C++代碼訓練營 | 坦克大戰(zhàn)(2)

這一篇中勿侯，我們繼續(xù)繼續(xù)進行我們的坦克大戰(zhàn)蛉腌。

位置信息數(shù)據(jù)結構

在游戲設計過程中官份，需要記錄大量的位置信息，如果僅僅使用（x烙丛，y）坐標很容易出錯舅巷。這一篇中，我們先定義兩個簡單的數(shù)據(jù)結構用來保存點和矩形的信息河咽。

在項目中新建Model目錄悄谐，創(chuàng)建下面四個文件：

代碼如下：

Point.h

#ifndef __POINT_H__
#define __POINT_H__

class Point
{
public:
    Point(int x = 0, int y = 0) : m_x(x), m_y(y){};
    ~Point(){};

    Point& operator=(const Point &p)
    {
        m_x = p.m_x;
        m_y = p.m_y;

        return *this;
    }

    void Set(int x, int y);

    void SetX(int x);
    void SetY(int y);

    int GetX();
    int GetY();


private:
    int m_x;
    int m_y;
};

#endif

這個頭文件創(chuàng)建了一個Point類，有兩個成員變量m_x库北，m_y用來記錄一個點的橫、縱坐標们陆。一組public方法用來完成給對象賦值和讀取坐標值的操作寒瓦。

這里我們用到了C++的運算符重載功能，將“=”功能進行重載坪仇，方便我們用一個Point對象給另一個Point對象賦值杂腰，同時也能夠使我們將Point作為參數(shù)進行傳遞。

Point.cpp

#include "Point.h"

void Point::Set(int x, int y)
{
    m_x = x;
    m_y = y;
}

void Point::SetX(int x)
{
    m_x = x;
}

void Point::SetY(int y)
{
    m_y = y;
}

int Point::GetX()
{
    return m_x;
}

int Point::GetY()
{
    return m_y;
}

這個文件中是對Point類的實現(xiàn)椅文，大家一看就明白喂很。

這里需要強調的是惜颇，在類的封裝過程中有一個非常重要的原則是不允許將成員變量用public的方法暴露在外。如果類的外部代碼能夠直接對類成員變量進行修改的話少辣，程序將很不安全凌摄。正確的方法是像我們這樣實現(xiàn)一組Get和Set方法進行管理。這樣雖然代碼量多了一些漓帅，但對后期維護帶來的幫助是不可估量的锨亏。

Rect.h

#ifndef __RECTANGLE_H__
#define __RECTANGLE_H__

#include "Point.h"

class Rect
{
public:
    Rect(int x1 = 0, int y1 = 0, int x2 = 0, int y2 = 0) : m_startPoint(x1, y1), m_endPoint(x2, y2){};
    Rect(const Point p1, const Point p2) : m_startPoint(p1), m_endPoint(p2){};
    ~Rect(){};

    Rect& operator=(const Rect &rect)
    {
        m_startPoint = rect.GetStartPoint();
        m_endPoint = rect.GetEndPoint();

        return *this;
    }

    void Set(const Point pStart, const Point pEnd);
    void Set(int x1, int y1, int x2, int y2);

    void SetStartPoint(const Point p);
    void SetEndPoint(const Point p);

    Point GetStartPoint() const;
    Point GetEndPoint() const;

    int GetWidth();
    int GetHeight();

private:
    void Check();
    
    Point m_startPoint;
    Point m_endPoint;
};

#endif

Rect類是用來定義矩形的，它的成員變量是兩個Point對象忙干，分別表示矩形的左上角和右下角器予。這里我們強行規(guī)定m_startPoint表示左上角，m_endPoint表示右下角捐迫。如果創(chuàng)建對象時兩個點順序反了乾翔，Check()函數(shù)會自動把它們調整過來。

這里需要注意施戴，GetStartPoint()和GetEndPoint()兩個函數(shù)都通過const修飾反浓，表示返回值不能被修改。為什么要這么實現(xiàn)呢暇韧，因為這個函數(shù)的結果將會傳進EasyX接口中勾习，而這些接口大部分都要求參數(shù)是const的，如果這里不做修飾懈玻，在傳參時會報錯巧婶。

Rect.cpp

#include "Rect.h"

void Rect::Set(Point pStart, Point pEnd)
{
    m_startPoint = pStart;
    m_endPoint = pEnd;
}

void Rect::Set(int x1, int y1, int x2, int y2)
{
    m_startPoint.Set(x1, y1);
    m_endPoint.Set(x2, y2);
}

void Rect::SetStartPoint(Point p)
{
    m_startPoint = p;
}

void Rect::SetEndPoint(Point p)
{
    m_endPoint = p;
}

Point Rect::GetStartPoint() const
{
    return m_startPoint;
}

Point Rect::GetEndPoint() const
{
    return m_endPoint;
}

int Rect::GetWidth()
{
    return m_endPoint.GetX() - m_startPoint.GetX();
}

int Rect::GetHeight()
{
    return m_endPoint.GetY() - m_startPoint.GetY();
}   

void Rect::Check()
{
    if (m_startPoint.GetX() > m_endPoint.GetX() || m_startPoint.GetY() > m_endPoint.GetY())
    {
        Point p = m_startPoint;
        m_startPoint = m_endPoint;
        m_endPoint = p;
    }
}

這個文件中實現(xiàn)了Rect類的成員函數(shù)。

主戰(zhàn)坦克升級

Tank.h

首先涂乌，我們對Tank類進行修改艺栈，新增一部分功能，代碼如下：

#ifndef __TANK_H__
#define __TANK_H__

#include "Graphic.h"

enum Dir { UP, DOWN, LEFT, RIGHT };

class Tank
{
public:
    // 繪圖
    virtual void Display() = 0;
    
    // 移動
    virtual void Move() = 0;
    
protected:
    virtual void CalculateSphere() = 0;

    Point m_pos;
    Rect m_rectSphere; // 勢力范圍

    COLORREF m_color;

    Dir m_dir;

    int m_step;
};

#endif

我們把坐標用Point對象m_pos表示湾盒，又添加了一個新屬性m_rectSphere湿右，它是一個Rect對象，用來記錄坦克的形狀范圍罚勾。之前我們的坦克總是用一組坐標來表示毅人，這個坐標是坦克的中心點，所有跟坦克相關的行為都通過這個點來計算位置尖殃，實現(xiàn)起來有些復雜丈莺，有了這個Rect對象，相當于我們記錄了這個坦克所在的矩形的位置送丰，這樣在繪制坦克時更容易計算坐標缔俄。

MainTank.h

#ifndef __MAIN_TANK__
#define __MAIN_TANK__

#include "Tank.h"

class MainTank : public Tank
{
public:
    MainTank()
    {
        m_pos.Set(300, 300);

        this->CalculateSphere();

        m_color = YELLOW;
        m_dir = Dir::UP;
        m_step = 2;
    }

    ~MainTank(){}

    // 設置行駛方向
    void SetDir(Dir dir);
    void Display();
    void Move();

protected:
    void CalculateSphere();

    // 繪制坦克主體
    void DrawTankBody();
};

#endif

這個文件中沒有太大的修改，只是在成員變量初始化時做了一些調整。主戰(zhàn)坦克的顏色改成了黃色俐载，初始化后調用CalculateSphere()函數(shù)計算出矩形位置蟹略。

MainTank.cpp

#include "MainTank.h"

void MainTank::SetDir(Dir dir)
{
    m_dir = dir;
}

void MainTank::DrawTankBody()
{
    fillrectangle(m_pos.GetX() - 6, m_pos.GetY() - 6, m_pos.GetX() + 6, m_pos.GetY() + 6);

    switch (m_dir)
    {
    case UP:
    case DOWN:
        fillrectangle(m_rectSphere.GetStartPoint().GetX(), m_rectSphere.GetStartPoint().GetY(),
            m_rectSphere.GetStartPoint().GetX() + 4, m_rectSphere.GetEndPoint().GetY());
        fillrectangle(m_rectSphere.GetEndPoint().GetX() - 4, m_rectSphere.GetStartPoint().GetY(),
            m_rectSphere.GetEndPoint().GetX(), m_rectSphere.GetEndPoint().GetY());
        break;
    case LEFT:
    case RIGHT:
        fillrectangle(m_rectSphere.GetStartPoint().GetX(), m_rectSphere.GetStartPoint().GetY(),
            m_rectSphere.GetEndPoint().GetX(), m_rectSphere.GetStartPoint().GetY() + 4);
        fillrectangle(m_rectSphere.GetStartPoint().GetX(), m_rectSphere.GetEndPoint().GetY() - 4,
            m_rectSphere.GetEndPoint().GetX(), m_rectSphere.GetEndPoint().GetY());
        break;
    default:
        break;
    }
}

void MainTank::Display()
{
    COLORREF fill_color_save = getfillcolor();
    COLORREF color_save = getcolor();

    setfillcolor(m_color);
    setcolor(m_color);

    DrawTankBody();

    switch (m_dir)
    {
    case UP:
        line(m_pos.GetX(), m_pos.GetY(), m_pos.GetX(), m_pos.GetY() - 15);
        break;
    case DOWN:
        line(m_pos.GetX(), m_pos.GetY(), m_pos.GetX(), m_pos.GetY() + 15);
        break;
    case LEFT:
        line(m_pos.GetX(), m_pos.GetY(), m_pos.GetX() - 15, m_pos.GetY());
        break;
    case RIGHT:
        line(m_pos.GetX(), m_pos.GetY(), m_pos.GetX() + 15, m_pos.GetY());
        break;
    default:
        break;
    }

    setcolor(color_save);
    setfillcolor(fill_color_save);
}

void MainTank::Move()
{
    switch (m_dir)
    {
    case UP:
        m_pos.SetY(m_pos.GetY() - m_step);
        if (m_pos.GetY() < Graphic::GetBattleGround().GetStartPoint().GetY())
            m_pos.SetY(Graphic::GetBattleGround().GetEndPoint().GetY() - 1);
        break;
    case DOWN:
        m_pos.SetY(m_pos.GetY() + m_step);
        if (m_pos.GetY() > Graphic::GetBattleGround().GetEndPoint().GetY())
            m_pos.SetY(Graphic::GetBattleGround().GetStartPoint().GetY() + 1);
        break;
    case LEFT:
        m_pos.SetX(m_pos.GetX() - m_step);
        if (m_pos.GetX() < Graphic::GetBattleGround().GetStartPoint().GetX())
            m_pos.SetX(Graphic::GetBattleGround().GetEndPoint().GetX() - 1);
        break;
    case RIGHT:
        m_pos.SetX(m_pos.GetX() + m_step);
        if (m_pos.GetX() > Graphic::GetBattleGround().GetEndPoint().GetX())
            m_pos.SetX(Graphic::GetBattleGround().GetStartPoint().GetX() + 1);
        break;
    default:
        break;
    }

    CalculateSphere();
}

void MainTank::CalculateSphere()
{
    switch (m_dir)
    {
    case UP:
    case DOWN:
        m_rectSphere.Set(m_pos.GetX() - 13, m_pos.GetY() - 10, m_pos.GetX() + 13, m_pos.GetY() + 10);
        break;
    case LEFT:
    case RIGHT:
        m_rectSphere.Set(m_pos.GetX() - 10, m_pos.GetY() - 13, m_pos.GetX() + 10, m_pos.GetY() + 13);
        break;
    default:
        break;
    }
}

這個文件修改較多，是不是有些眼花繚亂了遏佣。

DrawTankBody()

這個函數(shù)的參數(shù)被拿掉了挖炬，在這里我們通過坦克當前方向來判斷它的形狀。

在繪制履帶時贼急，我們利用了m_rectSphere的位置坐標茅茂，雖然看起來代碼變多了，但只有一個數(shù)字4是無意義的太抓，它代表履帶的寬度空闲。如果這個寬度需要經常調整的話，我們還可以考慮把它用一個成員變量管理起來走敌。

在判斷坦克形狀時碴倾，我們利用了switch的一個特性，通過故意少寫break關鍵字掉丽，讓兩個判斷結果公用一段代碼跌榔，這個早已經講過，這里不多說了捶障。

Display()

之前我們用setfillcolor設置了填充顏色僧须，這里我們加入了setcolor，這樣畫出來的坦克邊框也是我們設置的顏色项炼。

Move()

這個函數(shù)中担平，比較奇怪的是出現(xiàn)了一個沒見過的函數(shù)Graphic::GetBattleGround()。我們今天要給坦克劃定一個運行區(qū)域锭部，不能讓它滿屏幕行駛了暂论，這個后面再說。

這里要注意拌禾，每移動一次都需要調用CalculateSphere()方法重新計算坦克區(qū)域取胎。

CalculateSphere()

這個很簡單，計算出左上角和右下角的Point位置即可湃窍。

更新畫布

之前的畫布顏色太深闻蛀，我們要做修改。另外您市，我們后面需要在窗口上顯示游戲信息循榆，因此，要在右邊留出一部分空間墨坚。我們給坦克劃定一個新的區(qū)域，讓它們在里面行駛。

Graphic.h

#ifndef __GRAPHIC_H__
#define __GRAPHIC_H__

#include <graphics.h>

#include "model/Rect.h"

#define SCREEN_WIDTH    1024
#define SCREEN_HEIGHT   768

#define BATTLE_GROUND_X1 5
#define BATTLE_GROUND_Y1 5
#define BATTLE_GROUND_X2 800
#define BATTLE_GROUND_Y2 (SCREEN_HEIGHT - BATTLE_GROUND_Y1)

class Graphic
{
public:
    static void Create();
    static void Destroy();

    static void DrawBattleGround();

    static int GetScreenWidth();
    static int GetScreenHeight();

    static Rect GetBattleGround();

private:
    static Rect m_rectScreen;
    static Rect m_rectBattleGround;
};

#endif

文件中通過一組宏來定義戰(zhàn)場區(qū)域的位置泽篮。另外通過m_rectBattleGround這個Rect對象來保存盗尸。

細心的讀者應該發(fā)現(xiàn)了，我們在引用Rect類時用了下面這句話：

#include "model/Rect.h"

Rect.h文件的路徑需要加上model目錄帽撑，否則找不到泼各。需要說明的是這個目錄指的是項目文件夾下真實存在的model目錄。如果你用的是VS亏拉，"Solution Explorer"中新建的文件夾是邏輯目錄扣蜻，不需要加載include路徑中。

簡單說及塘，include后面寫的路徑是給編譯器看的莽使，它只認Windows資源管理器中看到的路徑，與IDE中的邏輯路徑無關笙僚。

Graphic.cpp

#include "Graphic.h"

Rect Graphic::m_rectScreen; 
Rect Graphic::m_rectBattleGround;

void Graphic::Create()
{
    m_rectScreen.Set(0, 0, SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT);
    initgraph(SCREEN_WIDTH, SCREEN_WIDTH);
    setbkcolor(DARKGRAY);

    m_rectBattleGround.Set(BATTLE_GROUND_X1, BATTLE_GROUND_Y1, BATTLE_GROUND_X2, BATTLE_GROUND_Y2);
}

void Graphic::Destroy()
{
    closegraph();
}

void Graphic::DrawBattleGround()
{
    rectangle(m_rectBattleGround.GetStartPoint().GetX(), m_rectBattleGround.GetStartPoint().GetY(),
        m_rectBattleGround.GetEndPoint().GetX(), m_rectBattleGround.GetEndPoint().GetY());
}

int Graphic::GetScreenWidth()
{
    return SCREEN_WIDTH;
}

int Graphic::GetScreenHeight()
{
    return SCREEN_HEIGHT;
}

Rect Graphic::GetBattleGround()
{
    return m_rectBattleGround;
}

代碼在創(chuàng)建畫布是芳肌，重新指定了背景顏色。DrawBattleGround()函數(shù)在屏幕上畫出了戰(zhàn)場的范圍肋层。

main.cpp

主函數(shù)中亿笤，我們只需要再循環(huán)中添加一個DrawBattleGround函數(shù)的調用即可。

if (!skip)
{
    cleardevice();

    Graphic::DrawBattleGround();

    mainTank.Move();
    mainTank.Display();
}

好了栋猖，運行一下程序净薛，看看效果吧。

敵人坦克

屏幕上只有一個自己的坦克看著有些孤單蒲拉，我們再添加上些敵人的坦克肃拜。

新建文件EnemyTank.h和EnemyTank.cpp。實現(xiàn)一個敵人坦克類全陨。

EnemyTank.h

#ifndef __ENEMY_TANK__
#define __ENEMY_TANK__

#include "Tank.h"

class EnemyTank : public Tank
{
public:
    EnemyTank()
    {
        RandomTank();
    }

    ~EnemyTank(){}

    void Display();
    void Move();

protected:
    void CalculateSphere();
    void RandomTank();
};

#endif

有了Tank這個抽象類爆班，所有的坦克都從它繼承就好了。除了抽象類中繼承的函數(shù)之外辱姨，我們加了一個RandomTank()用來隨機地在戰(zhàn)場區(qū)域生成一個坦克柿菩。

EnemyTank.cpp

#include "EnemyTank.h"

void EnemyTank::RandomTank()
{
    m_pos.SetX(rand() % Graphic::GetBattleGround().GetWidth());
    m_pos.SetY(rand() % Graphic::GetBattleGround().GetHeight());
    m_color = WHITE;
    m_dir = (Dir)(Dir::UP + (rand() % 4));
    m_step = 2;
}

void EnemyTank::Display()
{
    COLORREF fill_color_save = getfillcolor();
    COLORREF color_save = getcolor();

    setfillcolor(m_color);
    setcolor(m_color);
    
    fillrectangle(m_pos.GetX() - 6, m_pos.GetY() - 6, m_pos.GetX() + 6, m_pos.GetY() + 6);

    fillrectangle(m_rectSphere.GetStartPoint().GetX(), m_rectSphere.GetStartPoint().GetY(),
        m_rectSphere.GetStartPoint().GetX() + 4, m_rectSphere.GetStartPoint().GetY() + 4);
    fillrectangle(m_rectSphere.GetEndPoint().GetX() - 4, m_rectSphere.GetStartPoint().GetY(),
        m_rectSphere.GetEndPoint().GetX(), m_rectSphere.GetStartPoint().GetY() + 4);

    fillrectangle(m_rectSphere.GetStartPoint().GetX(), m_rectSphere.GetEndPoint().GetY() - 4,
        m_rectSphere.GetStartPoint().GetX() + 4, m_rectSphere.GetEndPoint().GetY());
    fillrectangle(m_rectSphere.GetEndPoint().GetX() - 4, m_rectSphere.GetEndPoint().GetY() - 4,
        m_rectSphere.GetEndPoint().GetX(), m_rectSphere.GetEndPoint().GetY());
    
    switch (m_dir)
    {
    case UP:
        line(m_pos.GetX(), m_pos.GetY(), m_pos.GetX(), m_pos.GetY() - 15);
        break;
    case DOWN:
        line(m_pos.GetX(), m_pos.GetY(), m_pos.GetX(), m_pos.GetY() + 15);
        break;
    case LEFT:
        line(m_pos.GetX(), m_pos.GetY(), m_pos.GetX() - 15, m_pos.GetY());
        break;
    case RIGHT:
        line(m_pos.GetX(), m_pos.GetY(), m_pos.GetX() + 15, m_pos.GetY());
        break;
    default:
        break;
    }

    setcolor(color_save);
    setfillcolor(fill_color_save);
}

void EnemyTank::Move()
{
    switch (m_dir)
    {
    case UP:
        m_pos.SetY(m_pos.GetY() - m_step);
        if (m_pos.GetY() < Graphic::GetBattleGround().GetStartPoint().GetY())
            m_pos.SetY(Graphic::GetBattleGround().GetEndPoint().GetY() - 1);
        break;
    case DOWN:
        m_pos.SetY(m_pos.GetY() + m_step);
        if (m_pos.GetY() > Graphic::GetBattleGround().GetEndPoint().GetY())
            m_pos.SetY(Graphic::GetBattleGround().GetStartPoint().GetY() + 1);
        break;
    case LEFT:
        m_pos.SetX(m_pos.GetX() - m_step);
        if (m_pos.GetX() < Graphic::GetBattleGround().GetStartPoint().GetX())
            m_pos.SetX(Graphic::GetBattleGround().GetEndPoint().GetX() - 1);
        break;
    case RIGHT:
        m_pos.SetX(m_pos.GetX() + m_step);
        if (m_pos.GetX() > Graphic::GetBattleGround().GetEndPoint().GetX())
            m_pos.SetX(Graphic::GetBattleGround().GetStartPoint().GetX() + 1);
        break;
    default:
        break;
    }

    CalculateSphere();
}

void EnemyTank::CalculateSphere()
{
    switch (m_dir)
    {
    case UP:
    case DOWN:
        m_rectSphere.Set(m_pos.GetX() - 13, m_pos.GetY() - 10, m_pos.GetX() + 13, m_pos.GetY() + 10);
        break;
    case LEFT:
    case RIGHT:
        m_rectSphere.Set(m_pos.GetX() - 10, m_pos.GetY() - 13, m_pos.GetX() + 10, m_pos.GetY() + 13);
        break;
    default:
        break;
    }
}

這個文件實在沒什么可講的，基本都用的之前提到的方法雨涛。隨機生成坦克用到了星空中隨機產生星星的方法枢舶，相信大家都能看懂。

main.cpp

最后是main函數(shù)替久，代碼如下：

#define MAX_TANKS 10

void main()
{
    srand((unsigned)time(NULL));

    Graphic::Create();

    MainTank mainTank;

    Tank* pTank[MAX_TANKS];

    for (int i = 0; i < MAX_TANKS; i++)
    {
        pTank[i] = new EnemyTank();
    }

    bool loop = true;
    bool skip = false;
    while (loop)
    {
        if (kbhit())
        {
            int key = getch();
             
            switch (key)
            {
            // Up
            case 72:
                mainTank.SetDir(Dir::UP);
                break;
            // Down
            case 80: 
                mainTank.SetDir(Dir::DOWN);
                break;
            // Left
            case 75: 
                mainTank.SetDir(Dir::LEFT);
                break;
            // Right
            case 77: 
                mainTank.SetDir(Dir::RIGHT);
                break;
            case 224: // 方向鍵高8位
                break;
            // Esc
            case 27:
                loop = false;
                break;
            // Space
            case 32:
                break;
            // Enter
            case 13:
                if (skip)
                    skip = false;
                else
                    skip = true;
                break;
            default: 
                break;
            }
        }
        
        if (!skip)
        {
            cleardevice();

            Graphic::DrawBattleGround();

            mainTank.Move();
            mainTank.Display();

            for (int i = 0; i < MAX_TANKS; i++)
            {
                pTank[i]->Move();
                pTank[i]->Display();
            }
        }

        Sleep(200);
    }
    
    for (int i = 0; i < MAX_TANKS; i++)
    {
        delete pTank[i];
    }

    Graphic::Destroy();
}

與之前相比凉泄，添加了下面這幾個內容：

新建了一個宏MAX_TANKS用來設置坦克的數(shù)量
用一個指針數(shù)組保存每個坦克的指針
循環(huán)創(chuàng)建坦克，這里用了new的方法把坦克對象創(chuàng)建在堆空間中
每次擦屏之后蚯根，遍歷指針數(shù)組后众，繪制出每個坦克。調用的是Move()和Display()方法。
退出程序前蒂誉，釋放每一個坦克所占的堆空間教藻。

注意：C++中依然是new和delete成對出現(xiàn)，有申請就要有釋放右锨。否則會出現(xiàn)內存泄露括堤。

下面運行一下代碼，看看我們今天的成果绍移。

是不是一下熱鬧了很多呢悄窃？

這一篇就到這里，源碼請到GitHub上下載蹂窖。

我是天花板轧抗，讓我們一起在軟件開發(fā)中自我迭代。
如有任何問題恼策，歡迎與我聯(lián)系鸦致。

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最后編輯于：2017.12.04 13:48:51

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C++代碼訓練營 | 坦克大戰(zhàn)(2)

位置信息數(shù)據(jù)結構

Point.h

Point.cpp

Rect.h

Rect.cpp

主戰(zhàn)坦克升級

Tank.h

MainTank.h

MainTank.cpp

更新畫布

Graphic.h

Graphic.cpp

main.cpp

敵人坦克

EnemyTank.h

EnemyTank.cpp

main.cpp

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