本文实例为大家分享了手把手教你实现贪吃蛇AI的具体步骤，供大家参考，具体内容如下
1. 目标
编写一个贪吃蛇AI，也就是自动绕过障碍，去寻找最优路径吃食物。
2. 问题分析
为了达到这一目的，其实很容易，总共只需要两步，第一步抓一条蛇，第二步给蛇装一个脑子。具体来说就是，首先我们需要有一条普通的贪吃蛇，也就是我们常玩儿的，手动控制去吃食物的贪吃蛇；然后给这条蛇加入AI，也就是通过算法控制，告诉蛇怎么最方便的绕开障碍去吃食物。为了讲清楚这个问题，文章将分为三部分：上，写一个贪吃蛇程序；中，算法基础（需要运用到什么算法）；下，运用算法基础中的算法编写一个贪吃蛇AI。
在动手写贪吃蛇之前，我们需要想清楚以下几个问题，就非常容易了：
a. 蛇身。由于蛇在吃食物的过程中会不断的长大，所以很适合用单链表表示，并且吃食物的过程就是用头插法插入元素的过程
b. 食物。食物直接用随机生成函数，随机生成食物，但是需要检查，所生成的食物的位置不可以和蛇身重合
c. 显示。我们需要实时的显示出蛇身的移动，但事实上，我们不用每次都打印整个蛇身，因为蛇身每走一步，仅仅是蛇头和蛇尾的位置移动一格，其他的地方都没有变化，所以只需要打印一个新的蛇头，并把蛇尾的位置抹掉，那么视觉效果就是蛇身先前移动了一格，这个过程中，我们需要用到SetConsoleCursorPosition()，将光标移到到指定的位置（比如蛇尾），完成相应的操作（比如打印空格抹掉蛇尾）
d.控制。我们需要用键盘来控制蛇身的移动，这个程序中是利用上下左右方向键来实现的，这里需要用到GetAsyncKeyState()，来实时监测按键的状态
3. 运行效果
4. 源代码
总共由三个文件组成gluttonous.h，source.c & main.cpp。由于这个贪吃蛇是用于后面加AI，所以并没有加入一些错误检测，比如是否撞到边界，是否撞到蛇身等。
需要注意的是，这个程序中用到了比较特殊的字符('■')来表示游戏空间的边界，在VS2013中可以正常编译，但是在codeblock中会乱码。
另外还有一点容易混淆的是，我们通常都是用（x，y）坐标表示第x行，第y列，但是在SetConsoleCursorPosition(x,y)中，表示把光标移动到第y行，第x列
4.1 gluttonous.h
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#ifndef SNAKE_H_ #define SNAKE_H_ #include<stdio.h> #include<Windows.h> //SetConsoleCursorPosition, sleep函数的头函数 #include<time.h> //time()的头函数 #include<malloc.h> //malloc()的头函数 #define N 32 //地图大小 #define snake_mark '#'//表示蛇身 #define food_mark '$' #define sleeptime 500 /*表示蛇身坐标的结构体*/typedef struct SNAKE{ int x; //行坐标 int y; //列坐标 struct SNAKE* next; }snake_body, *psnake; extern psnake food; typedef enum Direction{ U,D,L,R} direction;//蛇头的朝向 extern direction snake_direction; void set_cursor_position(int x, int y); void initial_map(); psnake initial_snake(); void create_food(psnake snake,psnake food); void printe_map(psnake snake, psnake food); int is_food(psnake snake_head, psnake food); int is_boundary(psnake snake_head, psnake food); int is_snakebody(psnake snake_head, psnake food); psnake snake_move(psnake sanke, psnake food); void control_snake(); #endif |
4.2 source.cpp
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#include"gluttonous.h" void set_cursor_position(int x, int y) { COORD coord = { x, y };//x表示列，y表示行。 SetConsoleCursorPosition(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE), coord); } /*初始化后的地图为 N列 N/2行*//*游戏的空间为2至N+1列，1至N/2行*/void initial_map() { int i = 0; //打印上下边框（每个■占用一行两列） for (i = 0; i<N/2+2; i++) { set_cursor_position(2*i, 0); printf("■"); set_cursor_position(2*i, N/2+1); printf("■"); } for (i = 0; i<N/2+2; i++) //打印左右边框 { set_cursor_position(0, i); printf("■"); set_cursor_position(N+2, i); printf("■"); } } /*初始化蛇身*//*蛇身初始化坐标为（5,8）,(4,8), (3,8) */psnake initial_snake() { int i=5;//列 int j = N / 4;//行 psnake snake = NULL, tsnake = NULL, temp = NULL; snake = (psnake)malloc(sizeof(snake_body)); (snake)->x = i; (snake)->y = j; (snake)->next = NULL; tsnake = snake; for (i = 4; i >2; i--) { temp = (psnake)malloc(sizeof(snake_body)); (temp)->x = i; (temp)->y = j; (temp)->next = NULL; (tsnake)->next = (temp); (tsnake) = (tsnake)->next; } return snake; } void create_food(psnake snake, psnake food) { static int i=1; psnake head = snake; srand((unsigned)time(NULL)); food->x = rand() % N + 2; food->y = rand() % (N/2) + 1; //检查食物是否和蛇身重回 while (head) { if (head->x == food->x && head->y == food->y) { free(food); food = NULL; create_food(snake,food); } else { head = head->next; } } } void printe_map(psnake snake, psnake food) { psnake temp=snake; while (temp) { set_cursor_position(temp->x, temp->y); printf("%c",snake_mark); temp = temp->next; } if (food) set_cursor_position(food->x,food->y ); printf("%c",food_mark); set_cursor_position(0, N/2+2); } //判断是否吃到食物，吃到食物返回 1，否则返回 0； int is_food(psnake snake_head, psnake food) { if (snake_head->x == food->x && snake_head->y == food->y) return 1; return 0; } //判断是否撞到墙，撞到墙返回 1，否则返回 0； int is_boundary(psnake snake_head) { if (snake_head->y <= 0 || snake_head->y >= N / 2 + 1 || snake_head->x <= 1 || snake_head->x >= N + 1) return 1; return 0; } //判断是否撞到自己，撞到自己返回 1，否则返回 0； int is_snakebody(psnake snake_head) { psnake temp=snake_head->next; while (temp) { if (snake_head->x == temp->x && snake_head->y == temp->y) return 1; else temp = temp->next; } return 0; } //将蛇身移动到合适的位置，并打印出来 psnake snake_move(psnake snake, psnake food) { psnake snake_head = (psnake)malloc(sizeof(snake_body)); if (snake_direction == U) { snake_head->y = snake->y-1; snake_head->x = snake->x; snake_head->next = snake; } else if (snake_direction == D) { snake_head->y = snake->y + 1; snake_head->x = snake->x; snake_head->next = snake; } else if (snake_direction == L) { snake_head->y = snake->y; snake_head->x = snake->x - 1; snake_head->next = snake; } else if (snake_direction == R) { snake_head->y = snake->y; snake_head->x = snake->x + 1; snake_head->next = snake; } if (is_food(snake_head, food))//如果是食物 { create_food(snake_head, food); printe_map(snake_head, food); } else if (is_boundary(snake_head) == 0 && is_snakebody(snake_head) == 0)//不是食物，不是边界，也不是蛇身 { psnake temp = snake_head; while (temp->next->next)//寻找蛇尾 { temp = temp->next; } set_cursor_position(temp->next->x, temp->next->y); printf(" ");//把蛇尾用空格消掉 free(temp->next);//释放蛇尾的内存空间 temp->next = NULL;//将temp的next置成NULL printe_map(snake_head, food); } else { free(snake_head); snake_head = NULL; } return snake_head; } void control_snake() { if (GetAsyncKeyState(VK_UP) && snake_direction != D) { snake_direction = U; } else if (GetAsyncKeyState(VK_DOWN) && snake_direction != U) { snake_direction = D; } else if (GetAsyncKeyState(VK_LEFT) && snake_direction != R) { snake_direction = L; } else if (GetAsyncKeyState(VK_RIGHT) && snake_direction != L) { snake_direction = R; } } |
4.3 main.cpp
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#include"gluttonous.h" direction snake_direction; psnake food; int main(void) { psnake snake; initial_map(); snake=initial_snake(); food = (psnake)malloc(sizeof(snake_body)); food->next = NULL; create_food(snake, food); printe_map(snake, food); snake_direction = R; while (1) { Sleep(sleeptime); control_snake(); snake=snake_move(snake, food); } return 0; } |
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