用c++做.docx
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用c++做
用c++做2048的一种方法
X.P.Y
本文绝对原创。
需要的知识：
c++
能够实现的功能：
手动或自动进行2048游戏。
AI算法：
一次计算有4个方向，预测三步需要64个状态，但是最后一步可以退回，所以需要开int[16][16]，通过一次枚举方向来算评估分，并用评估分最大的方向作为下一次移动的方向。
遗憾的是，本算法到达2048概率并不高。
首先，如何实现一个2048界面。
准备函数：
voidgotoxy（intx,inty）函数：
（TC、BC自带该函数）
文件头：
#include
#include
函数代码：
voidgotoxy（intx,inty）{
COORDc;c.X=x;c.Y=y;
SetConsoleCursorPosition（GetStdHandle（STD_OUTPUT_HANDLE）,c）;
}
int&at（int*pn,intx,inty=-1,boolreverse=false）：
（实现这个函数的目的是让一维数组变为二维数组，其中pn是一维数组地址，x为行,y为列（如果是默认参数-1则返回一维数组），是否颠倒xy位置是为了以后写代码比较方便，在后面给出具体解释）
函数代码：
int&at（int*pn,intx,inty=-1,boolreverse=false）{
returnreverse?
（~y?
pn[x*4+y]:
pn[x]）:
（~y?
pn[y*4+x]:
pn[x]）;
}
voidrandom_insert（int*pn）
（向棋盘内空白处插入一个数2或4，其中插入2的概率为90%）
文件头：
#include
函数代码：
voidrandom_insert（int*pn）{
intdataCount=0;
for（inti=0;i<16;i++）
if（pn[i]）
dataCount++;
if（dataCount==16）
return;
intindex=rand（）%（16-dataCount）;
intiScan=0;
while（pn[iScan]||index--）iScan++;
pn[iScan]=（rand（）%10）?
2:
4;
}
解释：
dataCount:
统计棋盘内非零个数，如果非零数为16证明不能插入数了，返回。
如何随机插入呢？
首先取得空白数目：
16-dataCount，在0--空白数目-1之间取得一个随机数记为index,重新扫描棋盘，每次遇到空白时index自减1，当找到一个空白，并且index=0时，插入这个数。
voidinitialize（intn=3）
（初始化棋盘（棋盘为全局变量一维数组inttable[16]）,其中的n代表初始化后棋盘内最初有几个数）
文件头：
#include
#include
函数代码：
voidinitialize（intn=3）{
srand（time（0））;
memset（table,0,16*sizeof（int））;
Score=Max_number=0;
while（n--）random_insert（table）;
}
解释：
memset（table,0,16*sizeof（int））将table地址往后16*sizeof（int）个字节赋值为0。
voidprint（）
（打印棋盘。
不用清屏的原因是清屏会闪一下）
文件头：
#include
函数代码：
voidprint（）{
gotoxy（0,0）;
printf（"2048-GameTabledesignedbyX.P.Y\nScore:
%d\n\n\n",Score）;//x=1
for（inti=0;i<16;i++）{
gotoxy（（i%4+1）*5+1,（i/4+1）*2+1）;
printf（"%d",table[i]）;
}
gotoxy（0,11）;
}
boolisConinue（int*pn）
（每次操作会在一个while循环里进行，用本函数判断是否游戏结束。
直接放在while判断即可）
函数代码：
boolisConinue（int*pn=table）{
intdataCount=0;
for（inti=0;i<16;i++）if（at（pn,i,-1,false））dataCount++;
returndataCount<16||cur_direction（table,0,true）||cur_direction（table,2,true）;
}
boolcanMove（int*pn,intdirection）
（注：
这里的direction只有0、1两个值，分别代表横向、纵向。
本函数主要为了判断下一步是否可以横向走或纵向走。
）
函数代码：
boolcanMove（int*pn,intdirection）{
for（inti=0,sum=0;i<4;i++）{
for（intj=0;j<4;j++）{
if（!
at（pn,i,j,direction==0））returntrue;
if（j&&at（pn,i,j,direction==0）==at（pn,i,j-1,direction==0））returntrue;
}
}
returnfalse;
}
接下来便是本程序的核心：
移动函数：
intcur_direction（int*pn,intdirect,boolvisual=false,int*callcount=NULL,int*squareCount=NULL,boolnoinsert=false）
（解释：
pn棋盘，这里之所以不用table是因为如果有ai预测下一步算法时，会另外开辟一段空间进行虚拟操作，此时的pn就不是table了。
参数解释：
direct:
0、向上移动
1、向下移动
2、向左移动
3、向右移动
visual:
是否为虚拟操作（操作只计算数据，不改变棋盘）
callcount:
特殊参数，如果存在该指针，一轮操作结束后指针指向的int将会被赋值为本次操作消除方块的个数。
squareCount:
特殊参数，如果存在该指针，一轮操作结束后指针指向的int将会被赋值为本次操作结束后方块的数据平整性（每个元素与同行、同列的临近元素呈2倍关系的程度）
noinsert:
如果值为真，则操作结束后不会自动插入随机方块。
）
函数代码：
intcur_direction（int*pn,intdirect,boolvisual=false,int*callcount=NULL,int*squareCount=NULL,boolnoinsert=false）{
int_score=0,sum=0,square=0,flag=1;
boolisReverse=direct%2==0;
for（intiLine=0;iLine<4;iLine++）{
vectorline;
for（inti=（isReverse?
0:
3）;i!
=（isReverse?
4:
-1）;i+=（isReverse?
1:
-1））{
if（at（pn,iLine,i,direct>1））line.push_back（at（pn,iLine,i,direct>1））;
flag=1;
while（flag）{
flag=0;
for（intk=1;kif（line[k-1]==line[k]）{
line[--k]*=2;
_score+=line[k];
if（Max_numberline.erase（line.begin（）+k+1）;
flag++;
}
sum+=flag;
}
}
if（!
visual）
for（inti=（isReverse?
0:
3）;i!
=（isReverse?
4:
-1）;i+=（isReverse?
1:
-1））{
if（line.empty（））at（pn,iLine,i,direct>1）=0;
else{
at（pn,iLine,i,direct>1）=line[0];
line.erase（line.begin（））;
}
}
for（inti=1;iif（line[i-1]*2==line[i]||line[i-1]==2*line[i]）
square+=line[i]-line[i-1];
}
if（callcount）（*callcount）=sum;
if（squareCount）（*squareCount）=abs（square）;
if（（!
visual）&&（!
noinsert））random_insert（pn）;
return_score;
}
解释：
大体思路：
本函数的返回值是本轮结束后得到的分数，函数采用vector可变数组来记录本次操作的一行或一列中非零个数，并在vector内完成相同方块消除操作，并在操作完成后重新赋值给原棋盘。
voidgameJudge（）
（游戏函数，完成人机交互）
函数代码：
voidgameJudge（）{
initialize（）;
while（isConinue（））{
print（）;
switch（getch（））{
case87:
case119:
case72:
Score+=cur_direction（table,0）;break;
case83:
case115:
case80:
Score+=cur_direction（table,1）;break;
case65:
case97:
case75:
Score+=cur_direction（table,2）;break;
case68:
case100:
case77:
Score+=cur_direction（table,3）;break;
}
}
}
到这里，已经完成了一个2048游戏的界面以及各种功能。
以下是ai自动游戏的算法，并不太成熟：
voidai_judge（intnloop=1）
（nloop：
玩几次）
函数代码：
voidai_judge（intnloop=1）{
while（nloop--）{
initialize（）;
while（isConinue（））{
Score+=cur_direction（table,ai_calculate（））;
print（）;
}
}
}
ai算法的核心：
intai_calculate（）
（该函数的返回值是理论上最好的下一步方向）
函数代码：
intai_calculate（）{
boolcanv=canMove（table,0）,canh=canMove（table,1）;
if（!
（canv&&canh））returncanv?
2:
0;
intsum[4]={0},score[4]={0},square[4]={0},ai_table[16][16];
inttmp_sum,tmp_square,index=0,maxScore=-1,curScore=0;
for（inti=0;i<4;i++）{
for（intk=0;k<4;k++）{
memcpy（ai_table[i*k],table,sizeof（int）*16）;
score[i]=cur_direction（ai_table[i*k],i,false,sum+i,square+i）;
score[i]+=0.8*cur_direction（ai_table[i*k],k,false,&tmp_sum,&tmp_square,true）;
sum[i]+=0.8*tmp_sum;
square[i]+=0.8*tmp_square;
for（intj=0;j<4;j++）{
score[i]+=0.4*cur_direction（ai_table[i*k],j,true,&tmp_sum,&tmp_square,true）;
sum[i]+=0.4*tmp_sum;
square[i]+=0.4*tmp_square;
}
curScore=2*score[i]+sum[i];
if（maxScore}
}
returnindex;
}
解释：
本函数会对向下3步进行评估，并用评估分来作为下一步最优方向的依据。
由于下一步与下两步的得分是不确定的，因此不能有大于1的权值。
最终本程序的代码为：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
inttable[16]={0},Score=0,Max_number=0;
boolallprint=true;
int&at（int*pn,intx,inty=-1,boolrev=false）{
returnrev?
（~y?
pn[x*4+y]:
pn[x]）:
（~y?
pn[y*4+x]:
pn[x]）;
}
boolcanMove（int*pn,intdirection）{
for（inti=0,sum=0;i<4;i++）{
for（intj=0;j<4;j++）{
if（!
at（pn,i,j,direction==0））returntrue;
if（j&&at（pn,i,j,direction==0）==at（pn,i,j-1,direction==0））returntrue;
}
}
returnfalse;
}
voidgotoxy（intx,inty）{
COORDc;c.X=x;c.Y=y;
SetConsoleCursorPosition（GetStdHandle（STD_OUTPUT_HANDLE）,c）;
}
voidrandom_insert（int*pn）{
intdataCount=0;
for（inti=0;i<16;i++）
if（pn[i]）
dataCount++;
if（dataCount==16）
return;
intindex=rand（）%（16-dataCount）;
intiScan=0;
while（pn[iScan]||index--）iScan++;
pn[iScan]=（rand（）%10）?
2:
4;
}
intcur_direction（int*pn,intdirect,boolvisual=false,int*callcount=NULL,int*squareCount=NULL,boolnoinsert=false）{
int_score=0,sum=0,square=0,flag=1;
boolisReverse=direct%2==0;
for（intiLine=0;iLine<4;iLine++）{
vectorline;
for（inti=（isReverse?
0:
3）;i!
=（isReverse?
4:
-1）;i+=（isReverse?
1:
-1））{
if（at（pn,iLine,i,direct>1））line.push_back（at（pn,iLine,i,direct>1））;
flag=1;
while（flag）{
flag=0;
for（intk=1;kif（line[k-1]==line[k]）{
line[--k]*=2;
_score+=line[k];
if（Max_numberline.erase（line.begin（）+k+1）;
flag++;
}
sum+=flag;
}
}
if（!
visual）
for（inti=（isReverse?
0:
3）;i!
=（isReverse?
4:
-1）;i+=（isReverse?
1:
-1））{
if（line.empty（））at（pn,iLine,i,direct>1）=0;
else{
at（pn,iLine,i,direct>1）=line[0];
line.erase（line.begin（））;
}
}
for（inti=1;iif（line[i-1]*2==line[i]||line[i-1]==2*line[i]）
square+=line[i]-line[i-1];
}
if（callcount）（*callcount）=sum;
if（squareCount）（*squareCount）=abs（square）;
if（（!
visual）&&（!
noinsert））random_insert（pn）;
return_score;
}
boolisConinue（int*pn=table）{
intdataCount=0;
for（inti=0;i<16;i++）if（at（pn,i,-1,false））dataCount++;
returndataCount<16||cur_direction（table,0,true）||cur_direction（table,2,true）;
}
voidprint（）{
if（!
allprint）return;
gotoxy（0,0）;
printf（"2048-GameTabledesignedbyX.P.Y\nScore:
%d\n\n\n",Score）;//x=1
for（inti=0;i<16;i++）{
gotoxy（（i%4+1）*5+1,（i/4+1）*2+1）;
printf（"%d",table[i]）;
}
gotoxy（0,11）;
}
intai_calculate（）{
boolcanv=canMove（table,0）,canh=canMove（table,1）;
if（!
（canv&&canh））returncanv?
2:
0;
intsum[4]={0},score[4]={0},square[4]={0},ai_table[16][16];
inttmp_sum,tmp_square,index=0,maxScore=-1,curScore=0;
for（inti=0;i<4;i++）{
for（intk=0;k<4;k++）{
memcpy（ai_table[i*k],table,sizeof（int）*16）;
score[i]=cur_direction（ai_table[i*k],i,false,sum+i,square+i）;
score[i]+=0.8*cur_direction（ai_table[i*k],k,false,&tmp_sum,&tmp_square,true）;
sum[i]+=0.8*tmp_sum;
square[i]+=0.8*tmp_square;
for（intj=0;j<4;j++）{
score[i]+=0.4*cur_direction（ai_table[i*k],j,true,&tmp_sum,&tmp_square,true）;
sum[i]+=0.4*tmp_sum;
square[i]+=0.4*tmp_square;
}
curScore=2*score[i]+sum[i];
if（maxScore}
}
returnindex;
}
voidinitialize（intn=3）{
memset（table,0,16*sizeof（int））;
Score=Max_number=0;
while（n--）random_insert（table）;
}
voidgameJudge（）{
initialize（）;
while（isConinue（））{
print（）;
switch（getch（））{
case87:
case119:
case72:
Score+=cur_direction（table,0）;break;
case83:
case115:
case80:
Score+=cur_direction（table,1）;break;
case65:
case97:
case75:
Score+=cur_direction（table,2）;break;
case68:
case100:
case77:
Score+=cur_direction（table,3）;break;
}
}
}
voidai_judge（intnloop=1）{
while（nloop--）{
initialize（）;
while（isConinue（））{
Score+=cur_direction（table,ai_calculate（））;
print（）;
}
if（allprint）printf（"MaxNumber:
%d\n",Max_number）;
}
}
intmain（）{
srand（time（0））;
gameJudge（）;
return0;
}
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