原因, 所以具体路线是从最后开始保存*/ { way[wayn][0]=i; way[wayn++][1]=j; return; } } WayCopy(oldmap,map); if(oldmap[i+1][j]==0&&!yes)/*判断下方是否可以走,如果标志yes已经是1也不用找下去了*/ { if(yes) { way[wayn][0]=i; way[wayn++][1]=j; return; } } WayCopy(oldmap,map); if(oldmap[i][j+1]==0&&!yes)/*判断右方是否可以走*/ { FindWay(oldmap,i,j+1); if(yes) { way[wayn][0]=i; way[wayn++][1]=j; return; } } WayCopy(oldmap,map); if(oldmap[i-1][j]==0&&!yes)/*判断上方是否可以走*/ { FindWay(oldmap,i-1,j); if(yes) { way[wayn][0]=i; way[wayn++][1]=j; return; } } WayCopy(oldmap,map); if(oldmap[i-1][j+1]==0&&!yes)/*判断右上方是否可以走*/ { FindWay(oldmap,i-1,j+1); if(yes) { way[wayn][0]=i; way[wayn++][1]=j; return; } } WayCopy(oldmap,map); if(oldmap[i+1][j-1]==0&&!yes)/*判断左下方是否可以走*/ { if(yes) { way[wayn][0]=i; way[wayn++][1]=j; return; } } WayCopy(oldmap,map); if(oldmap[i][j-1]==0&&!yes)/*判断左方是否可以走*/ { FindWay(oldmap,i,j-1); if(yes) { way[wayn][0]=i; way[wayn++][1]=j; return; } } WayCopy(oldmap,map); if(oldmap[i-1][j-1]==0&&!yes)/*判断左上方是否可以走*/ { FindWay(oldmap,i-1,j-1); if(yes) { way[wayn][0]=i; way[wayn++][1]=j; return; } } return; } 第六个模块—人工探索PeopleFind()的功能:首先输出迷宫图以及人工控制操作图示,红色探索出现在左上角,采用人工控制8个方向的移动,由于是8个方向,用光标键只能控制4个方向,为了统一采用了临近的8个字符,Q,W,E,A,D,Z,X,C代表8个方向,按了字符后,对应方向不是墙壁,可以将红色探索物移到相应的位置,按回车表示结果人工操作。如果此时map数组元素的坐标是出口,则yes的值为1,探索成功,否则值为0。由于探索物不停的移动,要在新位置显示,并将走过的路恢复为白色通路,可以调用DrawPeople(&x,&y,n)完成.参数x和y代表所在的行坐标和列坐标,n代表所选的方向,根据n的值,将x和y进行相应的变化. void PeopleFind(int (*map)[N])/*人工手动查找*/ { int x,y; char c=0;/*接收按键的变量*/ x=y=1;/*人工查找的初始位置*/ setcolor(11); line(500,200,550,200); outtextxy(570,197,"d"); line(500,200,450,200); outtextxy(430,197,"a"); line(500,200,500,150); outtextxy(497,130,"w"); line(500,200,500,250); outtextxy(497,270,"x"); line(500,200,450,150); outtextxy(445,130,"q"); line(500,200,550,150); outtextxy(550,130,"e"); line(500,200,450,250); outtextxy(445,270,"z"); line(500,200,550,250); outtextxy(550,270,"c");/*以上是画8个方向的控制介绍*/ setcolor(YELLOW); outtextxy(430,290,"Press 'Enter' to end");/*压回车键结束*/ setfillstyle(SOLID_FILL,RED); bar(100+y*15-6,50+x*15-6,100+y*15+6,50+x*15+6);/*入口位置显示*/ while(c!=13)/*如果按下的不是回车键*/ { c=getch();/*接收字符后开始各个方向的探索*/ if(c=='w'&&map[x-1][y]!=1) DrawPeople(&x,&y,1);/*上*/ else if(c=='e'&&map[x-1][y+1]!=1) DrawPeople(&x,&y,2);/*右上*/ else if(c=='d'&&map[x][y+1]!=1) DrawPeople(&x,&y,3);/*右*/ else if(c=='c'&&map[x+1][y+1]!=1) DrawPeople(&x,&y,4);/*右下*/ else if(c=='x'&&map[x+1][y]!=1) DrawPeople(&x,&y,5);/*下*/ else if(c=='z'&&map[x+1][y-1]!=1) DrawPeople(&x,&y,6); /*左下*/ else if(c=='a'&&map[x][y-1]!=1) DrawPeople(&x,&y,7); /*左*/ else if(c=='q'&&map[x-1][y-1]!=1) DrawPeople(&x,&y,8); /*左上*/ } setfillstyle(SOLID_FILL,WHITE); /*消去红色探索物,恢复原迷宫图*/ bar(100+y*15-6,50+x*15-6,100+y*15+6,50+x*15+6); if(x==N-2&&y==N-2)/*人工控制找成功的话*/ yes=1; /*如果成功标志为1*/ } 第七个模块—结果处理函数Result():最终结果是找到和没找到两种情况,在程序中设计全局变量yes,根据yes的值进行处理。如果yes为0,调用函数NotFind(),显示找到通路信息,否则调用函数Find()。如果是系统自动探索,Find()会显示出所走过的路径,如果是人工探索,没有记录走过的路径,只显示找到通路的信息。 void Result(void)/*结果处理*/ { if(yes)/*如果找到*/ Find(); else/*没找到路*/ NotFind(); getch(); } 第八个模块—图形关闭函数Close()的功能:调用Closegraph()关闭图形系统,程序结束。 void Close(void) /*图形关闭*/ { closegraph(); } Ⅴ.小结与启发 通过这次课设,我感觉时间真的很珍贵,还没怎么弄,两周已经过去了,不过,一分耕耘一分收获,两周的辛苦没有白费,这个游戏所涉及的知识点主要有: ⑴数组的应用 ⑵全局变量的应用 ⑶递归算法 ⑷指针变量 ⑸图形显示 对各个知识点,我掌握的越来越多,理解的也越来越深,对以后的编程和软件开发有很大的帮助。 游戏仍有一些欠缺的地方,比如界面上没有时间的控制,一眼就能看出来是否有通路,只要有通路,总能成功。但如果有时间的控制,比如10秒,在规定时间内完不成,则认为失败,这样可以根据时间分为不同等级,级别越高,时间越短,这样游戏本身更加具有挑战性。 本来想模仿迷宫程序,编制程序实现中国象棋上走马的遍历问题:在一个8×8的棋盘上,从任一方格开始,按照允许的走步规则(日子走法),走遍所有方格,每个方格走过且仅走过一次,输出走过的路径。但由于时间关系,这个程序我仍在进行研究。 Ⅵ.参考文献 1、《C语言程序设计》,谭浩强主编,清华大学出版社,2005(2007重印) 2、《C语言课程设计案例精编》,郭翠英等编著,中国水利水电出版社,2004.3 3、《C语言函数大全》,张翔主编,北京:电子工业出版社,2002.4 4、《C语言教程,实验与练习》,杨开城主编,北京:人民邮电出版社,2002.5