利用C++与OpenGL实现贪吃蛇游戏

这个小class="superseo">游戏截取自本人的计算机图形学课程设计，其中有一个关于二维场景的绘制任务，我把主要精力放在了制作这个贪吃蛇小游戏上，但由于该程序还有其他内容的显示，整体代码量较大，所以这里就只展示贪吃蛇游戏的实现原理。

完整代码见以下链接，包含二维和三维场景的完整绘制：

中国地质大学（武汉）计算机图形学课程设计-C++文档类资源-CSDN文库https://download.csdn.net/download/qq_58010729/85418717?spm=1001.2014.3001.5503

程序运行后，右键鼠标，选择“snake”可以开启贪吃蛇游戏。在原先的坐标系体系下会出现一条模拟的贪吃蛇，而且会在随机的某个地方产生一个黑色方块，代表“食物”： 

按下P键可以开始游戏，这时贪吃蛇就会自己开始移动，再次按P键则会暂停。通过方向键（这里是W—上，S—下，A—左，D—右）可以控制移动方向；每当头部触碰到食物时，贪吃蛇长度就会增加：

 如果撞到了边界，则游戏会结束。这时控制台上会显示得分，该得分的含义即为吃到了几个食物：

程序部分，在graphics函数的DrawScene场景下有sanke的判断接口：

1.	if (snake) {  
2.	    clear = false;  
3.	    snakestart();  
4.	}  

进入snakestart后，会有一些的新的窗口设置和回调函数：

1.	void snakestart() {    
2.	        glutInitDisplayMode(GLUT_RGB | GLUT_DOUBLE);    
3.	        glutDisplayFunc(display);  
4.	        glutKeyboardFunc(keyboard);  
5.	        glutTimerFunc(100, TimerFunc, 0);  
6.	        initializeGame();  
7.	} 

例如在display函数中，主要的绘制在这实现，包括贪吃蛇身体的绘制和食物的随机出现与绘制：

1.	void display()  
2.	{  
3.	    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);  
4.	    glMatrixMode(GL_PROJECTION);  
5.	    glLoadIdentity();  
6.	    gluOrtho2D(0, 40, 0, 40);  
7.	    drawText("Press p to start game or pause", 25, 35, 0.0, 0.0, 0.0);
8.	    drawText("See more in the console", 25, 34, 0.0, 0.0, 0.0);  
9.	    glColor3f(0.0f, 0.0f, 0.0f);  
10.	    glBegin(GL_LINES);  
11.	    glVertex2f(0, 20.0f);  
12.	    glVertex2f(40, 20.0f);  
13.	    glVertex2f(20.0f, 0);  
14.	    glVertex2f(20.0f, 40);  
15.	    glEnd();  
16.	    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);  
17.	    drawSnake();  
18.	    drawFood();  
19.	    glutSwapBuffers();  
20.	}

回到刚才的snakestart，里面的glutTimerFunc设置了刷新频率，回调函数设置如下，这里实际上就是以定期的刷屏实现了贪吃蛇的移动效果：

1.	void TimerFunc(int val)  
2.	    if (!paused)  
3.	    {  
4.	        moveSnake(direction);  
5.	    }  
6.	    glutTimerFunc(100, TimerFunc, 0);//以后会再来一次 

可以看到，只要不是在暂停状态下，函数就会实际调用。执行结束后，由于moveSnake里有glutPostRedisplay，会执行display。由于上一行的glutTimerFunc，会继续执行TimerFunc。

我们知道glutMainLoop的作用是将处理函数按照某种顺序执行，没有新事件则会保持等待。在有glutTimerFunc时，使用glutMainLoop并不是使diplay无限调用（可以用cout验证），只有在状态改变时（如鼠标点击）才会调用display，但即使没有调用，还是会使得窗口一直保持显示而不会退出。加入glutTimerFunc后，相当于设立了一个计时器，如果在里面加入glutPostRedisplay，则会定时调用display。glutTimerFunc执行与display并行，即计时不会等到diplay完成后才开始，如果diplay未完成则等待（可以在TimerFunc里插入cout验证）。

关于贪吃蛇游戏，还有最重要的一点是撞墙算法和吃到食物的。撞墙即代表游戏结束，吃到食物则会使身体长度+1：

1.	if (snake_body[0].first <= 0 || snake_body[0].first >= 40 - 1 || snake_body[0].second <= 0 || snake_body[0].second >= 40 - 1)  
2.	    {  
3.	        cout << "由于撞到了边界，游戏结束了" << endl;  
4.	        cout << "您的最终得分为: " << score << endl;  
5.	        exit(0);  
6.	    }  
7.	    int grow = 0;  
8.	    if (snake_body[0].first + delX == food_pos[0] && snake_body[0].second + delY == food_pos[1])  
9.	    {  
10.	        grow = 1;  
11.	        score++;  
12.	        foodAvailable = 0;  
13.	    }  
14.	    snake_body.push_front({ snake_body[0].first + delX,snake_body[0].second + delY });  
15.	    if (!grow)  
16.	    {  
17.	        snake_body.pop_back();  
18.	    }

除此之外还有一些比较重要的算法，例如随机在屏幕中某一位置生成食物的算法。该算法的重点是随机生成，使用rand函数随机生成x、y坐标后，将其赋给食物数组food_pos，后续再调用专门的食物绘制函数food_texture进行绘制，达到了封装的效果：

1.	void drawFood()  
2.	{  
3.	    if (!foodAvailable)  
4.	    {  
5.	        int fx = rand() % (40 - 2) + 1;  
6.	        int fy = rand() % (40 - 2) + 1;  
7.	        int overlap = 1;  
8.	        while (overlap)// make sure no overlap of food with snake body  
9.	        {  
10.	            for (auto part : snake_body)  
11.	            {  
12.	                if (part.first == fx && part.second == fy)  
13.	                {  
14.	                    fx = rand() % 40 + 1, fy = rand() % 40 + 1;  
15.	                    break;  
16.	                }  
17.	            }  
18.	            overlap = 0;  
19.	            food_pos[0] = fx;  
20.	            food_pos[1] = fy;  
21.	        }  
22.	    }  
23.	    foodAvailable = 1;  
24.	    glColor3f(0, 0, 0);  
25.	    food_texture(food_pos[0], food_pos[1]);  
26.	  
27.	} 
28.	void food_texture(int x, int y)  
29.	{  
30.	    glBegin(GL_POLYGON);  
31.	    glVertex2f(x, y);  
32.	    glVertex2f(x, y + 1);  
33.	    glVertex2f(x + 1, y + 1);  
34.	    glVertex2f(x + 1, y);  
35.	    glEnd();  
36.	} 

大家对上述程序有疑问的话可以私信询问。