【Linux】基于Ncurse图形库的贪吃蛇（C语言）

一、Ncurse图形库
二、重要步骤
- 1、准备工作
- 2、打印输出游戏界面（地图、蛇身、食物）
- 3、蛇的移动及食物生成
- 4、游戏界面刷新
- 5、扫描键入的值判断方向
- 6、多个while并存（线程解决）
三、注意事项及完整代码
四、运行效果

一、Ncurse图形库

ncurses（new curses）是一个程序库，它提供了API，可以允许程序员编写独立于终端的基于文本的用户界面。它是一个虚拟终端中的“类GUI”应用软件工具箱。它还优化了屏幕刷新方法，以减少使用远程shell时遇到的延迟。

在ubuntu系统上安装库文件:

apt-get install libncurses5-dev

如何使用ncurse?

#include <curses.h>int main()
{initscr();//ncurse 界面的初始化函数printw("This is curses window\n");//在ncurse模式下的printfgetch();//等待用户输入，如果没有这句话，程序就退出了，看不到运行的结果，也就是看不到上面那句话endwin();//程序退出，调用改函数来恢复shell终端的显示，如果没有这句话，shell终端字乱码，坏掉return 0;
}

贪吃蛇项目中还会用到的一些ncurses库中的函数（代码如下）：

#include<curses.h>  // Linux下图形界面库头文件
noecho();           // 不回显用户输入的内容
keypad();           // 允许用户终端的键盘，允许getch()函数获取功能键
move(x,y);          //move(int x, int y);移动光标到x,y
refresh();          //更新终端屏幕

为什么要用ncurse？

ncurse是终端下实现简单图形界面的不二选择,按键响应快速。

编译curses文件

gcc xxx.c -lcurses

ncurse的上下左右键

vi /usr/include/curses.h 可查看ncurse的宏定义

二、重要步骤

1、准备工作

准备一些初始化函数以及用到的全局变量。

创建蛇身节点结构体和结构体变量食物food,并且定义全局变量key,dir保存值:

//定义贪吃蛇节点结构体
struct Snake
{int hang;//行int lie;//列struct Snake *next;//下一个节点
};struct Snake *head = NULL;//定义蛇尾（链表头）
struct Snake *tail = NULL;//定义蛇头（链表尾）
int key;//记录键入的值 changeDirection()函数中使用到
int dir;//记录方向的值 addNode()函数中使用到struct Snake food;//定义结构体变量食物

封装一些ncurse界面的初始函数：

//函数封装初始化Ncurse界面
void initNcurse()
{initscr();//ncurse界面的初始化函数keypad(stdscr,TRUE);//从标准stdscr中接受功能键，TRUE代表是否接收noecho();//大多数的交互式应用程序在初始化时会调用noecho()函数，用于在进行控制操作时不显示输入的控制字符。
}

2、打印输出游戏界面（地图、蛇身、食物）

设计游戏界面样式，运用for循环嵌套打印输出游戏地图、蛇身以及食物。

先准备两个函数：
int judgeFood(int i,int j)；//判断蛇头是否吃到食物
int judgeSnakeNode(int i,int j)；//判断地图上的点是否是蛇身节点
如果传过来的i和j与行和列相等，则通过gamePic()打印输出。

//判断地图上的点是否有食物
int judgeFood(int i,int j)
{if(food.hang == i && food.lie == j){return 1;}return 0;
}//判断地图上的点是否是蛇身节点
int judgeSnakeNode(int i,int j)
{struct Snake *p;p = head;while(p != NULL){if(p->hang == i && p->lie == j){return 1;}p = p->next;}return 0;
}

游戏界面设计（20X20）：
食物“##”；
蛇身“[]”；
地图第1行就是hang=0；

gamePic()打印输出游戏界面：

//打印输出游戏界面
void gamePic()
{int hang;int lie;move(0,0);//将光标定位到0行0列for(hang=0;hang<=19;hang++){if(hang == 0){printw("           Gluttonous snake\n");for(lie=0;lie<=20;lie++){printw("--");}printw("\n");        } if(hang >= 0 || hang <= 19){for(lie=0;lie<=21;lie++){if(lie == 0 || lie == 21){printw("|");}else if(judgeSnakeNode(hang,lie)){//判断蛇身节点，打印蛇身printw("[]");}else if(judgeFood(hang,lie)){//判断食物节点，打印食物printw("##");}else{printw("  ");}                 }printw("\n");}if(hang == 19){for(lie=0;lie<=20;lie++){printw("--");}printw("\n");printw("By Apibro,food.hang=%d,food.lie=%d\n",food.hang+1,food.lie);//打印作者及当前食物坐标（hang+1）}}
}

3、蛇的移动及食物生成

首先要初始化蛇身initSnake()，蛇需要方向，下面再阐述，蛇（蛇头就是链表尾tail）的移动通过moveSnake()来实现，移动过程中通过addNode()在蛇头增加一节点（尾插法），与此同时在蛇尾删除一节点deleteNode()，移动过程中如果吃到食物（judgeFood()判断是否吃到食物）则增加一节，增加节点通过addNode()来实现，食物的随机生成通过initFoot()来实现，移动过程中如果撞墙或则蛇身（judgeSnakeDeath()判断蛇是否死亡）则死亡，游戏重新开始。

蛇的移动：

//蛇的移动(蛇头增加新节点，删除蛇尾节点)
void moveSnake()
{addNode();//增加新节点if(judgeFood(tail->hang,tail->lie)){initFoot();//随机食物生成}else{deleteNode();//删除蛇尾(头结点)}if(judgeSnakeDeath()){initSnake();//死亡，重新初始化蛇身，游戏重新开始}
}

其余需要用到的函数：

//随机食物生成
void initFoot()
{int x = rand()%20+1;int y = rand()%20+1;x = x-1;//为了第0行显示成第1行food.hang = x;food.lie = y;
}//增加新节点(通过方向判断加在哪)
void addNode()
{struct Snake *new = (struct Snake*)malloc(sizeof(struct Snake));switch(dir){//根据键入的值来增加节点，修改tail所指结点中hang，lie并将修改后的值赋值给新节点 case UP:new->hang = tail->hang-1;new->lie = tail->lie;break;case DOWN:new->hang = tail->hang+1;new->lie = tail->lie;break;case LEFT:new->hang = tail->hang;new->lie = tail->lie-1;break;case RIGHT:new->hang = tail->hang;new->lie = tail->lie+1;break;}new->next = NULL;tail->next = new;tail = new;
}//初始化蛇身
void initSnake()
{struct Snake *p;dir = RIGHT;//蛇头初始方向为RIGHT while(head != NULL){//判断蛇是否为空，清理内存 p = head;head = head->next;free(p);}initFoot();//随机食物生成head = (struct Snake*)malloc(sizeof(struct Snake));head->hang = 1;head->lie = 2;head->next = NULL;tail = head;//初始时尾指针指向头addNode();addNode();addNode();//增加3节点，设置初始蛇身长度
}//删除蛇尾(头结点)
void deleteNode()
{struct Snake *p;p = head;head = head->next;free(p);//释放p=head原先头节点
}//判断蛇是否死亡
int judgeSnakeDeath()
{struct Snake *p;p = head;if(tail->hang < 0 || tail->lie == 0 || tail->hang == 20 || tail->lie == 21){//当tail节点中数据到达最大边界return 1return 1;}while(p->next != NULL){if(p->hang == tail->hang && p->lie == tail->lie){//当tail节点中数据与蛇身一致时return 1 return 1;}p = p->next;}return 0;
}

4、游戏界面刷新

游戏界面固定，按回车才会变，所以需要不停打印刷新，通过moveSnack()和gamePic()函数就实现游戏界面的刷新，使贪吃蛇动起来，但此时方向固定为初始方向。

封装刷新界面函数refreshInterface();如下：

//界面刷新
void* refreshInterface()
{   while(1){moveSnake();//移动gamePic();//打印输出refresh();//更新终端屏幕usleep(100000);//控制蛇的运动速度，以微秒为单位，100毫秒睡眠一次，执行挂起不动}
}

5、扫描键入的值判断方向

有了键盘输入，就可以改变蛇的初始方向，dir可以改变，蛇也就有了方向。

宏定义及封装函数如下：

#define UP    1
#define DOWN  -1
#define LEFT  2
#define RIGHT -2//通过绝对值判断相反方向不触发
void turn(int direction)
{if(abs(dir) != abs(direction)){dir = direction;}
}//扫描键入的值判断方向
void* changeDirection()
{while(1){key = getch();switch(key){case KEY_DOWN:turn(DOWN);break;case KEY_UP:turn(UP);break;case KEY_LEFT:turn(LEFT);break;case KEY_RIGHT:turn(RIGHT);break;}}
}

6、多个while并存（线程解决）

在贪吃蛇运动过程中，我们需要改变蛇的移动方向，这是就需要不停扫描键盘输入的值来判断方向，同时还需要不停的刷新界面，为了多个while循环并存这里需要引入linux线程。

线程的基本用法：
参考网页：Linux多线程相关的函数
在Linux中使用线程

#include <pthread.h>  // 头文件pthread_t：当前Linux中可理解为：typedef  unsigned long int  pthread_t;
如：pthread_t t1;  //多线程定义pthread_create(&t1,NULL,refreshInterface,NULL);
参数1：传出参数，保存系统为我们分配好的线程ID
参数2：通常传NULL，表示使用线程默认属性。若想使用具体属性也可以修改该参数。
参数3：函数指针，指向线程主函数(线程体)，该函数运行结束，则线程结束。
参数4：线程主函数执行期间所使用的参数，如要传多个参数, 可以用结构封装。使用多线程的函数必须返回指针型，如void *refreshInterface()注：gcc xxx.c -lcurses -lpthead  //编译需要连接pthead库

三、注意事项及完整代码

注意事项：

在ubuntu低版本中运行不容易乱码，在高版本中gcc时，删去原先a.out多编译几次，并等待一段时间，也不会出现乱码。

完整代码：

#include <curses.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>#define UP    1
#define DOWN  -1
#define LEFT  2
#define RIGHT -2//定义贪吃蛇节点结构体
struct Snake
{int hang;//行int lie;//列struct Snake *next;//下一个节点
};struct Snake *head = NULL;//定义蛇尾（链表头）
struct Snake *tail = NULL;//定义蛇头（链表尾）
int key;//记录键入的值 changeDirection()函数中使用到
int dir;//记录方向的值 addNode()函数中使用到struct Snake food;//定义结构体变量食物 //函数封装初始化Ncurse界面
void initNcurse()
{initscr();//ncurse界面的初始化函数keypad(stdscr,TRUE);//从标准stdscr中接受功能键，TRUE代表是否接收noecho();//大多数的交互式应用程序在初始化时会调用noecho()函数，用于在进行控制操作时不显示输入的控制字符。
}//随机食物生成
void initFoot()
{int x = rand()%20+1;int y = rand()%20+1;x = x-1;//为了第0行显示成第1行food.hang = x;food.lie = y;
}//判断地图上的点是否有食物
int judgeFood(int i,int j)
{if(food.hang == i && food.lie == j){return 1;}return 0;
}//判断地图上的点是否是蛇身节点
int judgeSnakeNode(int i,int j)
{struct Snake *p;p = head;while(p != NULL){if(p->hang == i && p->lie == j){return 1;}p = p->next;}return 0;
}//打印输出游戏界面
void gamePic()
{int hang;int lie;move(0,0);//将光标定位到0行0列for(hang=0;hang<=19;hang++){if(hang == 0){printw("           Gluttonous snake\n");for(lie=0;lie<=20;lie++){printw("--");}printw("\n");        } if(hang >= 0 || hang <= 19){for(lie=0;lie<=21;lie++){if(lie == 0 || lie == 21){printw("|");}else if(judgeSnakeNode(hang,lie)){//判断蛇身节点，打印蛇身printw("[]");}else if(judgeFood(hang,lie)){//判断食物节点，打印食物printw("##");}else{printw("  ");}                 }printw("\n");}if(hang == 19){for(lie=0;lie<=20;lie++){printw("--");}printw("\n");printw("By Apibro,food.hang=%d,food.lie=%d\n",food.hang+1,food.lie);//打印作者及当前食物坐标}}
}//增加新节点(通过方向判断加在哪)
void addNode()
{struct Snake *new = (struct Snake*)malloc(sizeof(struct Snake));switch(dir){//根据键入的值来增加节点，修改tail所指结点中hang，lie并将修改后的值赋值给新节点 case UP:new->hang = tail->hang-1;new->lie = tail->lie;break;case DOWN:new->hang = tail->hang+1;new->lie = tail->lie;break;case LEFT:new->hang = tail->hang;new->lie = tail->lie-1;break;case RIGHT:new->hang = tail->hang;new->lie = tail->lie+1;break;}new->next = NULL;tail->next = new;tail = new;
}//初始化蛇身
void initSnake()
{struct Snake *p;dir = RIGHT;//蛇头初始方向为RIGHT while(head != NULL){//判断蛇是否为空，清理内存 p = head;head = head->next;free(p);}initFoot();//随机食物生成head = (struct Snake*)malloc(sizeof(struct Snake));head->hang = 1;head->lie = 2;head->next = NULL;tail = head;//初始时尾指针指向头addNode();addNode();addNode();//增加3节点，设置初始蛇身长度
}//删除蛇尾(头结点)
void deleteNode()
{struct Snake *p;p = head;head = head->next;free(p);//释放p=head原先头节点
}//判断蛇是否死亡
int judgeSnakeDeath()
{struct Snake *p;p = head;if(tail->hang < 0 || tail->lie == 0 || tail->hang == 20 || tail->lie == 21){//当tail节点中数据到达最大边界return 1return 1;}while(p->next != NULL){if(p->hang == tail->hang && p->lie == tail->lie){//当tail节点中数据与蛇身一致时return 1 return 1;}p = p->next;}return 0;
}//蛇的移动(蛇头增加新节点，删除蛇尾节点)
void moveSnake()
{addNode();//增加新节点if(judgeFood(tail->hang,tail->lie)){initFoot();//随机食物生成}else{deleteNode();//删除蛇尾(头结点)}if(judgeSnakeDeath()){initSnake();//死亡，重新初始化蛇身，游戏重新开始}
}//界面刷新
void* refreshInterface()
{   while(1){moveSnake();//移动gamePic();//打印输出refresh();//更新终端屏幕usleep(100000);//控制蛇的运动速度，以微秒为单位，100毫秒睡眠一次，执行挂起不动}
}//通过绝对值判断相反方向不触发
void turn(int direction)
{if(abs(dir) != abs(direction)){dir = direction;}
}//扫描键入的值判断方向
void* changeDirection()
{while(1){key = getch();switch(key){case KEY_DOWN:turn(DOWN);break;case KEY_UP:turn(UP);break;case KEY_LEFT:turn(LEFT);break;case KEY_RIGHT:turn(RIGHT);break;}}
}int main()
{pthread_t t1;pthread_t t2;initNcurse();initSnake();gamePic();pthread_create(&t1, NULL, refreshInterface, NULL);pthread_create(&t2, NULL, changeDirection, NULL);while(1);getch();endwin();return 0;
}

四、运行效果

运行效果链接：https://v.douyin.com/6ooTQgt/

最后谢谢阅读，笔者乃小白，如有错误之处还请指正。