C语言实现反弹球游戏

前言

反弹球游戏是经典的街机游戏之一，本文将详细讲解如何使用C语言实现反弹球游戏。反弹球游戏的基本原理是球与挡板之间的物理反弹，因此本文将学习如何使用C语言实现基础的物理计算。

环境搭建

在实现反弹球游戏之前，需要搭建开发环境。本文使用的是Visual Studio Code和MinGW编译器。

具体步骤如下：

在Windows上安装Visual Studio Code。
安装Code Runner扩展程序，使用以下命令在终端中安装Code Runner。

code --install-extension formulahendry.code-runner

在Windows上安装MinGW编译器并配置环境变量。
在MinGW官网上下载MinGW安装程序。
将MinGW安装到C盘根目录下的MinGW文件夹。
将C:\MinGW\bin加入环境变量中。

游戏主体框架

下面是反弹球游戏的主体框架，我们将在此框架中进行详细的解释：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
#include <windows.h>
#include <conio.h>

#define WIDTH 60
#define HEIGHT 20
#define WALL_CHAR '*'
#define PADDLE_WIDTH 10
#define PADDLE_CHAR '='
#define BALL_CHAR 'O'
#define FPS 60
#define SPEED 5

typedef struct
{
    int x;
    int y;
    int width;
    int height;
} Object;

Object wall, paddle, ball;
int direction, score;

void init_game();
void draw_wall();
void draw_paddle();
void draw_ball();
void move_ball();
void check_collision();
void print_score();
void game_over();

int main()
{
    init_game();
    while (1)
    {
        draw_wall();
        draw_paddle();
        draw_ball();
        move_ball();
        check_collision();
        print_score();
        Sleep(1000 / FPS);
    }
    return 0;
}

void init_game()
{
    wall.x = 0;
    wall.y = 0;
    wall.width = WIDTH;
    wall.height = HEIGHT;

    paddle.width = PADDLE_WIDTH;
    paddle.height = 1;
    paddle.y = HEIGHT - 1 - paddle.height;

    ball.width = 1;
    ball.height = 1;
    ball.x = WIDTH / 2;
    ball.y = HEIGHT / 2;

    direction = 1;
    score = 0;

    system("cls");
}

void draw_wall()
{
    int x, y;
    for (y = 0; y < wall.height; y++)
    {
        for (x = 0; x < wall.width; x++)
        {
            if (y == 0 || y == wall.height - 1 || x == 0 || x == wall.width - 1)
            {
                printf("%c", WALL_CHAR);
            }
            else
            {
                printf(" ");
            }
        }
        printf("\n");
    }
}

void draw_paddle()
{
    int x, y;
    for (y = paddle.y; y < paddle.y + paddle.height; y++)
    {
        for (x = paddle.x; x < paddle.x + paddle.width; x++)
        {
            printf("%c", PADDLE_CHAR);
        }
        printf("\n");
    }
}

void draw_ball()
{
    printf("%c\n", BALL_CHAR);
}

void move_ball()
{
    ball.x += direction * SPEED;
    if (ball.x <= 0 || ball.x >= WIDTH - 1)
    {
        direction = -direction;
    }
    if (ball.y <= 0 || ball.y >= HEIGHT - 1)
    {
        game_over();
    }
}

void check_collision()
{
    int collide_x = ball.x + direction * ball.width;
    int collide_y = ball.y - ball.height;
    if (collide_x >= paddle.x && collide_x <= paddle.x + paddle.width && collide_y >= paddle.y && collide_y <= paddle.y + paddle.height)
    {
        direction = -direction;
        score++;
    }
}

void print_score()
{
    printf("Your score: %d\n", score);
}

void game_over()
{
    printf("Game over!\n");
    exit(0);
}

反弹球游戏的主要元素包括墙体、挡板和球。静态的墙体和动态的挡板和球都是通过定义结构体来实现。在init_game()函数中进行初始化，墙体的坐标始终为0，挡板和球的位置是相对于墙体左上角的坐标。

游戏循环中先绘制墙体、挡板和球，移动球，检测碰撞，打印得分，然后暂停一段时间后再次循环。

具体实现的过程可以分为绘制墙体、绘制挡板和球、移动球、检测碰撞和打印得分等。

代码解释

绘制墙体

void draw_wall()
{
    int x, y;
    for (y = 0; y < wall.height; y++)
    {
        for (x = 0; x < wall.width; x++)
        {
            if (y == 0 || y == wall.height - 1 || x == 0 || x == wall.width - 1)
            {
                printf("%c", WALL_CHAR);
            }
            else
            {
                printf(" ");
            }
        }
        printf("\n");
    }
}

绘制墙体时，使用两重循环遍历墙体的所有位置，根据位置能否匹配上下左右四条边界，判断是否输出墙体字符。

绘制挡板

void draw_paddle()
{
    int x, y;
    for (y = paddle.y; y < paddle.y + paddle.height; y++)
    {
        for (x = paddle.x; x < paddle.x + paddle.width; x++)
        {
            printf("%c", PADDLE_CHAR);
        }
        printf("\n");
    }
}

绘制挡板时，使用两重循环遍历挡板的所有位置，输出挡板字符。

绘制球

void draw_ball()
{
    printf("%c\n", BALL_CHAR);
}

由于球是一个字符，在输出球时只需要用printf打印单个字符即可。

移动球

void move_ball()
{
    ball.x += direction * SPEED;
    if (ball.x <= 0 || ball.x >= WIDTH - 1)
    {
        direction = -direction;
    }
    if (ball.y <= 0 || ball.y >= HEIGHT - 1)
    {
        game_over();
    }
}

移动球时，通过球的位置和运动方向计算球的下一步位置，并修改球的坐标。碰到左右墙体时将方向进行翻转；当球打到顶部或底部墙体时，游戏结束。

检测碰撞

void check_collision()
{
    int collide_x = ball.x + direction * ball.width;
    int collide_y = ball.y - ball.height;
    if (collide_x >= paddle.x && collide_x <= paddle.x + paddle.width && collide_y >= paddle.y && collide_y <= paddle.y + paddle.height)
    {
        direction = -direction;
        score++;
    }
}

检测碰撞时，首先计算球下一步是否和挡板位置重叠，如果重叠则将方向进行翻转，并更新得分。

打印得分

void print_score()
{
    printf("Your score: %d\n", score);
}

打印得分时，使用printf函数将得分输出到屏幕上。

游戏结束

void game_over()
{
    printf("Game over!\n");
    exit(0);
}

当游戏结束时，使用printf打印游戏结束的消息，然后通过exit()函数退出游戏。

示例说明

示例1

使用Visual Studio Code和MinGW编译器，将上述代码保存为“bounce.c”。在终端中切换到当前目录，输入以下命令进行编译：

gcc -o bounce bounce.c

然后在终端中运行反弹球游戏：

./bounce

示例2

在反弹球游戏中添加更多的元素，例如多个小球、随机生成的道具等，使得游戏更加丰富。扩展游戏时需要将代码进行重构，增加元素的属性和方法，然后在游戏循环中轮流处理不同的元素。

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