基于C語言的坦克大戰(zhàn)

趙博+呂倩倩

摘 要：游戲是人類日常生活不可或缺的元素，游戲的方式隨著時代的變遷也在改變。在信息時代，以計算機為載體的游戲成為主流，特別是當今生活節(jié)奏加快的今天，生活和工作壓力常常使人焦慮不安，而游戲能使人精神放松，舒緩壓力。

關鍵詞：C語言；游戲；坦克大戰(zhàn)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.114

1 技術簡介

目前主流的語言是Java、C++等等，這兩門語言都是高級語言的一種。是可以撰寫跨平臺應用程序的面向對象的程序設計語言。Java語言具有很長豐富的語法特征，如模塊和類模塊，是一種解釋型語言，他不會生成機器碼，所以移植性特別好。但高級語言存在體積龐大的特點，不適合對空間嚴格要求的場合。

C語言是一種歷史悠久的計算機語言，同時使用范圍廣，它的出現(xiàn)就是解決了匯編語言晦澀難記的弊端，它既具有高級語言的特征又具有基層語言的功能，同時跨平臺性也絲毫不比大型語言差。C語言的指針更可以靈活操作內(nèi)存空間，而高級語言則將其封裝起來，使用起來限制太多，同時這也是C語言的缺點所在

2 需求分析

需求分析即是根據(jù)用戶的要求來確定軟件的。分配軟件元素，是軟件定義時期的最后一個階段，它的基本任務是確定系統(tǒng)必須做什么，是對要做的系統(tǒng)確定一個完整的、具體的、清晰的、準確的要求。可以分為需求的提出，需求的描述，需求的評審等階段。需求分析也是設計數(shù)據(jù)結構的起點，需求分析的結果將直接影響到程序功能的設計。

需求分析的任務是通過詳細調查現(xiàn)實世界要處理的對象（坦克、子彈、墻等），充分了解游戲的運行情況，開發(fā)游戲的各種需求，然后在此基礎上確定游戲的功能。調查的重點是“數(shù)據(jù)”和“處理”，通過調查、收集與分析，獲得開發(fā)游戲的如下要求：信息要求、處理要求、安全性與健壯性要求。

（1）游戲整體分析.本游戲主要包括己方坦克和敵方坦克，還有我方基地，磚墻，鐵墻，綠草，開始畫面，游戲勝利畫面，游戲結束畫面。我方坦克和對方坦克可以向上、向下、向左、向右移動，游戲的玩家通過鍵盤來控制坦克的移動和發(fā)射子彈，對方坦克通過A*算法移動和發(fā)射子彈。我放坦克子彈能消滅敵方坦克。敵方坦克子彈擊中我方坦克時生命值會減少。當己方坦克血量為0或者基地被摧毀時游戲結束，出現(xiàn)游戲結束畫面。

（2）游戲建模。游戲中敵我雙方坦克均可完成射擊、移動的功能，但己方坦克的運行是通過鍵盤響應事件控制，而敵方坦克是根據(jù)A*算法來移動的。同時，出現(xiàn)在屏幕上的敵方可能會有較多的數(shù)量，這需要為每個敵方開辟一個線程以便能讓其獨立運行。為了避免使用多線程技術，在這里引入虛擬線程，不使用多線程是為了兼容一些較落后的計算機CPU處理能力不足的問題。

（3）游戲整體建模。游戲首先出現(xiàn)開始的界面，通過WS切換選項，Y鍵確定選擇坦克數(shù)量也在不斷增加，我方坦克在生命值用為0時游戲結束，但只有游戲進行到最后一關并將最后一關的坦克全數(shù)殲滅我方才算取得勝利。

3 概要設計

本游戲中設計的主要研究的內(nèi)容：敵我雙方的坦克、子彈以及地圖元素均以字符方式通過WINDOWS API函數(shù)打印在控制臺上，并且添加游戲包含河、墻等地圖元素。使用模擬多線程來控制坦克的移動。敵人中包含特殊坦克有不同的移動速度、攻擊力、生命值，我方坦克是有生命值限制的。

（1）游戲框架設計。本游戲主要有三個模塊構成，分別是數(shù)據(jù)摸塊（Data），視圖控制模塊（Draw）以及邏輯控制模塊（Engine）。數(shù)據(jù)模塊主要用于保存坦克信息的結構體，子彈信息的結構體以及一些地圖信息以及一些常用的宏。DRAW模塊是將本游戲一切所有的元素顯示出來，因為本游戲主要是控制臺開發(fā)的，所以DRAW模塊主要用于將邏輯模塊所處理后的信息打印出來。各個模塊分工合作互不影響，通過模塊分布可以快速定位BUG的根源，十分利于調試。

（2）數(shù)據(jù)結構設計。游戲中各個元素定義成結構體，并且在一定的條件下某些元素消失或者出現(xiàn)，因此為了操作的方便，將這些元素均存放在向量中，采用向量而不采用鏈表是因為向量操作容易，且其占用內(nèi)存的空間是可變的，且事先需要為其分配一定的存儲空間，因此向量還節(jié)省了空間。

（3）算法設計。本游戲中我方坦克、我方子彈、敵方坦克、敵方子彈都將其模擬成不同線程，即敵我雙方坦克，子彈均是以線程的形式出現(xiàn)在游戲中的，此外游戲中還設置了磚墻，草皮，鋼鐵等元素，這些物體都是以字符形式顯示，并且存放在在一個二維數(shù)組中。游戲過程中，坦克和子彈有時會碰撞到這些元素，當坦克不能通過磚墻和鐵墻，而子彈可以擊碎磚墻無法擊碎鋼鐵墻，關于碰撞都是通過坐標是否重合實現(xiàn)的。

4 詳細設計

（1）玩家坦克的功能屬性.首先己方坦克在進入游戲后的方向也就是炮頭是向上的，位于地圖的最下方，根據(jù)玩家鍵盤輸入移動，此時只能方向向下，不能向下移動但可以向其他三個方向移動。

（2）敵人坦克的功能屬性。敵方坦克移動時是根據(jù)算法獲得的，每次將該敵方坦克的坐標放入算法結構，會得到一個新的坐標，通過坐標與原坐標的比較，判斷原坐標的方向，得到的坐標此時坦克就是向下，然后調用自身移動函數(shù)傳入向下的參數(shù)進行移動。

（3）敵方的坦克控制及智能移動。敵方坦克的移動將采用A*算法獲得敵軍到己軍的最短路徑，然后把路徑通過計算轉換為0、1、2、3方向鍵保存到數(shù)組里，然后敵軍通過讀取數(shù)組中的命令來實現(xiàn)智能移動。敵軍坦克的子彈發(fā)射是通過主程序循環(huán)100次發(fā)射一次。這樣就可以實現(xiàn)敵軍坦克的智能移動和發(fā)射了。

5 結語

本程序的開發(fā)環(huán)境是以VS2013為平臺開發(fā)，采用尋路算法控制敵方坦克移動，使其可玩性和復雜性有了極大提高。當然BUG是程序開發(fā)的必需品，在不斷的調試過程中，更加認識到了C語言的特性。

參考文獻：

[1]陳朔鷹，陳英.C語言程序設計習題集（第二版）[J].人民郵電出版社，2003（02）.

[2]張芳妮，呂波譯，[美]Paul S. R. Chishohm等著.C語言編程常見問題解答[J].清華大學出版社，1996（12）.

[3]陳朔鷹，陳英.C語言趣味程序百例精解[J].北京理工大學出版社，1996.