程序设计训练大作业报告控制台游戏Word下载.docx
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一、设计任务
设计目标：
完成一个控制台小游戏，其中包括游戏、排名、存档和读档等功能。
选题意义：
2048是最近最流行的小游戏之一，益智益趣，通过C语言控制台仿写这个游戏，可以锻炼编程框架思想以及技巧，同时将所学到的数据结构等知识灵活的运用。
目标实现的系统功能：
完成2048游戏主体，可查看各玩家排名情况，可查看玩家平均水平，可存档、读档。
二、程序设计与实现
1.结构框图
设计的控制台游戏2048结构图如图一所示。
控制台游戏2048
退出
查看纪录
读取存档
新的游戏
保存成绩
存档
存档位一
存档位二
步数排名
分数排名
平均水平
图1.2048游戏框图
2.功能模块设计及其流程图
（1）数据描述与存储
游戏模块数据采用二维数组存放，并且不断根据按键信息更新其中数据。
存储时以二进制文件存储，数据文件位于工程文件夹中load1.dat以及load2.dat（此时的步数以及分数存储在load1_step.dat、load2_grade、load2_step.dat、load2_grade）。
读取数据的目的是可以继续之前没有完成但存档了的游戏。
分数模块数据采用结构体数组存放，用typedef定义了StepRecord和GradeRecord。
StepRecord中name[15]代表玩家在步数排行榜中的名字，step代表玩家所坚持的步数；
GradeRecord中name[15]代表玩家在分数排行榜中的名字，grade代表玩家取得的分数（分数计算规则见说明）。
存储时以二进制文件存储，数据文件位于工程文件夹中step_rank.dat、grade_rank.dat。
读取数据的目的是将新的数据加入排行榜或者读取并显示排行榜。
（2）主要功能模块设计及其流程图
函数原型1 intHideCursor（）
函数功能：
隐藏光标，减少游戏中的闪烁。
入口参数（形参）：
void
出口参数（实参）：
算法描述（即实现步骤）：
函数原型2 intgotoxy（intx,inty）
入口参数：
intx,inty
出口参数：
实际点的坐标。
算法描述：
运用api函数，GetStdHandle获取标准输出设备句柄，SetConsoleCursorPosition设置控制台光标位置并输出。
函数原型3 intdraw_map（）
绘制游戏地图以及提示信息。
利用for循环以及gotoxy函数绘制边框，再通过对文件的操作读取当前最高分显示在屏幕上。
函数原型4 intdraw_cover（intx）
绘制游戏中出现的各级菜单（通过参数x控制具体绘制哪一种）。
intx
数字1~3
同样利用for循环和gotoxy函数，绘制出菜单边框，通过参数x的值决定绘制的内容。
函数原型5 intquntity（intx）
获取数据文件中记录个数。
1或2
算法描述：
利用指针定位函数fseek，文件打开时，指针位于文件首第一个字节，调用fseek函数把指针移到文件末尾，再调用ftell（）返回指针当前所在位置，这个返回值是文件长度，再根据参数x的值用它除以类型StepRecord或者GradeRecord的长度，得到记录个数。
函数原型6 intread_record（intx,inta[4][4],intb[2]）
读取游戏存档。
intx,inta[4][4],intb[2]
x值为1或2，保存游戏数据的二维数组a[4][4]，保存步数step和分数grade的数组b[2]。
通过参数x的控制以读的方式打开相应的数据文件，将游戏数据信息读取到数组a[4][4]中，将分数等信息读取到b[2]中。
函数原型7 intread_rank（intx,intnum）
读取游戏排名
intx,intnum
x值为1或2，num为数据文件中记录个数
通过参数x的控制以读的方式打开相应的数据文件，将排名数据存入相应数组中，再通过gotoxy函数以及for循环打印。
函数原型8 intsave_record（intx,inta[4][4],intstep,intgrade）;
游戏中数据存档
intx,inta[4][4],intstep,intgrade
x值为1或2，a[4][4]为游戏中存放数据的二维数组，step和grade分别是游戏中的步数和分数。
通过参数x的控制以写的方式打开对应的存档位置，将相应数据写进数据文件。
函数原型9 intsave_rank（StepRecords,GradeRecordg,intnum1,intnum2）
保存游戏排名
StepRecords,GradeRecordg,intnum1,intnum2
s为上一局游戏中的步数结构体，g为上一局游戏中的分数结构体，num1和num2分别为当前数据文件中记录个数。
先以读的方式打开相应的文件，将原本数据文件中的排名信息读入相应数组，由于原来的信息已经有序，只需确定新数据的插入位置即可（这里采用顺序查找，可用二分查找减少比较次数）。
再以读的方式打开文件，将排序后的新序列写入文件。
函数原型10 intjudge（inta[4][4],intflag[5]）
判断游戏是否可以继续进行
inta[4][4],intflag[5]
a[4][4]为当前游戏数据，flag[5]保存判断信息的数组
首先将判断数组flag[5]置0，再遍历二维数组元素，如果有0，将flag置1；
如果有2048的出现，return2结束；
如果既不为0也不为2048，则判断其上下左右是否有相邻相等的元素或者为0的元素，flag[1]~flag[4]表示是否可以进行上下左右四个操作，如果满足上述条件就将相应的flag置1。
最后只要flag数组中有一个元素为1，游戏便可继续，返回0；
否则返回1。
函数原型1 1 intup（inta[4][4]）
控制按下w（上）之后数组元素的运算
inta[4][4]
a[4][4]为游戏数据数组
定义一个循环队列，以列为单位，将该列元素依次入队列。
元素入队列时判断队列是否已满，如果满了判断队列中元素是否相同，如果相同将二者相加后存入temp[4]，如果不同头元素出队列，将新元素入队；
如果没满，直接入队。
如果以上的操作后队列不空，重负之前的判定步骤，直到元素全部出队。
再按顺序将temp中的元素重新写入二维数组。
函数原型1 2 intdown（inta[4][4]）
控制按下s（下）之后数组元素的运算
与up函数算法相同，只是读取元素的方向相反，将temp写入二维数组的方向也相反。
函数原型1 3 intleft（inta[4][4]）
控制按下a（左）之后数组元素的运算
定义一个循环队列，以行为单位，将该列元素依次入队列。
函数原型1 2 intdown（inta[4][4]）
控制按下d（右）之后数组元素的运算
与left函数算法相同，只是读取元素的方向相反，将temp写入二维数组的方向也相反。
函数原型15 intcreate_newpoint（inta[4][4]）
在随机的空白位置随机的产生2或者4
首先一个while
（1）循环，出口为找到值为0的位置。
再利用随机数决定产生的是2还是4。
函数原型16 intupdate_menu（intstep,intgrade,inta[4][4]）
更新数据
intstep,intgrade,inta[4][4]
step和grade分别为当前的步数以及分数，a[4][4]为游戏数据数组
遍历二维数组元素，利用gotoxy函数在正确的位置输出数字以及恰当的空格符，同时利用API函数SetConsoleTextAttribute达到不同数字不同颜色的效果。
函数原型17 intinitialization（inta[4][4]）
完成新的游戏的初始化
利用for循环，两次执行while
（1），while
（1）的出口为找到值为0的位置。
将找到的两个位置元素置为2，完成新的游戏数据初始化。
函数原型18 intgame（inta[4][4],intstep,intgrade）
游戏主体函数，完成游戏各种操作并允许各种误操作以及提供了存档接口。
inta[4][4],intstep,intgrade
a[4][4]为初始游戏数据数组，step以及grade为游戏开始时的步数和分数。
利用一个while
（1）循环，每次利用judge函数检查游戏是否结束，如果结束根据返回值1或者2判断游戏获胜或失败并调用save_rank函数将信息加入排行榜；
如果没有结束，嵌套一个while
（1），出口为有wasd或者表示存档的i按下，每当有wasd或者i按下，便执行相应的操作（up函数等）并将w置1，w等于1的情况下将会更新屏幕上的数据并且在空白处产生新的数字（调用create_newpoint和update_menu函数）。
函数原型19 intaverage（）
根据数据文件求玩家纪录中的平均水平
以读的方式打开数据文件，读进相应的数组，调用quntity函数求出文件中数据的个数，计算出平均值，结果直接输出在屏幕上。
下面是intgame（inta[4][4],intstep,intgrade）函数的流程图。
开始
Judge==2
create_newpoint（a）
Judge==1
（key==119）&
&
（flag[1]==1）
N
up（a）
Y
N
（key==115）&
（flag[2]==1）
down（a）
Y
left（a）
（key==97）&
（flag[3]==1）
（key==100）&
（flag[4]==1）
N
right（a）
key==105
save_record
Y
save_rank
结束
（3）个性化设计说明
①遇到的问题：
控制台游戏大多依赖于system（“cls”），但清屏会闪烁影响游戏。
在update_menu函数中，没有采用清屏的方式，而是用gotoxy函数直接输出数字，只修改变化的部分。
②使用的数据结构：
在up等函数中，运用了循环队列，通过元素依次入队判断捕捉到相应的键值后的元素位置变化，节省空间。
③使用API函数。
比如SetConsoleTextAttribute设置字体颜色、SetConsoleCursorPosition移动光标、GetStdHandle获取标准输出设备句柄等。
三、设计效果
（原程序是彩色的，报告需要打印时打成黑白的）
四、对本课程学习体会及建议
最深的体会就是学到的知识要学会用，比如数据结构与算法中的查找算法、队列等等完全可以运用在平时的程序中提高效率；
还有就是要不断的学习，这个2048我几个月前就开始写的，但之前的版本中游戏算法中一直有bug并且屏幕有闪烁界面不友好，之后为了一个一个解决这些问题通过百度学习了一点API等，一点点的完善这个程序。
学习就是需要这样，在完善中进步。
还有这个报告真心没办法在五页内完成，请老师谅解。
五、程序操作说明
程序文件夹中已包含数据文件；
游戏中wasd控制上下左右；
游戏中允许误操作；
游戏中请按说明进行。
游戏规则：
开始时棋盘内随机出现两个数字，出现的数字仅可能为2或4，玩家可以选择上下左右四个方向，若棋盘内的数字出现位移或合并，视为有效移动，玩家选择的方向上若有相同的数字则合并，每次有效移动可以同时合并，但不可以连续合并，合并所得的所有新生成数字想加即为该步的有效得分，玩家选择的方向行或列前方有空格则出现位移，每有效移动一步，棋盘的空位（无数字处）随机出现一个数字（依然可能为2或4），棋盘被数字填满，无法进行有效移动，判负，游戏结束，棋盘上出现2048，判胜，游戏结束
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