2048游戏 - C语言不引入图形库简单实现

声明：本程序绝大部分属于原创，交互部分参考了博客园 Judge Young的原创文章游戏2048源代码 - C语言控制台界面版，

作者Judge Young的算法思想非常值得参考，感谢作者的分享

附上文章链接：https://www.cnblogs.com/judgeyoung/p/3760515.html

算法总体思想：（请结合思维导图观看，移动合并算法篇幅较大，部分放到函数注释）

游戏主体抽象：将游戏数字面板抽象为一个二维数组，0代表空格。
移动合并算法：把每一行/列同等对待，只研究一行/列的移动和合并算法，通过遍历来实现所有行/列的移动合并算法。
游戏结束条件：分为三种情况，主动退出、游戏失败和游戏胜利。
随机数生成：寻找出空格，平均概率生成2 / 4。
界面显示：利用清屏再打印，达到界面刷新效果。
计分系统：游戏结束时，将所有格子中数字相加得到最终分数。
矩阵翻转：为了减少代码量与复用函数，提高练习效果，这里牺牲了部分效率。
备注：移动合并算法也可以通过矩阵翻转90度达到更好的函数复用效果，但效率更低。
再备注：函数声明处有一个撤回功能，可以利用old_squares做出来，但由于作者嫌麻烦所以没有做。

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <conio.h>

#include <time.h>

#define N	4				//矩阵大小为N * N

#define Max 2048			//胜利条件 

int squares[N][N];			//游戏矩阵

int sum;					//游戏积分

int old_squares[N][N];		//之前一步操作的矩阵 

void GameStart(void);		//游戏开始界面

void Print(void);			//打印界面、计分

void Operator(char op);		//对用户交互进行处理

int Operated(void);			//判断矩阵是否发生变化

void Copy(void);			//备份上一步的矩阵

void MoveUp(int op);		//上移方格

void MoveLeft(int op);		//左移方块

void Transpose(int op);		//矩阵翻转

int GameOver(char op);		//游戏结束：失败，退出和游戏胜利（需设置条件）

int Win(void);				//判断游戏胜利

//void Recall(void);		//撤回功能

void Random(void);			//生成随机数

int HasNull(void);			//判断矩阵存在空白位置

void PrintSum(void);		//计算游戏积分并打印

int main(void)

{

	char op = ' ';

	GameStart();

	Random();

	Operator(op);

	while (!GameOver(op)) {

		Copy();

		while (!Operated()) {

			op = getch();

			Operator(op);

		}

		Random();

		system("cls");

		Print();

	}

	system("pause");

	return 0;

}

//初始化游戏参数

void GameStart(void) {

	int i, j;

	sum = 0;

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

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

			squares[i][j] = 0;

			old_squares[i][j] = 0;

		}

	}

	printf("Press any key to start the game.\n");

}

//打印矩阵

void Print(void) {

	int i, j;

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

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

			if (squares[i][j] == 0) {

				printf(" \t");

				continue;

			}

			printf("%d\t", squares[i][j]);

		}

		printf("\n\n");

	}

	printf("\n");

	printf("(W)Up (S)Down (A)Left (D)Right\n");

	printf("    (Q)Quit (R)Recall\n\n");

}

void Operator(char op) {

	switch (op) {

	case 'w':

	case 'W':

		MoveUp(1); break;

	case 'a':

	case 'A':

		MoveLeft(1); break;

	case 's':

	case 'S':

		MoveUp(0); break;

	case 'd':

	case 'D':

		MoveLeft(0); break;

	default:

		break;

	}

}

int Operated(void) {

	int i, j;

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

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

			if (old_squares[i][j] != squares[i][j])

				return 1;

		}

	}

	return 0;

}

void Copy(void) {

	int i, j;

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

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

			old_squares[i][j] = squares[i][j];

		}

	}

}

//在一行中，使用两个下标变量来遍历列项，假设使用j和k，其中j总在k的后面，用来寻找k项后面第一个不为0的数字，而k项用于表示当前待比较的项，总是和j项之间隔着若干个数字0，或者干脆紧挨着。

void MoveUp(int op) {

	int i, j, k;

	if (op == 0)

		Transpose(0);

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

		for (j = 1, k = 0; j < 4; j++) {

			if (squares[j][i] > 0) { /* 找出k后面第一个不为空的项，下标为j，之后分三种情况 */

				//合并

				if (squares[k][i] == squares[j][i]) {

					squares[k][i] = 2 * squares[k][i];

					squares[j][i] = 0;

					k++;

				}

				//移动

				else if (squares[k][i] == 0) {

					squares[k][i] = squares[j][i];

					squares[j][i] = 0;

				}

				//碰撞

				else {

					squares[k + 1][i] = squares[j][i];

					if (j != k + 1) { /* 原先两数不挨着 */

						squares[j][i] = 0;

					}

					k++;

				}

			}

		}

	}

	if (op == 0)

		Transpose(0);

}

void MoveLeft(int op) {

	int i, j, k;

	if (op == 0)

		Transpose(1);

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

		for (j = 1, k = 0; j < 4; j++) {

			if (squares[i][j] > 0) {

				//合并

				if (squares[i][k] == squares[i][j]) {

					squares[i][k] = 2 * squares[i][k];

					squares[i][j] = 0;

					k++;

				}

				//移动

				else if (squares[i][k] == 0) {

					squares[i][k] = squares[i][j];

					squares[i][j] = 0;

				}

				//碰撞

				else {

					squares[i][k + 1] = squares[i][j];

					if (j != k + 1) { /* 原先两数不挨着 */

						squares[i][j] = 0;

					}

					k++;

				}

			}

		}

	}

	if (op == 0)

		Transpose(1);

}

void Transpose(int op) {

	int i, j, temp = 0;

	//左右翻转

	if (op == 1) {

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

			for (j = 0; j < N / 2; j++) {

				temp = squares[i][j];

				squares[i][j] = squares[i][N - j - 1];

				squares[i][N - j - 1] = temp;

			}

		}

	}

	//上下翻转

	else {

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

			for (j = 0; j < N / 2; j++) {

				temp = squares[j][i];

				squares[j][i] = squares[N - j - 1][i];

				squares[N - j - 1][i] = temp;

			}

		}

	}

}

int GameOver(char op) {

	int i, j;

	if (op == 'q' || op == 'Q')

		printf("You have quit the game! GameOver!\n");

	else if (Win())

		printf("Congratulation! You win!\n");

	else {

		if (HasNull())

			return 0;

		for (i = 1; i < N; i++) {

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

				//任意两个相邻的单元值相同，游戏继续

				if (squares[i - 1][j] == squares[i][j])

					return 0;

				if (squares[j][i - 1] == squares[j][i])

					return 0;

			}

		}

	}

	PrintSum();

	return 1;

}

int Win(void) {

	int i, j;

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

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

			if (squares[i][j] == Max)

				return 1;

		}

	}

	return 0;

}

//在矩阵中随机位置生成数字2/4

void Random(void) {

	int sitex, sitey;

	sitex = rand() % 4;

	sitey = rand() % 4;

	while (squares[sitex][sitey] != 0) {

		sitex = rand() % 4;

		sitey = rand() % 4;

	}

	//生成2的概率是2/3，生成4的概率是1/3

	if (rand() % 3 == 0)

		squares[sitex][sitey] = 4;

	else

		squares[sitex][sitey] = 2;

}

int HasNull(void) {

	int i, j;

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

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

			if (squares[i][j] == 0)

				return 1;

		}

	}

	return 0;

}

void PrintSum(void) {

	int i, j;

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

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

			sum += squares[i][j];

	printf("Game Over! Your total score is: %d! \n", sum);

}

巴特西

2048游戏 - C语言不引入图形库简单实现

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