小游戏“终结者”程序的设计与实现
08年9月入学,12年7月毕业,结束了我在软件学院愉快丰富的大学生活。此系列是对四年专业课程学习的回顾,索引参见:http://blog.csdn.net/xiaowei_cqu/article/details/7747205
面向对象程序设计
这是我们学习程序设计的第一课。我也在这门课上第一次接触程语言、写代码。我们以影印版的《C++ Program Design : An Introduction to Programming and Object-Oriented Design 》为教材。
现在想来那段“入门”的经历真是痛苦不堪,很多概念难以理解,就只能一点点把书中的代码一遍遍的敲。但每次跑出一点小东西也都觉着兴奋到不行。大一末的时候有个“大”的课程设计:两人一组编写一个小游戏。我和小琦一组,写了一个比较简略的闯关游戏,这次经历之后才真的对编程有了“入门”的感觉。
小游戏"YingMu"
【游戏功能需求说明】
我们这次是在Microsoft Visual C++ 6.0, EzWindow library的开发环境下设计完成的,一些程序的功能我们一时没有想到好的方法来实现,所以在这款游戏中没有呈现给大家。相信在以后的学习中,我们能更好地掌握并对这款小游戏进行升级更新。
【游戏总类图】
【游戏中的关键类】
Player
- enum Floor{FLoor1=0,Floor2,Floor3,Floor4};
- class Player {
- public:
- //constructor
- Player(SimpleWindow &w);
- public:
- //inspectors
- SimpleWindow& GetWindow() const;//得到玩家所在窗口
- Position GetPosition() const; //得到玩家当前位置
- Direction GetDirection() const; //得到玩家当前的方向
- BitMap& GetBmp(const Direction &d,int i); //得到玩家在相应的方向及步子上位图
- const BitMap& GetBmp(const Direction &d,int i) const;
- Floor GetFloor()const; //得到玩家当前所在层数
- bool IsDying(); //检查玩家是否死掉
- bool AtRightEdge() const; //检查玩家是否走到窗口边缘
- bool AtLeftEdge() const;
- //Facilitators
- void Create(); //创建玩家(即将玩家“放”在游戏窗口中)
- void Kill(); //“杀死”玩家(从窗口中擦掉)
- void Move(); //使玩家在键盘操控下做相应的移动
- void Fire(); //发射子弹
- void OKUp(); //设置玩家是否可以在层之间跳跃
- void OKDown();
- void CannotUpDown();
- //mutators
- void SetPosition(const Position &p); //设置玩家当前所有位图的位置
- void SetFloor(Floor &f); //玩家跳跃之后改变层的数据成员
- void SetDirection(const Direction &d); //设置玩家当前的方向
- //data member
- vector<Bullet*> bullets; /****************************************/
- //方便GameController中检查子弹和敌人 //
- //状况,所以放在public域中,设置为可见 //
- /****************************************/
- private:
- //facilities
- void Draw();
- void Erase(); /****************************************************/
- //用户不直接操纵图片,而是通过调用 Creat() 和 Kill() //
- //所以定义为 private //
- /*****************************************************/
- // Data members
- SimpleWindow &Window;
- vector<vector<BitMap> > Bmp;
- Direction CurrentDirection;
- Position CurrentPosition;
- bool bUpOk;
- bool bDownOk;
- Floor CurrentFloor;//当前所处的层
- //游戏中得到的不是类Layer的层,而是有枚举定义的Floor的层
- //因为Layer继承自Map关键是一张图,没有什么特殊的属性
- //而枚举定义的Layer有初始化的作用,是每层有了自己的值
- //而相应GameController构造函数中分配的每层的敌人和篮球框Gap //的也都对应与向量中有自己的数值,所以在游戏控制器的一些函数中
- //(如TestGap、TestEnemy)只检查当前层的篮球框和敌人,
- //避免了跳跃效果的意外实现,也提高了检查的效率
- int Steps; //玩家自游戏开始所走的步数
- //用以连续轮流切换玩家位图,实现走动的效果
- };
Enemy 和 Bullet
- /***********************************************************/
- // enemy.h //
- // //
- //类Enemy的声明与定义 //
- //即游戏中的敌人,敌人在各自的Layer中不停的走动 //
- /***********************************************************/
- #ifndef ENEMY_H
- #define ENEMY_H
- const int EnemyBitMaps=2;
- enum EnemyStatus {Alive,Dead,DeadAlready};
- //DeadAlready 是保证enemy 不会重复被 Kill
- class Enemy{
- public:
- //constructor
- Enemy(SimpleWindow &W,const Position &p1=(0,0),const Position &p2=(0,0),double h=1 );
- //需要提供一个窗口,敌人移动范围,以及每次位移大小(速度)
- public:
- //inspectors
- SimpleWindow& GetWindow() const; //得到敌人所在窗口
- Position GetPosition() const; //得到当前敌人位置
- Direction GetDirection() const; //得到当前敌人的方向
- double GetHorizMovement() const; //得到每次移动的水平位移
- BitMap &GetBmp(const Direction &d); //得到相应方向位图
- const BitMap &GetBmp(const Direction &d) const; //得到当前敌人的状态
- EnemyStatus GetStatus()const;
- //mutators
- void SetWindow(SimpleWindow &W); //设置敌人窗口
- void SetDirection(const Direction &d); //设置敌人的方向
- void SetPosition(const Position &p); //设置敌人的位置
- void SetStatus(EnemyStatus s); //更改敌人的状态(在后面你会看到他的重要性)
- void SetHorizMovement(double h); //设置每次水平位移的大小以更改移动速度
- void SetP1P2(const Position &pp1,const Position &pp2); //设置敌人移动的范围
- //Facilitators
- void Create(); //创建敌人(画在游戏窗口中)
- void Kill(); //杀死敌人(从当前窗口擦除)
- void Move(); //使敌人在timer下不停地移动
- void Draw(); //画出当前位图
- void Erase(); //擦掉
- Position NewPosition() const; //设置下一刻敌人的方向
- void ChangeDirection(); //检查如果超出移动范围,则更改方向
- private:
- //data members
- SimpleWindow& Window;
- vector<BitMap> Bmp;
- double HorizMovement;
- Direction CurrentDirection;
- Position CurrentPosition;
- Position P1,P2;
- EnemyStatus CurrenStatus;
- };
- #endif
- /***************************************/
- //derive class Enemy_1 //
- //分别为第一关、第二关的敌人 //
- //均派生在类Enemy 只是位图不同,速度不同//
- /***************************************/
- #ifndef ENEMY_1_H
- #define ENEMY_1_H
- #include "enemy.h"
- class Enemy_1 : public Enemy{
- public:
- Enemy_1(SimpleWindow &W,const Position &p1=(0,0),
- const Position &p2=(0,0) ,double h=0.5);
- };
- #endif
- /********************************/
- //derive class Enemy_2 //
- /********************************/
- #ifndef ENEMY_2_H
- #define ENEMY_2_H
- #include"enemy.h"
- class Enemy_2 : public Enemy{
- public:
- Enemy_2(SimpleWindow &W, const Position &p1=(0,0),
- const Position &p2=(0,0),double h=0.8 );
- };
- #endif
- /***************************************************/
- //derive class Bullet
- //即游戏中樱木发射的子弹 //
- //自己在一个方向上水平自动移动,类似敌人 //
- /***************************************************/
- #ifndef BULLET_H
- #define BULLET_H
- #include "enemy.h"
- class Bullet : public Enemy{
- public :
- Bullet(SimpleWindow &W,Direction d ,
- const Position &p1=(0,0), const Position &p2=(0,0));
- bool AtRightEdge() const; //子弹走出移动范围之后应被消灭
- //所以增加相应的判断函数返回布尔值
- bool AtLeftEdge() const;
- void B_Creat(); //制造子弹
- };
- #endif
GameController
- /***********************************************************/
- // GameCoroller.h //
- // 游戏控制台,控制检查游戏中各个角色的状态以及不同 //
- //角色之间的交互,是游戏中最重要最也最操劳的部分 //
- /***********************************************************/
- #ifndef GAMECONTROL_H
- #define GAMECONTROL_H
- enum GameLevel { One, Second, Done };
- class GameController {
- public:
- //constructor
- GameController(const string &Title = "终结者(樱木花道版)",
- const Position &WinPosition=Position(2.0,2.0),
- const float WinLength =16, const float WinHeight = 13);
- //标题、位置、窗口宽、高 用以初始化游戏窗口
- // destructor
- ~GameController();
- //inspectors
- SimpleWindow *GetWindow();
- GameLevel CurrentLevel() const; //检查器 分别得到窗口和当前所在关卡
- //facilitators
- void Play(const GameLevel Level); //设置游戏所在关卡
- void TestGap(Player* player,vector<Gap*> gap);
- //检查游戏中玩家是否走到篮筐下(如果在篮筐下可以跳跃,走出篮筐不可以)
- void TestBullet(vector<Enemy_1*> e,vector<Bullet*> b);
- void TestBullet(vector<Enemy_2*> e,vector<Bullet*> b);
- //检查游戏中的子弹是否达到敌人,如果碰到则将子弹和敌人都从窗口中擦掉。
- bool TestPlayer(Player* player,vector<Enemy_1*> e);
- bool TestPlayer(Player* player,vector<Enemy_2*> e);
- //检查游戏中玩家是否被敌人捉到(如果敌人碰到玩家,游戏失败)
- int TimerTick();
- //是TimerCallback调用的函数
- //游戏窗口中玩家,敌人,子弹的走到效果都是由他实现的游戏关卡跳跃也是在这里实现的。
- //但因为这个函数不断被调用,而我们想在第一关通过之后加一个小小的提示(Message)
- //结果就是Message不段被弹出,所以用了一个全局变量PlayOne,
- //保证提示的函数只执行一次,这个平白出来的“魔数”也许增加了代码阅读的困难
- private:
- //data members
- SimpleWindow *GameWindow;
- GameLevel Level;
- //游戏中各种角色为GameController控制,
- //所以作为控制台的数据成员包含在GameController的属性中
- Player *player;
- vector<Gap*> gaps;
- vector<Layer*> layers;
- vector<Enemy_1*> enemy1;
- vector<Enemy_2*> enemy2;
- };
- #endif
全局的类:Global 和 Welcome
- /********************************************************************/
- //resources.h //
- // //
- //游戏结束是显示界面的资源 //
- //本想和 welreources.h 放在一起,因为其窗口都是独立于游戏窗口的 //
- //并不作为GameControl的数据成员,而是一全局变量使用 //
- //但放在一起可能是因为game.cpp和gamecontroll.cpp都要包含,会出错 //
- /*********************************************************************/
- #ifndef WEL_H
- #define WEL_H
- //包含在game.cpp中相当于全局变量
- //保证函数 int TimerCallBack(void);
- //和 int MouseClick(const Position &MousePosition);可以方便的使用
- SimpleWindow End("终结者(樱木花道版)",15.0,12.0,Position(2.0,2.0));
- BitMap WellDone(End);
- BitMap Quit(End);
- BitMap Fail(End);
- void SetWindows(){
- Fail.Load("bmp\\fail.bmp");
- assert(Fail.GetStatus()==BitMapOkay);
- WellDone.Load("bmp\\done.bmp");
- assert(WellDone.GetStatus()==BitMapOkay);
- double width=Fail.GetWidth();
- double height=Fail.GetHeight();
- Quit.Load("bmp\\quit.bmp");
- Quit.SetPosition(Position(0.6*width,0.8*height));
- assert(Quit.GetStatus()==BitMapOkay);
- }
- int MouseClickEnd(const Position& MousePosition){
- if(Quit.IsInside(MousePosition)){
- End.Close();
- }
- return 1;
- }
- #endif
welcome.h
- /*******************************************************/
- //welresources.h //
- //并不是一个单独的类,是玩家开始进入游戏时的欢迎界面 //
- //放在 *.h文件包含在 game.cpp中作为全局变量 //
- /*******************************************************/
- #ifndef WELCOME_H
- #define WELCOME_H
- #include "assert.h"
- SimpleWindow Welcome("终结者(樱木花道版)",15.0,12.0,Position(2.0,2.0));
- BitMap PlayButton(Welcome);
- BitMap InstructionButton(Welcome);
- BitMap Instruction(Welcome);
- void SetWelcomeWindows(){
- BitMap WelcomeBmp(Welcome);
- WelcomeBmp.SetPosition(Position(0,0));
- WelcomeBmp.Load("bmp\\hello.bmp");
- WelcomeBmp.Draw();
- assert(WelcomeBmp.GetStatus()==BitMapOkay);
- double width=WelcomeBmp.GetWidth();
- double height=WelcomeBmp.GetHeight();
- PlayButton.SetPosition(Position(0.1*width,0.85*height));
- PlayButton.Load("bmp\\play.bmp");
- assert(PlayButton.GetStatus()==BitMapOkay);
- Instruction.SetPosition(Position(0,0));
- Instruction.Load("bmp\\in.bmp");
- assert(Instruction.GetStatus()==BitMapOkay);
- InstructionButton.SetPosition(Position(0.1*width,0.35*height));
- InstructionButton.Load("bmp\\inbutton.bmp");
- assert(InstructionButton.GetStatus()==BitMapOkay);
- InstructionButton.Draw();
- }
- #endif
【游戏控制逻辑框图】
【游戏说明】
打开会出现游戏的进入窗口——显示有灌篮高手剧照图,单击窗口中的“Instruction”图标可以看到具体的游戏操作说明,之后单击“Play”图标即可开始游戏。
游戏开始后,玩家可以看到左下角的樱木花道以及三个在窗口中不停移动的敌人,玩家以键盘的左右键控制樱木花道在窗口中移动,当走到篮筐下时,可以有上下键控制实现层的跳跃。游戏中,玩家按空格键发射子弹(子弹的数目没有限制),子弹遇到敌人即可消灭敌人。当消灭玩所有的敌人,游戏会弹出对话框提示玩家进入下一关。第二关所有敌人被消灭后,游戏胜利。玩家会看到恭喜的窗口,单击左下角的“Quit”图标即可退出游戏。如果游戏中,玩家不小心被敌人捉到,游戏失败,会出现提示游戏失败的界面,单击“Quit”图标退出游戏。
【游戏截图】
【项目总结】
通过大一的C++语言学习后,我们小组完成了第一个项目编程—终结者(樱木花道版)。
接到任务,我们迅速开始……
我们首先上网查阅了相关资料,并下载了一些相关的小游戏进行试玩,揣摩游戏的设计架构及功能实现,汲取别人的长处。接着我们进行课程设计“终结者”的构思,我们最初的设计是界面分为几层,玩家可以在每一层上走动,通过方向键左右移动,遇到楼梯可以上下爬动,空格键发射子弹,并设有各种不同的食物,玩家控制小人走过去“吃”,不同的食物增加或减少相对应的属性(如:生命值、速度等)。然而在真正动手的时候,才发现敲代码远远不像读代码那么简单。我们分工合作,两个人分别编写不同的类,几乎是白手起家,决定和实现每个类有怎样的功能显得异常的生疏和困难,尤其在派生的时候才发现总结出对象必要的属性、行为是多么重要。而这只是困难的开始,当我们把零零散散的代码拼在一起时,终于见识到所谓的“面向对象”并没有我们想象的那么简单。虽然都认真的开了书中的BugHunt程序,可实际上我们很多地方并没有理解到位,尤其是GameController的重要——把一个个孤立的对象联系起来,可以相互“交流”的才是真正“活”的对象,才组成了生动的游戏。我们熬了几个通宵,重写了很多次,删减了许多一开始野心勃勃想要实现的内容,于是有了想在这个终结者的雏形。
之后的时间是我们一起小心翼翼的在游戏中添加一些功能,比如发射子弹,樱木的“走动”效果,以及图片的处理等等……游戏进入和退去的界面也是在这个时期完成的。
在游戏最终出品前期,我们在实验室进行试玩,却发现一个问题:不同的屏幕和分辨率造成了窗口及图片坐标的偏移,我们最初是在自己的电脑上设定的坐标,因为偷懒而直接使用的数字——迅速显出弊端,而在实验室的电脑上,图片甚至发生了重叠。我们随即想到的是把游戏做成两个版本(标屏和宽屏),但后来我们又发现分辨率也会对坐标产生影响,所以两个版本的计划无法实施。我们也去请教了别人查阅了资料,最后用图片的大小来调整层之间的坐标(因为似乎不同的屏幕图片还是不变的),但问题也没有得到根本的解决,结果没有预期的好,这让我们尤其以为可以自慰的地方——游戏的整体美观度大打折扣,希望在以后的学习中能更好的解决该问题,进行游戏的升级与更新。
游戏问世,不是期望的样子……
现在再回头看我们自己编写的第一个游戏,即使抱着“敝帚自珍”的心态,依旧觉得她有那么多不尽人意的地方,毕竟最终的成果有点简单,和当初的设想差得太远,许多功能都没有实现——因为ezwin的功能有限,添加游戏背景甚至是在“梯子”上的走动,都有很明显的闪图,就改成了跳跃;死掉的子弹和敌人都被我们投机取巧的藏在游戏图中,没有真正的delete以释放内存;时间有限,也没有再去在界面中做“生命值”、“速度”等……应该是在开始进行程序架构时,我们就缺乏严谨的逻辑思考,想法太杂太乱,导致有些功能实现起来太过复杂,而使得程序显的臃肿且不利于阅读。
一月奋战,我们还是收获了很多……
这次课程设计中,我们深切的体会到调试的重要,很多问题都是在编译、连接中发现的,看着自己编写的程序一编译出现那么多的错误,信心肯定受到打击,但是通过一次次的修改,看着错误数量的减少,还是很有成就感的。总的来说,我们用于调试的时间远远多与编写代码的时间。
通过课程设计,我们不仅锻炼了自己的实践能力,更培养了团队合作能力。遇到问题时,大家一起互相讨论,一起请教别人,最终找到解决方法,我想这应该是最好的学习过程,在实践中提高自己,比看书的效率高太多了。同时我们也意识到书本上的那些知识对于编程是远远不够的,教科书只是介绍一些皮毛而已,它只是引导你入门而已。我们更多的是要主动的学习,一起做项目就是一种好的方法。
我们知道,我们差的太远太远,要走的路还很长很长……
这次我们小组出品的游戏——终结者(樱木花道版)虽然有些粗糙,功能也十分有限,但是做为这款游戏的整个框架与体系,它实现了我们利用面向对象思想设计游戏的初衷。而在编写以及后来的程序调试与排错的过程中也练习了我们使用C++语言的熟练度以及对常见问题解决的经验积累。更主要的是,他使我们深深地看到自己的差距——学习了一年,还没用过MFC;不能短时间内迅速掌握HGE;即便是参考别人的代码,还要一个字一个字的读……这个挺普通的程序也许是对我们贫乏知识的真实写照,但,这绝不是终点,我们会在今后的学习中努力提高自己的水平,努力创造出优秀的作品。
这是我们软件学习上的第一次试炼,也是我们大一面向对象程序设计学习的成果,相信我们每个人都将终生难忘……
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