C語(yǔ)言手把手教你實(shí)現(xiàn)貪吃蛇AI（上）

來源：本站原創(chuàng)|時(shí)間：2020-01-10|欄目：C語(yǔ)言|點(diǎn)擊：次

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)繞過障礙，去尋找最優(yōu)路徑吃食物。

2. 問題分析

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。具體來說就是，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)問題，就非常容易了：
        a. 蛇身。由于蛇在吃食物的過程中會(huì)不斷的長(zhǎng)大，所以很適合用單鏈表表示，并且吃食物的過程就是用頭插法插入元素的過程
        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實(shí)現(xiàn)的，這里需要用到GetAsyncKeyState()，來實(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 
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我們。

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