《数据结构》课程设计说明书.docx
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《数据结构》课程设计说明书
黑龙江科技学院
计算机与信息工程学院
《数据结构》课程设计说明书
设计题目：
贪吃蛇的循环队列实现
姓名：
陈诚
班级：
计05-2班学号:
28
指导教师：
顾泽元_
一、设计题目
游戏：
《贪吃蛇》的队列实现.
二、问题描述
现有一个大小为Map_Long*Map_Width的方格地图（每一方格尺寸为BoxSize*BoxSize），在地图中间处有一个长度为3*3方格的小蛇。
一旦游戏开始后：
地图上随机位置处生成一只大老鼠（占一个方格）；小蛇自动朝着一个方向运动，并且用户可以通过按：
上、下、左、右键改变小蛇的运动方向。
当小蛇吃到大老鼠，即蛇运动到它的蛇头所在坐标等于老鼠所在坐标时，小蛇长度增加1。
如此往复，随着小蛇变成了大蛇，游戏难度也随之增加，但当小蛇吃到自己身体或者头部撞到障碍物时，将扣去小蛇的生命值，直到小蛇生命为0，游戏失败。
若在游戏中，小蛇吃光所有的老鼠，则游戏胜利。
三、概要设计
1、游戏地图以及游戏主要数据表示:
MAP[Map_Long][Map_Width]-----将屏幕的某一块矩形区域划分成Map_Long*Map_Width（40*20）个格，定义地图数组MAP[Map_Long][Map_Width]，用以存放如同地面、蛇身、老鼠、障碍物的信息。
ElemType---结构体类型，包含两个int变量，存放蛇一格身体的所在位置。
CirQueue---结构体类型，循环队列。
存放队列中，元素的地址以及队列头尾位置。
Snake------结构体类型，存放蛇的蛇头坐标、方向、生命值、蜕壳控制参数。
Food————结构体类型，存放小老鼠所在坐标、颜色等信息。
2、方案设计:
（1）实现封面、界面绘制。
（2）实现读取地图的功能。
（3）实现蛇的方向控制以及游戏的暂停、速度设置、退出等功能。
（4）实现蛇的移动、长长。
（5）实现蛇的越界折返（运动到地图边界后，蛇从另一侧移出）。
（6）实现随机位置产生食物。
（7）实现读取地图的功能。
（8）实现撞到障碍物，扣除相应生命数值。
（9）实现蛇生长到一定长度后，蛇蜕皮，皮变成障碍物体。
3、相关数据结构采用描述:
数据结构：
循环队列
4、整体算法的描述:
（1）设置地图大小为40*20方格，画出地图。
（2）在地图上设置一定的障碍物体，当蛇撞到则扣除相应的生命值。
（3）每吃掉一只老鼠，地图上随即位置（不包括蛇身体位置和障碍物）生成一只老鼠。
（4）当蛇向一个方向移动时，新的坐标作为蛇的蛇头坐标，画出蛇头，并将它入队，作为队尾元素。
与此同时，将队列中的front所指位置的元素出队列，得到的这个元素为蛇的蛇尾坐标，清除这个坐标下的图象，这样就实现了蛇的移动。
（5）若蛇吃到老鼠，身体应长长，那么只将新的蛇头坐标入队，而不把队列内的首元素出队列，即可实现。
四、详细设计
1．界面绘制（包含在FaceUI.txt文件中）
绘制出游戏的封面，游戏的主界面：
游戏的主界面包括HP生命槽，暂停扭，分数、进度显示等。
要绘制出界面，我采用调用C语言中所给图形函数。
这些函数必须加“graphics.h”,并且在程序中调用图形驱动文件“Egavga.bgi”和图形字体文件“SANS.CHR”。
2．游戏按键控制（包含在GameEng.txt文件中）
通过如下语句实现各按键后执行程序的跳转:
switch（key）
{caseUP3:
if（MAP[tmpE[0].X][tmpE[0].Y]!
=2）S->DL=0;break;
caseLEFT3:
if（MAP[tmpE[1].X][tmpE[1].Y]!
=2）S->DL=1;break;
caseRIGHT3:
if（MAP[tmpE[2].X][tmpE[2].Y]!
=2）S->DL=2;break;
caseDOWN3:
if（MAP[tmpE[3].X][tmpE[3].Y]!
=2）S->DL=3;break;
caseUP1:
if（MAP[tmpE[0].X][tmpE[0].Y]!
=2）S->DL=0;break;
caseLEFT1:
if（MAP[tmpE[1].X][tmpE[1].Y]!
=2）S->DL=1;break;
caseRIGHT1:
if（MAP[tmpE[2].X][tmpE[2].Y]!
=2）S->DL=2;break;
caseDOWN1:
if（MAP[tmpE[3].X][tmpE[3].Y]!
=2）S->DL=3;break;
caseUP2:
if（MAP[tmpE[0].X][tmpE[0].Y]!
=2）S->DL=0;break;
caseLEFT2:
if（MAP[tmpE[1].X][tmpE[1].Y]!
=2）S->DL=1;break;
caseRIGHT2:
if（MAP[tmpE[2].X][tmpE[2].Y]!
=2）S->DL=2;break;
caseDOWN2:
if（MAP[tmpE[3].X][tmpE[3].Y]!
=2）S->DL=3;break;
casePAUSE1:
{GamePause（）;break;}
casePAUSE2:
{GamePause（）;break;}
caseESC:
if（ExitGame（））exit（0）;break;
caseSPACE:
SetSpeed（）;break;}
说明：
程序中调用了bioskey（）和kbhit（）这两个函数，返回一个按键值到变量key中。
在Public.txt文件中，已经定义了这些键值常量,通过key中数据和这些常量的比较，实现按键后执行的不同程序。
3．撞障碍物、食物的位置判断（包含在GameEng.txt文件中）
在定义地图元素的时，将Map[X][Y]位置数值设为0、1、2、3分别代表：
食物、空白可走处、蛇身体、障碍物。
通过调用如下函数:
intCrash（ElemTypenext）
{if（MAP[next.X][next.Y]==2||MAP[next.X][next.Y]==3）returnTRUE;
elsereturnFALSE;
}
若返回为TRUE时，表示该位置有障碍物，发生相撞。
4．游戏的初始化（包含在GameEng.txt文件中）
主要将蛇的尾、身、头坐标依次入队；画出蛇的各部分；随机位置产生食物等。
5．游戏中的工具条、控件的实现（包含在MyCtrl.txt文件中）
设计自定义控件的主要意图为：
在主函数中，通过给出一定的属性，执行一个行为。
为此（由于时间有限，仅完成一项），编写了ScrollBar工具条。
6．循环队列操作的实现（包含在GameEng.txt文件中）
包括最基本的“队列初始化”、“入队”、“出队”操作。
包括“队列求长”，在游戏中，队列的长度即为贪吃蛇的长度。
7．画出流程图，将问题有抽象到具体
将图中各个部分的描述用函数来实现，最后通过一个主调函数“GameMain（）”将他们分别组装起来。
流程图如下所示：
流程图说明：
（1）初始化：
（2）将蛇的尾、身、头三个坐标依次入队后，蛇的总长等于队列的长度，为3，如下图1。
（3）蛇的长长：
将食物所在坐标入队列，并且蛇的尾巴不出队列，蛇将长长，如下图2所示。
（4）蛇的移动：
将目标坐标（“下一步”位置坐标）入队，蛇尾出队列并且画蛇尾为空闲。
（4）蛇运动的越界处理：
采用越界折反措施，若蛇运行即将超出游戏界面，则从界面的另一侧移出，具体代码为：
case0:
{next->Y=（S.HeadY-1+Map_Width）%Map_Width;next->X=S.HeadX;break;}
case1:
{next->X=（S.HeadX-1+Map_Long）%Map_Long;next->Y=S.HeadY;break;}
case2:
{next->X=（S.HeadX+1）%Map_Long;next->Y=S.HeadY;break;}
case3:
{next->Y=（S.HeadY+1）%Map_Width;next->X=S.HeadX;break;}
五、系统运行说明与测试
1.软件开发环境：
WIN-TC1.9.1
2.测试与运行需求说明：
本游戏在WINDOWS系统下测试通过，具有较强的跨平台性
请将文件“Egavga.bgi”、“SANS.CHR”和游戏的exe程序放在同一文件夹目录下
3.游戏截图如下：
游戏封面：
游戏主界面截图：
六、总结分析
一．为什么要采用“循环队列”实现《贪吃蛇》：
玩过《贪吃蛇》游戏的玩家都知道，当蛇在移动时，它的头先前进一步，然后清空它的尾巴。
而要记录下每一部分（每一格）蛇身体坐标，最后用来判断每次在不断变化位置的蛇尾（队列头）坐标，是不容易实现的。
而在使用了“循环队列”，由于其“先进后出的特性”，符合贪吃蛇移动的规律，这也启发了我自己实现《贪吃蛇》的灵感。
二．本游戏的开发周期：
一周的时间，日思夜想，全身心投入。
三.游戏的优缺点:
1.优点:
和往常的《贪吃蛇》相比，我编写的《贪吃蛇》更具创新。
游戏放弃了以往《贪吃蛇》一撞即死的规则，为蛇添加了HP，地图障碍，周期性蜕壳等功能，使得游戏能被初级玩家很容易上手的同时，也不失游戏乐趣和游戏难度，增加了游戏的可玩性。
2.缺点：
由于开发周期尚短，游戏美工方面比较粗糙。
四．代码编写总结：
作者个人认为，本程序代码“结构清晰，一目了然”。
我将一个问题分成若干块，逐个解决，在每个函数编写完后进行严格的测试，最后将其拼撞起来，符合当今软件设计“自顶向下”的规则。
五.市场需求分析：
适合小型的MP4，手机，电子词典等嵌入式设备。
（本程序诣在更好地锻炼自己的算法与编程序能力）
课程设计任务书
《数据结构》课程设计任务书
设计题目：
贪吃蛇的循环队列实现
任务下达时间：
2006年12月24日
任务完成时间：
2007年1月5日
综合评语
成绩
指导教师签字
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