C语言的图形编程应用—迷宫游戏

课程设计报告书
题目C语言的图形编程应用—迷宫游戏
系别计算机工程系
专业计算机科学与技术
班级
姓名
指导教师
下达日期2011 年12 月14 日
设计时间自2011年12月19日至2011年12月30日
指导教师评语
课程设计任务书
目录
Ⅰ.程序设计目的 (3)
Ⅱ.运行环境 (3)
Ⅲ.程序功能 (3)
Ⅳ.程序设计内容 (3)
Ⅳ.1设计界面 (3)
Ⅳ.2设计思路 (3)
Ⅳ.3流程图 (4)
Ⅳ.4主要功能模块 (4)
Ⅴ.小结与启发 (10)
Ⅵ.参考文献 (11)
Ⅰ.程序设计目的
通过典型实例―——迷宫问题，加深对递归算法的理解和编制，掌握数组的运用。

Ⅱ.运行环境
主要在Windows 2000/XP操作系统TC下运行。

Ⅲ.程序功能
迷宫是深受大家喜爱的游戏之一，一般设计迷宫为二维平面图，将迷宫的左上角做入口，右下角做出口，求出从入口点到出口点的一条通路，作为线性结构的典型应用，大多是用非递归方法实现，输出用0代表通路，1代表墙壁。

而本程序生成一个美观逼真的迷宫图，它是随机生成的且迷宫大小可以改变，迷宫的大小为N*N，N预定义为常数，修改N的值可以改变迷宫的大小（只要不超过屏幕显示范围），而程序不必做修改。

程序采用了两种运行方式：一种系统自动运行探索，用递归方法实现；一种是由人工操作探索通路，这利用了手动操作8个代表不同的方向的键位来实现。

用白色表示可走的路，棕色表示墙壁不可以通过。

Ⅳ.程序设计内容
Ⅳ.1设计界面
系统运行首先出现提示字符串“Please select hand(1)else auto”，询问是选择人工探索还是系统自动探索，当用户输入字符1按回车键后出现一个迷宫图，红色矩形块（表示探索物）出现在左上角，这是可以代表8个方向的字符选择通路，遇到墙壁不能通行，按回车键结束探索，如果这时探索物移动到右下角出口，则显示找到通路信息，否则显示没找到通路信息。

如图1为人工探索通路的界面。

在提示信息后，如果输入的字符不是1，则系统自动查找通路，如果没有找到通路，则显示没有找到通路信息。

如果找到通路，则用红色标记走过的路径。

图1 Ⅳ.2设计思路
程序首先要考虑迷宫的表示，这是一个二维关系图，典型的存贮储方式是选择二维数组，数组元素的值只有两种状态，所以取值为0或1，0表通路，1表示墙壁，这里取名为map。

图形的显示就可以根据数组元素的值来确定。

如果是人工探索，则根据按键来确定探索物的位置坐标，
利用循环语句即可实现；如果系统自动探索，并且在8个方向探索，则问题相对复杂，我们采用了递归的方法实现。

Ⅳ.3流程图
Ⅳ.4主要功能模块
共分为八个模块：
第一个模块—主函数main()的功能是：首先确定是人工还是系统自动探索，通过输入字符选定。

选定后调用图形初始化函数，接着调用迷宫生成函数及迷宫显示函数。

然后根据输入的字符调用人工探索函数或自动探索函数，探索完毕进行结果处理，最后关闭图形系统，程序结束。

void main(void)/*主函数*/
{
int map[N][N]; /*迷宫数组*/
char ch;
clrscr();
printf("\n Please select hand(1) else auto\n");/*选择探索方式*/
scanf("%c",&ch);
Init(); /*初始化*/
MapRand(map);/*生成迷宫*/
PrMap(map);/*显示迷宫图*/
if(ch=='1')
PeopleFind(map);/*人工探索*/
else
FindWay(map,1,1);/*系统自动从下标1,1的地方开始探索*/
Result();/*输出结果*/
Close();
}
第二个模块—初始化函数Init()的功能是：由于迷宫是在图形方式下显示的，所以要进行图形初始化。

由于学校提供的机子硬件所限定，图形驱动器(gdriver)的符号常数为ＶＧＡ，图形模式(gmode)的符号常数为ＶＧＡＨＩ，但我选择自动检测。

void Init(void)/*图形初始化*/
{
int gd=DETECT,gm;
initgraph(&gd,&gm,"c:\\tc");
}
第三个模块—迷宫生成函数MapRand()的功能是：用数组map表示一个迷宫，要随机生成迷宫，数组元素的值利用随机函数生成0或1的数。

void MapRand(int (*map)[N])/*开始的随机迷宫图*/
{
int i,j;
cleardevice();/*清屏*/
randomize(); /*随机数发生器*/
for(i=0;i<N;i++)
{
for(j=0;j<N;j++)
{
if(i==0||i==N-1||j==0||j==N-1)/*最外面一圈为墙壁*/
map[i][j]=1;
else
if(i==1&&j==1||i==N-2&&j==N-2)/*出发点与终点表示为可走的*/
map[i][j]=0;
else
map[i][j]=random(2);/*其它的随机生成0或1*/
}
}
}
第四个模块—迷宫显示函数PrMap()的功能：根据数组map的值输出迷宫图，利用函数
setfillstyle()设置图形实体填充样式bar（）函数输出矩形块。

数组元素的下标为矩形块的中心坐标，利用两重循环语句可以完成迷宫图的显示。

void PrMap(int (*map)[N])/*输出迷宫图*/
{
int i,j;
for(i=0;i<N;i++)
for(j=0;j<N;j++)
if(map[i][j]==0)
{
setfillstyle(SOLID_FILL,WHITE);/*白色为可走的路*/
bar(100+j*15-6,50+i*15-6,100+j*15+6,50+i*15+6);
}
else
{
setfillstyle(SOLID_FILL,7);/*棕色为墙壁*/
bar(100+j*15-6,50+i*15-6,100+j*15+6,50+i*15+6);
}
}
第五个模块—系统自动FindWay()的功能：从下标（1，1）开始探索，依次按照右下、下、右、右上、左、左下、左上的顺序前进，若该方向上的值为0，则前进一步。

int FindWay(int (*map)[N],int i,int j)/*递归找路*/
{
if(i==N-2&&j==N-2)/*走到出口*/
{
yes=1;/*标志为1,表示成功*/
return;
}
map[i][j]=1;/*走过的地方变为1*/
WayCopy(oldmap,map); /*拷贝迷宫图*/
if(oldmap[i+1][j+1]==0&&!yes)/*判断右下方是否可走*/
{
FindWay(oldmap,i+1,j+1);
if(yes)/*如果到达出口了，再把值赋给显示路线的way数组,也正是这个原因, 所以具体路线是从最后开始保存*/
{
way[wayn][0]=i;
way[wayn++][1]=j;
return;
}
}
WayCopy(oldmap,map);
if(oldmap[i+1][j]==0&&!yes)/*判断下方是否可以走,如果标志yes已经是1也不用找下去了*/
{
if(yes)
{
way[wayn][0]=i;
way[wayn++][1]=j;
return;
}
}
WayCopy(oldmap,map);
if(oldmap[i][j+1]==0&&!yes)/*判断右方是否可以走*/
{
FindWay(oldmap,i,j+1);
if(yes)
{
way[wayn][0]=i;
way[wayn++][1]=j;
return;
}
}
WayCopy(oldmap,map);
if(oldmap[i-1][j]==0&&!yes)/*判断上方是否可以走*/
{
FindWay(oldmap,i-1,j);
if(yes)
{
way[wayn][0]=i;
way[wayn++][1]=j;
return;
}
}
WayCopy(oldmap,map);
if(oldmap[i-1][j+1]==0&&!yes)/*判断右上方是否可以走*/ {
FindWay(oldmap,i-1,j+1);
if(yes)
{
way[wayn][0]=i;
way[wayn++][1]=j;
return;
}
}
WayCopy(oldmap,map);
if(oldmap[i+1][j-1]==0&&!yes)/*判断左下方是否可以走*/ {
if(yes)
{
way[wayn][0]=i;
way[wayn++][1]=j;
return;
}
}
WayCopy(oldmap,map);
if(oldmap[i][j-1]==0&&!yes)/*判断左方是否可以走*/
{
FindWay(oldmap,i,j-1);
if(yes)
{
way[wayn][0]=i;
way[wayn++][1]=j;
return;
}
}
WayCopy(oldmap,map);
if(oldmap[i-1][j-1]==0&&!yes)/*判断左上方是否可以走*/
{
FindWay(oldmap,i-1,j-1);
if(yes)
{
way[wayn][0]=i;
way[wayn++][1]=j;
return;
}
}
return;
}
第六个模块—人工探索PeopleFind（）的功能：首先输出迷宫图以及人工控制操作图示，红色探索出现在左上角，采用人工控制8个方向的移动，由于是8个方向，用光标键只能控制4个方向，为了统一采用了临近的8个字符，Q，W，E，A，D，Z，X，C代表8个方向，按了字符后，对应方向不是墙壁，可以将红色探索物移到相应的位置，按回车表示结果人工操作。

如果此时map数组元素的坐标是出口，则yes的值为1，探索成功，否则值为0。

由于探索物不停的移动，要在新位置显示，并将走过的路恢复为白色通路，可以调用DrawPeople（&x,&y,n）完成.参数x和y代表所在的行坐标和列坐标,n代表所选的方向,根据n的值,将x和y进行相应的变化.
void PeopleFind(int (*map)[N])/*人工手动查找*/
{
int x,y;
char c=0;/*接收按键的变量*/
x=y=1;/*人工查找的初始位置*/
setcolor(11);
line(500,200,550,200);
outtextxy(570,197,"d");
line(500,200,450,200);
outtextxy(430,197,"a");
line(500,200,500,150);
outtextxy(497,130,"w");
line(500,200,500,250);
outtextxy(497,270,"x");
line(500,200,450,150);
outtextxy(445,130,"q");
line(500,200,550,150);
outtextxy(550,130,"e");
line(500,200,450,250);
outtextxy(445,270,"z");
line(500,200,550,250);
outtextxy(550,270,"c");/*以上是画8个方向的控制介绍*/
setcolor(YELLOW);
outtextxy(430,290,"Press 'Enter' to end");/*压回车键结束*/
setfillstyle(SOLID_FILL,RED);
bar(100+y*15-6,50+x*15-6,100+y*15+6,50+x*15+6);/*入口位置显示*/ while(c!=13)/*如果按下的不是回车键*/
{
c=getch();/*接收字符后开始各个方向的探索*/
if(c=='w'&&map[x-1][y]!=1)
DrawPeople(&x,&y,1);/*上*/
else
if(c=='e'&&map[x-1][y+1]!=1)
DrawPeople(&x,&y,2);/*右上*/
else
if(c=='d'&&map[x][y+1]!=1)
DrawPeople(&x,&y,3);/*右*/
else
if(c=='c'&&map[x+1][y+1]!=1)
DrawPeople(&x,&y,4);/*右下*/
else
if(c=='x'&&map[x+1][y]!=1)
DrawPeople(&x,&y,5);/*下*/
else
if(c=='z'&&map[x+1][y-1]!=1)
DrawPeople(&x,&y,6); /*左下*/
else
if(c=='a'&&map[x][y-1]!=1)
DrawPeople(&x,&y,7); /*左*/
else if(c=='q'&&map[x-1][y-1]!=1)
DrawPeople(&x,&y,8); /*左上*/
}
setfillstyle(SOLID_FILL,WHITE); /*消去红色探索物，恢复原迷宫图*/
bar(100+y*15-6,50+x*15-6,100+y*15+6,50+x*15+6);
if(x==N-2&&y==N-2)/*人工控制找成功的话*/
yes=1; /*如果成功标志为1*/
}
第七个模块—结果处理函数Result（）：最终结果是找到和没找到两种情况，在程序中设计全局变量yes，根据yes的值进行处理。

如果yes为0，调用函数NotFind（），显示找到通路信息，否则调用函数Find（）。

如果是系统自动探索，Find（）会显示出所走过的路径，如果是人工探索，没有记录走过的路径，只显示找到通路的信息。

void Result(void)/*结果处理*/
{
if(yes)/*如果找到*/
Find();
else/*没找到路*/
NotFind();
getch();
}
第八个模块—图形关闭函数Close（）的功能：调用Closegraph（）关闭图形系统，程序结束。

void Close(void) /*图形关闭*/
{
closegraph();
}
Ⅴ.小结与启发
通过这次课设，我感觉时间真的很珍贵，还没怎么弄，两周已经过去了，不过，一分耕耘一分收获，两周的辛苦没有白费，这个游戏所涉及的知识点主要有：
⑴数组的应用
⑵全局变量的应用
⑶递归算法
⑷指针变量
⑸图形显示
对各个知识点，我掌握的越来越多，理解的也越来越深，对以后的编程和软件开发有很大的帮助。

游戏仍有一些欠缺的地方，比如界面上没有时间的控制，一眼就能看出来是否有通路，只要有通路，总能成功。

但如果有时间的控制，比如10秒，在规定时间内完不成,则认为失败，这样可以根据时间分为不同等级，级别越高，时间越短，这样游戏本身更加具有挑战性。

本来想模仿迷宫程序，编制程序实现中国象棋上走马的遍历问题：在一个8×8的棋盘上，从任一方格开始，按照允许的走步规则（日子走法），走遍所有方格，每个方格走过且仅走过一次，输出走过的路径。

但由于时间关系，这个程序我仍在进行研究。

Ⅵ.参考文献
1、《C语言程序设计》，谭浩强主编，清华大学出版社，2005（2007重印）
2、《C语言课程设计案例精编》，郭翠英等编著，中国水利水电出版社，2004.3
3、《C语言函数大全》，张翔主编，北京：电子工业出版社,2002.4
4、《C语言教程，实验与练习》，杨开城主编，北京：人民邮电出版社，2002.5
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