【C语言】数组和函数实践:扫雷游戏

扫雷游戏

  • 1. 扫雷游戏分析和设计
    • 1.1 扫雷游戏的功能说明
    • 1.2 游戏的分析和设计
      • 1.2.1 数据结构的分析
      • 1.2.2 ⽂件结构设计
  • 2. 扫雷游戏的代码实现
        • (1)菜单menu函数
        • (2)设计main函数
        • (3)设计game函数
        • (4)棋盘初始化InitBoard函数
        • (5)打印棋盘PrintBoard函数
        • (6)布置地雷SetMine函数
        • (7)周围雷个数MineCount函数
        • (8)排查雷FindMine函数
        • (9)头文件中函数声明
    • 全部代码(基础版)
  • 3. 扫雷游戏的扩展

1. 扫雷游戏分析和设计

1.1 扫雷游戏的功能说明

• 使⽤控制台实现经典的扫雷游戏
• 游戏可以通过菜单实现继续玩或者退出游戏
• 扫雷的棋盘是9 * 9的格⼦
• 默认随机布置10个雷
• 可以排查雷
◦ 如果位置不是雷,就显⽰周围有⼏个雷
◦ 如果位置是雷,就炸死游戏结束
◦ 把除10个雷之外的所有⾮雷都找出来,排雷成功,游戏结束

游戏的界⾯:
在这里插入图片描述

1.2 游戏的分析和设计

1.2.1 数据结构的分析

扫雷的过程中,布置的雷和排查出的雷的信息都需要存储,所以我们需要⼀定的数据结构来存储这些信息。因为我们需要在9 * 9的棋盘上布置雷的信息和排查雷,我们⾸先想到的就是创建⼀个9 * 9的数组来存放信息。
在这里插入图片描述
那如果这个位置布置雷,我们就存放1,没有布置雷就存放0.
在这里插入图片描述
假设我们排查(2,5)这个坐标时,我们访问周围的⼀圈8个⻩⾊位置,统计周围雷的个数是1
假设我们排查(8,6)这个坐标时,我们访问周围的⼀圈8个⻩⾊位置,统计周围雷的个数时,最下⾯的三个坐标就会越界,为了防⽌越界,我们在设计的时候,给数组扩⼤⼀圈,雷还是布置在中间的9 * 9的坐标上,周围⼀圈不去布置雷就⾏,这样就解决了越界的问题。所以我们将存放数据的数组创建成11 * 11是⽐较合适。
在这里插入图片描述
再继续分析,我们在棋盘上布置了雷,棋盘上雷的信息(1)和⾮雷的信息(0),假设我们排查了某⼀个位置后,这个坐标处不是雷,这个坐标的周围有1个雷,那我们需要将排查出的雷的数量信息记录存储,并打印出来,作为排雷的重要参考信息的。
那这个雷的个数信息存放在哪⾥呢?
如果存放在布置雷的数组中,这样雷的信息和雷的个数信息就可能或产⽣混淆和打印上的困难。 这⾥我们肯定有办法解决,⽐如:雷和⾮雷的信息不要使⽤数字,使⽤某些字符就⾏,这样就避免冲突了,但是这样做棋盘上有雷和⾮雷的信息,还有排查出的雷的个数信息,就⽐较混杂,不够⽅便。
这⾥我们采⽤另外⼀种⽅案,我们专⻔给⼀个棋盘(对应⼀个数组mine)存放布置好的雷的信息,再给另外⼀个棋盘(对应另外⼀个数组show)存放排查出的雷的信息。这样就互不⼲扰了,把雷布置到mine数组,在mine数组中排查雷,排查出的数据存放在show数组,并且打印show数组的信息给后期排查参考。
同时为了保持神秘,show数组开始时初始化为字符 ‘*’,为了保持两个数组的类型⼀致,可以使⽤同⼀套函数处理,mine数组最开始也初始化为字符’0’,布置雷改成’1’。如下:
在这里插入图片描述
对应的数组应该是:
char mine[11][11] = {0};//⽤来存放布置好的雷的信息
char show[11][11] = {0};//⽤来存放排查出的雷的个数信息

1.2.2 ⽂件结构设计

之前学习了多⽂件的形式对函数的声明和定义,这⾥我们实践⼀下,我们设计三个⽂件:

test.c //⽂件中写游戏的测试逻辑
game.c //⽂件中写游戏中函数的实现等
game.h //⽂件中写游戏需要的数据类型和函数声明等
(game.c 和game.h:游戏实现的逻辑)

2. 扫雷游戏的代码实现

(1)菜单menu函数

“1”开始游戏,“0”退出游戏
代码:(test.c)

void menu()
{printf("********************\n");printf("****** 1.play ******\n");printf("****** 0.exit ******\n");printf("********************\n");
}
(2)设计main函数

1.玩家要做出选择,需要定义变量 input
2.随机数
后期需要随机埋雷,要用到随机数,这里介绍一下。
rand函数
函数原型:
int rand(void);
rand函数会返回一个伪随机数(多次运行后发现每一次的“随机数”相同),这个随机数的范围是在0~RAND_MAX之间,这个RAND_MAX的大小是依赖编译器上实现的,但是大部分编译器上是32767。
其实rand函数是对⼀个叫“种子”的基准值进行运算生成的随机数。之所以每次运行程序产生的随机数序列是一样的,那是因为rand函数生成随机数的默认种子是1。
rand函数的使用需要包含⼀个头文件是:stdlib.h
srand函数
函数原型:
void srand (unsigned int seed);
用于改变前面所说的“种子”,但这样还不够,因为种子一旦确定了,rand函数返回的依旧是“伪随机数”。
time函数
函数原型:
time_t time (time_t* timer);
在程序中我们一般是使用程序运行的时间作为种子的,因为时间时刻在发生变化的。 在C语言中有一个函数叫time,就可以获得这个时间。
time函数会返回当前的日历时间,其实返回的是1970年1月1日0时0分0秒到现在程序运行时间之间的差值,单位是秒。time函数返回的这个时间差也被叫做:时间戳。
time函数的时候需要包含头文件:time.h
3.do…while循环实现玩家选择进入游戏或退出游戏。

代码:(test.c)

int main()
{int input = 0;srand((unsigned int)time(NULL));do{menu();printf("请选择:>");scanf("%d", &input);switch(input){case 1:game();break;case 0:printf("退出游戏\n");break;default:printf("请重新输入\n");}}while(input);return 0;
}
(3)设计game函数

1.创建两个棋盘,即两个11*11字符型二维数组,ROWS表示行数,COLS表示列数
之后会常用到这两个数据,所以在头文件game.h中做如下宏定义

#define ROW 9
#define COL 9
#define ROWS ROW + 2
#define COLS COL + 2

2.对两个棋盘进行初始化,打印show棋盘,布置雷,扫雷 全部通过调用函数实现
代码:(test.c)

void game()
{char mine[ROWS][COLS];char show[ROWS][COLS];InitBoard(mine, ROWS, COLS, '0');//初始化mineInitBoard(show, ROWS, COLS, '*');//初始化showPrintBoard(show, ROW, COL);//打印showSetMine(mine, ROW, COL);//在mine布置雷FindMine(mine, show, ROW, COL);//扫雷
}
(4)棋盘初始化InitBoard函数

四个形参:字符型二维数组,行,列,初始化的字符
设计思路是:通过双重for循环(行,列)为所有格子赋值,这里我们为mine棋盘所有格子赋值字符‘0’,为show棋盘所有格子赋值字符‘*’。
代码:(game.c)

void InitBoard(char board[ROWS][COLS], int rows, int cols, char mark)
{int i = 0, j = 0;for (i = 0; i < rows; i++){for (j = 0; j < cols; j++)board[i][j] = mark;}
}
(5)打印棋盘PrintBoard函数

三个形参:字符型二维数组,行,列
设计思路:打印棋盘内层9 * 9格子,为了优化输出效果,可以表明行、列序号,方便查找。另外,还可以在棋盘前面加上"------扫雷游戏------"这样的标头,整洁且直观。
代码:(game.c)

void PrintBoard(char board[ROWS][COLS], int row, int col)
{int i = 0, j = 0;printf("------扫雷游戏------\n");for (i = 0; i <= col; i++)//第一行,列标(‘0’用于空出第一列行标){printf("%d ", i);}printf("\n");for (i = 1; i <= row; i++){printf("%d ", i);//第一列,行标for (j = 1; j <= col; j++){printf("%c ", board[i][j]);}printf("\n");}
}
(6)布置地雷SetMine函数

三个形参:字符型二维数组,行,列
设计思路:

1.设置地雷个数,现在头文件中宏定义,再在.c文件中定义、初始化一个变量
game.h中#define Mine_Number 10
game.c中int number = Mine_Number;
2.while循环中布置雷,每布置一个,number–,减到零结束循环。
3.制造随机位置:
行列坐标x、y都是随机且独立的(1-9),对随机数函数rand函数进行如下操作,先除以9取余(rand()%9),这样得到的余数是0-8,再加1(rand()%9+1),得到1-9的随机数。(函数中,我们对row和col进行取余)
4.布置雷,若随机坐标没有雷,就埋一个雷。

代码(game.h)

#define Mine_Number 10

代码(game.c)

void SetMine(char board[ROWS][COLS], int row, int col)
{int number = Mine_Number;while(number){int x = rand() % row + 1;int y = rand() % col + 1;if(board[x][y] == '0'){board[x][y] = '1';number--;}}
}
(7)周围雷个数MineCount函数

三个形参:字符型二维数组,行坐标,列坐标
设计思路:通过双重for循环和if语句,对目标坐标为中心的九宫格进行统计,每有一个雷,变量number++。
注意这是一个int类型函数,最后要返回int类型值number。
代码:(game.c)

int MineCount(char mine[ROWS][COLS], int x, int y)
{int number = 0;for(int i = x-1; i <= x+1; i++){for(int j = y-1; j <= y+1; j++){if(mine[i][j] == '1')number++;}}return number;
}
(8)排查雷FindMine函数

四个形参:两个字符型二维数组,行,列
设计思路:

1.定义三个变量,x(行坐标),y(列坐标),win(记录已排查数)
2.while循环,保证玩家排查出所有非雷区域后,显示游戏成功,正常退出。
3.玩家输入坐标,判断坐标合法性,若是雷,游戏结束,跳出循环;若不是雷,显示雷个数,继续排查。若坐标非法,让玩家重新输入。循环结束后,判断是成功。
4.需要调用SetMine函数。

代码:(game.c)

void FindMine(char mine[ROWS][COLS], char show[ROWS][COLS], int row, int col)
{int x = 0;//行坐标int y = 0;//列坐标int win = 0;//记录已排查数while (win < row*col - Mine_Number){printf("请输入要排查的坐标:>");scanf("%d %d", &x, &y);if(x >= 1 && x <= row && y >= 1 && y <= col){if(mine[x][y] == '1'){printf("嘿嘿嘿,你被炸死了\n");PrintBoard(mine, ROW, COL);break;}else{int count = MineCount(mine, x, y);show[x][y] = count + '0';//将个数(整型数字)转换为字符PrintBoard(show, ROW, COL);//展示当前状况win++;}}else{PrintBoard(show, ROW, COL);       printf("输入坐标错误,请重新输入\n");}}if(win == row*col - Mine_Number){printf("666,排雷成功\n");PrintBoard(mine, ROW, COL);}
}
(9)头文件中函数声明

再头文件game.h中对minesweeper.c需要调用的函数进行声明。
代码:(game.h)

void InitBoard(char board[ROWS][COLS], int rows, int cols, char mark);//初始化
void PrintBoard(char board[ROWS][COLS], int row, int col);//打印
void SetMine(char board[ROWS][COLS], int row, int col);//设置地雷
void FindMine(char mine[ROWS][COLS], char show[ROWS][COLS], int row, int col);//扫雷

全部代码(基础版)

game.h

#pragma once
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#define EASY_COUNT 10
#define ROW 9
#define COL 9
#define ROWS ROW+2
#define COLS COL+2
//初始化棋盘
void InitBoard(char board[ROWS][COLS], int rows, int cols, char set);
//打印棋盘
void DisplayBoard(char board[ROWS][COLS], int row, int col);
//布置雷
void SetMine(char board[ROWS][COLS], int row, int col);
//排查雷
void FindMine(char mine[ROWS][COLS], char show[ROWS][COLS], int row, int col);

game.c

#include "game.h"
void InitBoard(char board[ROWS][COLS], int rows, int cols, char set)
{int i = 0;for (i = 0; i < rows; i++){int j = 0;for (j = 0; j < cols; j++){board[i][j] = set;}}
}
void DisplayBoard(char board[ROWS][COLS], int row, int col)
{int i = 0;printf("--------扫雷游戏-------\n");for (i = 0; i <= col; i++){printf("%d ", i);}printf("\n");for (i = 1; i <= row; i++){printf("%d ", i);int j = 0;for (j = 1; j <= col; j++){printf("%c ", board[i][j]);}printf("\n");}
}
void SetMine(char board[ROWS][COLS], int row, int col)
{//布置10个雷//⽣成随机的坐标,布置雷int count = EASY_COUNT;while (count){int x = rand() % row + 1;int y = rand() % col + 1;if (board[x][y] == '0'){board[x][y] = '1';count--;}}
}
int GetMineCount(char mine[ROWS][COLS], int x, int y)
{return (mine[x-1][y]+mine[x-1][y-1]+mine[x][y - 1]+mine[x+1][y-1]+mine[x+1][y]+mine[x+1][y+1]+mine[x][y+1]+mine[x-1][y+1] - 8 * '0');//数大了这样麻烦 可以用双层for循环
}
void FindMine(char mine[ROWS][COLS], char show[ROWS][COLS], int row, int col)
{int x = 0;int y = 0;int win = 0;while (win <row*col- EASY_COUNT){printf("请输⼊要排查的坐标:>");scanf("%d %d", &x, &y);if (x >= 1 && x <= row && y >= 1 && y <= col){if (mine[x][y] == '1'){printf("很遗憾,你被炸死了\n");DisplayBoard(mine, ROW, COL);break;}else{//该位置不是雷,就统计这个坐标周围有⼏个雷int count = GetMineCount(mine, x, y);show[x][y] = count + '0';DisplayBoard(show, ROW, COL);win++;}}elseprintf("坐标⾮法,重新输⼊\n");}if (win == row * col - EASY_COUNT){printf("恭喜你,排雷成功\n");DisplayBoard(mine, ROW, COL);}
}

test.c

#include "game.h"
void menu()
{printf("***********************\n");printf("***** 1. play *****\n");printf("***** 0. exit *****\n");printf("***********************\n");
}
void game()
{char mine[ROWS][COLS];//存放布置好的雷char show[ROWS][COLS];//存放排查出的雷的信息//初始化棋盘//1. mine数组最开始是全'0'//2. show数组最开始是全'*'InitBoard(mine, ROWS, COLS, '0');InitBoard(show, ROWS, COLS, '*');//打印棋盘//DisplayBoard(mine, ROW, COL);DisplayBoard(show, ROW, COL);//1. 布置雷SetMine(mine, ROW, COL);//DisplayBoard(mine, ROW, COL);//2. 排查雷FindMine(mine, show, ROW, COL);
}
int main()
{int input = 0;srand((unsigned int)time(NULL));do{menu();printf("请选择:>");scanf("%d", &input);switch (input){case 1:game();break;case 0:printf("退出游戏\n");break;default:printf("选择错误,重新选择\n");break;}} while (input);return 0;
}

3. 扫雷游戏的扩展

• 是否可以选择游戏难度
◦ 简单 9 * 9 棋盘,10个雷
◦ 中等 16 * 16棋盘,40个雷
◦ 困难 30 * 16棋盘,99个雷
• 如果排查位置不是雷,周围也没有雷,可以展开周围的一片
• 是否可以标记雷
• 是否可以加上排雷的时间显示

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