基于C + + 的游戏设计.docx
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基于C++的游戏设计
学号：
实习论文（本科）
学院数学与统计学院
专业统计学
年级2013级
姓名
论文题目基于C++的2048游戏设计
指导教师职称讲师
成绩
2016年10月16日
基于C++的2048游戏设计
学生姓名：
学号：
学院：
数学与统计学院专业：
统计学
指导教师：
职称：
讲师
摘要：
专业实习，是教学计划中的一门重要的必修课和综合实践课程，是培养学生的专业素质和实际能力的重要实践环节。
通过此次的C++实习，掌握了程序设计的基本理论与方法，能够运用基本代码进行简单的程序设计，运行基本的游戏程序。
关键词：
C++；设计；程序
TheGameDesignof2048BasedonC++
Abstract：
Theimportantrequiredcourseintheteachingplanandcomprehensivepracticecurriculum,professionalinternships,istocultivatethestudents'professionalqualityandpracticalabilityoftheimportantlinkofpractice.ThroughtheC++practice,wegraspthebasictheoryandmethodofprogramdesign,beabletousebasiccodetobuildsimpleprogramandrunit.
Keywords：
C++；Design；Program
前言
这次实习是我们毕业前的一次实践性实习。
为了拓展我们的知识面，增强我们对所学知识的应用能力，增加我们在社会竞争中的经验，锻炼和提高我们的综合素质，以便在以后毕业后能真正走入社会，并且能够在生活和工作中很好地处理各方面的问题，学校特地从北京达内科技集团聘请了专业的C++工程师讲师来对我们进行专业实训，进一步运用所学知识分析和解决实际专业问题，从而为就业打下良好的基础。
1实习前的准备
学校对我们的实习非常重视，本着通过实习来检验本专业教学中存在的问题，改进教学工作的目的，提前就为我们联系好了与专业相关的单位来做实习培训。
在正式进入机房实训前，讲师还专门做了一场关于实习内容的分享会，介绍了实习的基本情况、基本要求、实习项目的基本情况，学习和了解实习项目的相关文件和资料，帮助我们更系统地了解和熟悉接下来的实习课程内容。
2实习目的
1．培养理论联系实际的思想作风和工作作风；
2．培养作为计算机类工作人员的专业素质；
3．培养独立或与团队一起开展信息处理工作的基本业务能力。
3实习任务
1．通过实际操作，了解并逐步熟悉掌握C++；
2．掌握常用软件的熟练操作，为今后所期望的专业方向做准备；
3．在教师指导下，利用C++编程，完成独立的游戏编程任务；
4．最后在实习指导老师的指导下，参与信息处理与计算工作，完成一篇相关的实习论文（或实习记录）。
4实习内容
4.12048游戏简介
2048游戏是一款简单而流行的数字游戏，属于益智游戏。
操作界面上有16个格子，初始时会有两个格子上安放了两个数字2，每次可以选择上下左右其中一个方向去滑动。
每滑动一次，所有的数字方块都会往滑动的方向靠拢。
两个相同数字方块撞在一起之后合并成为他们的和。
每次操作之后会在空白的方格处随机生成一个2或者4（其他模式会有所改变），最终得到一个“2048”的方块就是胜利了。
由于规则简单，各种版本和平台上均有该款游戏。
相信有不少人都玩过它，但是操作界面只有半个巴掌大的一个游戏，背后却要用到类似随机数的产生、大批量数据的处理、UI设计等任务，真的不算是一个很简单的工作。
本次的游戏程序设计任务将运用C++来实现。
4.22048模块需求分析
首先分析了这款游戏的功能需求。
2048游戏一般由以下几个模块来构成：
1.矩阵方块；
2.控制模块；
3.计算模块；
4.输出模块。
每个模块来实现2048游戏的各项功能：
方向移动、方块合并、记录当前数据和输出计分结果、游戏胜利或失败后执行结束游戏操作等。
4.3UI界面的规划设计
首先进行UI界面的规划设计。
创建一个800×600的背景模块，在模块左侧这里我们需要16个方块，按照4×4的规格排列整齐。
模块右侧的空白区域需要添加功能键：
上、下、左、右、重置、关闭。
另外我们还需要再添加一个计分标签，用来计算并输出游戏得分。
最后按照模块功能与人的操作习惯，将标签分别排列在合适的位置。
最终的UI界面如图1所示：
图1
UI界面（矩阵方块）设计完成以后，接着来开始程序代码的编写。
4.4头文件的需求分析
首先分析需要用到的头文件。
第一步需要生成随机数，第二步要为16个矩形模块填充随机数所对应的图片，第三步为操作界面添加背景，第四步在游戏成功或失败时即时输出信息。
分析完成以后将所有需要用到的头文件都写入show.cpp文件里：
#include"show.h"
#include"ui_show.h"
#include
#include
#include
#include
#include
QDialog（parent）,
ui（newUi:
:
Show）
4.5随机数的生成
接下来我们开始写入生成两个随机数和分数从零开始的代码，同时加入图片加载和声明面板对象的代码：
{
ui->setupUi（this）;
srand（time（NULL））;
for（inti=0;i<4;i++）{
for（intj=0;j<4;j++）{
map[i][j]=0;
}
}
sui（）;
sui（）;
fen=0;
QPixmappix（":
/image/bj.jpg"）;//加载图片
QPalettepalette;//声明画板对象
palette.setBrush（this->backgroundRole（）,QBrush（pix））;//设置画板样式
this->setPalette（palette）;//设置到我们的面板上
}
voidShow:
:
sui（）{
do{
intx=rand（）%4;
inty=rand（）%4;
if（map[x][y]==0）{
if（rand（）%20==4）
map[x][y]=4;
else
map[x][y]=2;
break;
}
}while
（1）;
}
4.6图片资源的导入和加载
将所有准备好的图片资源载入设计程序，以便后续的图片加载工作。
随后我们进入为16个矩形模块和背景加载其各对应随机数图片的设计过程，这个模块以地址形式实现：
voidShow:
:
paintEvent（QPaintEvent*）{
QImageimg;
img.load（":
/image/"+QString:
:
number（map[0][0]）+".png"）;
ui->show_1->setPixmap（QPixmap:
:
fromImage（img））;
img.load（":
/image/"+QString:
:
number（map[0][1]）+".png"）;
ui->show_2->setPixmap（QPixmap:
:
fromImage（img））;
img.load（":
/image/"+QString:
:
number（map[0][2]）+".png"）;
ui->show_3->setPixmap（QPixmap:
:
fromImage（img））;
img.load（":
/image/"+QString:
:
number（map[0][3]）+".png"）;
ui->show_4->setPixmap（QPixmap:
:
fromImage（img））;
img.load（":
/image/"+QString:
:
number（map[1][0]）+".png"）;
ui->show_5->setPixmap（QPixmap:
:
fromImage（img））;
img.load（":
/image/"+QString:
:
number（map[1][1]）+".png"）;
ui->show_6->setPixmap（QPixmap:
:
fromImage（img））;
img.load（":
/image/"+QString:
:
number（map[1][2]）+".png"）;
ui->show_7->setPixmap（QPixmap:
:
fromImage（img））;
img.load（":
/image/"+QString:
:
number（map[1][3]）+".png"）;
ui->show_8->setPixmap（QPixmap:
:
fromImage（img））;
img.load（":
/image/"+QString:
:
number（map[2][0]）+".png"）;
ui->show_9->setPixmap（QPixmap:
:
fromImage（img））;
img.load（":
/image/"+QString:
:
number（map[2][1]）+".png"）;
ui->show_10->setPixmap（QPixmap:
:
fromImage（img））;
img.load（":
/image/"+QString:
:
number（map[2][2]）+".png"）;
ui->show_11->setPixmap（QPixmap:
:
fromImage（img））;
img.load（":
/image/"+QString:
:
number（map[2][3]）+".png"）;
ui->show_12->setPixmap（QPixmap:
:
fromImage（img））;
img.load（":
/image/"+QString:
:
number（map[3][0]）+".png"）;
ui->show_13->setPixmap（QPixmap:
:
fromImage（img））;
img.load（":
/image/"+QString:
:
number（map[3][1]）+".png"）;
ui->show_14->setPixmap（QPixmap:
:
fromImage（img））;
img.load（":
/image/"+QString:
:
number（map[3][2]）+".png"）;
ui->show_15->setPixmap（QPixmap:
:
fromImage（img））;
img.load（":
/image/"+QString:
:
number（map[3][3]）+".png"）;
ui->show_16->setPixmap（QPixmap:
:
fromImage（img））;
ui->fen->setText（QString:
:
number（fen））;
}
4.7主体算法的分析和实现
接下来进入主要的算法设计步骤。
在此根据2048游戏算法的功能需求和功能模块,对主要算法进行分析并实现。
对于控制模块，一共有上、下、左、右、重置、关闭六个控制功能键。
对于左移功能键的算法，每点击一次，所有的数字方块都会往滑动的方向靠拢。
两个相同数字方块撞在一起之后合并成为他们的和。
每次操作之后会在空白的方格处随机生成一个2或者4。
此时分数也在累计增加。
这一部分中重置和关闭这两个功能键相对与其他功能键独立，而上、下、左、右四个功能键的算法有一定的相似之处，所以以下仅详细展示左移功能键的代码。
现在开始对这六个功能键进行代码编写：
voidShow:
:
on_pushButton_3_clicked（）
{
//reset
for（inti=0;i<4;i++）{
for（intj=0;j<4;j++）{
map[i][j]=0;
}
}
sui（）;
sui（）;
fen=0;
update（）;
}
voidShow:
:
on_clo_clicked（）
{
//clo
this->close（）;
}
voidShow:
:
on_pushButton_2_clicked（）
{
//up
for（intk=0;k<3;k++）{
for（inti=1;i<4;i++）{
for（intj=0;j<4;j++）{
if（map[i-1][j]==0）{
map[i-1][j]=map[i][j];
map[i][j]=0;
}
else{
if（map[i][j]==map[i-1][j]）{
map[i-1][j]=map[i-1][j]+map[i][j];
map[i][j]=0;
fen+=map[i-1][j];
}
}
}
}
}
if（go（）==1）{
sui（）;//产生随机数
}
update（）;//更新界面
}
Show:
:
~Show（）
{
deleteui;
}
voidShow:
:
on_pushButton_clicked（）
{
//right
}
voidShow:
:
on_pushButton_5_clicked（）
{
//down
}
voidShow:
:
on_pushButton_4_clicked（）
{
//left
}
4.8游戏结束的判断
最后一个需解决的问题就是对于游戏是否结束的判断,其主要体现在控制和计算模块。
如果游戏未能达成任务而失败，输出“失败”和“游戏结束”的信息，同时只有关闭和重置功能键可以被操作：
intShow:
:
go（）{
for（inti=0;i<4;i++）{
for（intj=0;j<4;j++）{
if（map[i][j]==0）{
return1;
}
}
}
return-1;
}
voidShow:
:
pan（）{
intarr[4][2]={-1,0,0,-1,0,1,1,0};
for（inti=0;i<4;i++）{
for（intj=0;j<4;j++）
{
if（map[i][j]==0）
{
return;
}
else
{
for（intloop=0;loop<4;loop++）
{
intx=i+arr[loop][0];
inty=j+arr[loop][1];
if（x<0||x>3||y>3||y<0）
{
continue;
}
elseif（map[x][y]==0）
{
return;
}
elseif（map[i][j]==map[x][y]）
{
return;
}
}
}
}
}
if（QMessageBox:
:
question（this,tr（"失败"）,tr（"游戏结束"）;
QMessageBox:
:
Yes|QMessageBox:
:
No,QMessageBox:
:
Ok）==QMessageBox:
:
Yes）
{
on_pushButton_3_clicked（）;
}
else
{
this->close（）;
}
}
以上我们对2048这个游戏的程序设计部分的工作已经完全结束，接下来构建程序，检查并修改错误，就可以打开并运行这个游戏了。
4.9游戏最终运行成果
最终的游戏界面如图2所示：
图2
点击右侧功能键，即可开始游戏。
5个人总结
通过这次实习我很好地掌握了如何将C++实际运用到游戏开发中去，检验了自己学习的成效、检测了自己的所缺。
这就形成了从实践中学习，从学习中实践的良性循环。
这是一个很好的锻炼机会，能将所学的理论知识联系于实际，我感觉学习与实践是密不可分的。
当今中国经济飞速发展,国内外经济不断变化，在机会越来越多的同时，也出现了更多的题目，有了更多更艰巨的挑战，这也就对人才的要求越来越高。
我们不仅要学好课本里的知识，还要主动走进社会,积极在实践中学习其他的东西，不断增加自己的经验，全方面武装自己，才能在这个社会有立足之地甚至拥有不败之地。
参考文献
[1] 谭浩强.C程序设计教程[M].清华大学出版社，2007.
[2] 荣钦科技.Visual C++游戏编程基础[M].电子工业出版社，2005.
[3] 王浩.Visual C++游戏开发经典案例详解[M].清华出版社，2010.
[4]刘明军.C语言程序设计[M].电子工业出版社，2007.
[5]凌云.C语言程序设计与实践[M].机械工业出版社，2010.
[6]StanleyB.LippmanC++primer[M].人民邮电出版社，2006.
[7]SteveMaguire.编程精粹[M].人民邮电出版社，2009.
[8]AndrewKoenig.C陷阱与缺陷[M].人民邮电出版社，2008.
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