利用Qt实现贪吃蛇小游戏

1、项目概述

1.1项目目标和主要内容

1）学习GUI图形界面的设计，基于C++ QT框架，创建交互友好的应用程序；

2）实现贪吃蛇游戏基本功能，屏幕上随机出现一个“食物”，称为豆子。玩家能利用上下左右键控制“蛇”的移动，“蛇”吃到“豆子”后“蛇”身体加长一节，得分增加，“蛇”碰到边界或蛇头与蛇身相撞，“蛇”死亡，游戏结束。

3）进行交互界面的设计，要有开始键、暂停键和停止退出的选项，能够控制游戏进程。对蛇吃到豆子进行分值计算，可以设置游戏速度、游戏音乐等拓展元素。

1.2项目的主要功能

1）游戏界面上可进行开始游戏、暂停游戏、重新开始、播放音乐操作；

2）首次打开游戏，用户处于未开始状态，游戏界面网格上存在初始贪吃蛇和食物。

3）点击开始游戏后，贪吃蛇开始按格子直线移动，可通过WASD键控制移动方向；

4）点击暂停游戏后贪吃蛇停止移动，点击开始游戏后继续移动，点击重新开始后游戏开新局，点击播放音乐后游戏播放音乐；

5）贪吃蛇吃到食物后自身长度加一、游戏分数加10分，贪吃蛇撞墙或撞自身后提示是否重新开始。

2、项目设计

2.1项目总体框架

整体项目分为UI绘制、贪吃蛇初始化、定时器、按键检测、UI更新、开始暂停逻辑按钮功能几个部分，通过定时器的开始关闭实现关联，程序功能都在程序MainWindow类中实现。

2.2系统详细设计

2.2.1 UI布局

首先在mainwindow.ui中添加控件进行初始布局，主要有四个按钮和spacer，布局界面如下：

贪吃蛇网格和显示结果等将通过程序进行布局添加。

2.2.2 构造函数

构造函数中首先将界面窗口尺寸固定为600*480，然后将ui文件中布局的四个逻辑QPushButton进行槽函数绑定实现各种功能，程序如下：

connect(ui->btn_start,SIGNAL(clicked()),this,SLOT(slot_start()));

connect(ui->btn_pause,SIGNAL(clicked()),this,SLOT(slot_pause()));

connect(ui->btn_restart,SIGNAL(clicked()),this,SLOT(slot_restart()));

connect(ui->btn_music,SIGNAL(clicked()),this,SLOT(slot_music()));

开始按钮与slot_start()绑定，实现开启定时器timer->start()；暂停按钮与slot_ pause()绑定，实现关闭定时器timer->stop()；停止按钮与slot_restart()绑定，弹窗提示是否重开，若不重开则直接返回，若重开则重新初始化再打开定时器：

if(box==QMessageBox::Yes){

InitSnake();

slot_update();

timer->start();

}

播放音乐按钮与slot_music绑定，通过QSound加载本地的音乐文件，然后播放：

QSound *startSound = new QSound(":/music.wav",this);

startSound->play();

2.2.3 paintEvent

若想将绘图加入事件循环中，QT共有两种方式：绘图事件和定时器事件，本程序通过定时器实现贪吃蛇的定时移动，通过绘图事件paintEvent进行绘图。paintEvent当窗口部件第一次加载显示时，系统会自动产生一个绘图事件从而触发执行，同时当执行函数调用update时也可以强制触发。如果多次调用update()，Qt会把连续多次的绘制事件压缩成一个单一的绘制事件，这样可避免闪烁现象。

paintEvent函数中首先调用InitSnake对贪吃蛇进行初始化，然后用QPainter先后画游戏背景、界面网格、显示分数、画蛇、画食物，在每次定时器执行刷新update时会重复执行上述过程。其中，画蛇是通过painter.drawRects对贪吃蛇信息vSnakeRect中数据进行方格绘制；画食物是通过painter.drawPixmap对本地的一张方格图进行铺放表示食物，该部分程序如下：

//画蛇

painter.setPen(Qt::black);

painter.setBrush(QBrush(Qt::white));

painter.drawRects(&vSnakeRect[0],vSnakeRect.size());

//画食物

painter.drawPixmap(Food,QPixmap(":/food.jpg"));

2.2.4 InitSnake

InitSnake在程序开始执行或需要重开时发生调用。首先通过初始设置blsRun、blsOver两个标志位来判断是否开始、是否结束，然后设置初始移动方向nDirection为2表示向下移动，然后通过调用CreateFood()方法随机初始化食物位置，CreateFood()程序如下：

QRect MainWindow::CreateFood()

{

int x,y;

x=qrand()%25;

y=qrand()%25;

QRect rect(10+x*10,80+y*10,10,10);

return rect;

}

然后对贪吃蛇进行初始化，贪吃蛇利用QVector<QRect>进行表示，n个小方块组成的vector代表蛇，初始化蛇长度为5。

最后设置定时器并绑定槽函数，QTimer计时器事件设置定时300ms，开启定时器后300ms执行一次slot_update函数，实现贪吃蛇移动和结果反馈，定时器部分程序如下：

timer=new QTimer(this);

timer->start(Speed);

timer->stop();

connect(timer,SIGNAL(timeout()),SLOT(slot_update()));

2.2.5 slot_update

slot_update为游戏开始后触发执行，实现控制贪吃蛇移动和结果判断功能。首先获取贪吃蛇vSnakeRect的头位置用于移动，然后将蛇身最后位置向前移动一位实现蛇身移动，程序如下：

SnakeHead=vSnakeRect.first();

for(int j=0;j<vSnakeRect.size()-1;j++){

vSnakeRect[vSnakeRect.size()-1-j]=vSnakeRect[vSnakeRect.size()-2-j];

}

对键盘按键keyPressEvent监听按下的键号，根据键号改变方向变量nDirection，W、S、A、D四个键分别表示上下左右，即nDirection的值分别为1、2、3、4。然后在slot_update中通过switch对nDirection进行判断，然后对SnakeHead进行位置更新，判断部分程序如下：

switch (nDirection) {

case 1:

SnakeHead.setTop(SnakeHead.top()-10);

SnakeHead.setBottom(SnakeHead.bottom()-10);

break;

case 2:

SnakeHead.setTop(SnakeHead.top()+10);

SnakeHead.setBottom(SnakeHead.bottom()+10);

break;

case 3:

SnakeHead.setLeft(SnakeHead.left()-10);

SnakeHead.setRight(SnakeHead.right()-10);

break;

case 4:

SnakeHead.setLeft(SnakeHead.left()+10);

SnakeHead.setRight(SnakeHead.right()+10);

break;

default:;

}

完成位置更新后，依次判断调用IsEat()、IsHit()、IsWin()三种方法对当前状态的游戏结果进行判断，即是否吃到、是否撞击、是否胜利。最后完成判断，调用update()触发paintEvent，实现游戏界面的重绘。

2.2.6 IsEat、IsHit、IsWin

三种方法对当前状态的游戏结果进行判断：

① IsEat：通过判断贪吃蛇头部SnakeHead方块与食物方块Food是否相等来确定是否吃到食物，若相等则在蛇身vSnakeRect末尾增加一位，并生成新的食物，同时游戏分数加10分，否则不执行任何操作，判断程序如下：

if(SnakeHead==Food){

SnakeHead=Food;

vSnakeRect.push_back(vSnakeRect.last());

Food = CreateFood();

Score=Score+10;

}

② IsHit：通过判断贪吃蛇头部SnakeHead方块位置来判断是否发生撞击，撞击分为两种：撞到了自己或墙壁。撞击自己通过遍历蛇身vSnakeRect的值，判断SnakeHead与vSnakeRect[i]是否相等实现，若相等则弹窗提示"游戏结束，是否重新开始?"，点否则直接关闭定时器，继续游戏则重新初始化贪吃蛇并打开定时器执行，遍历判断部分程序如下：

for(int i=1;i<vSnakeRect.size();i++){

if(SnakeHead==vSnakeRect[i]){

撞墙则通判断SnakeHead的上下左右值分别与游戏运行边界值进行比较，若超过边界则弹窗提示"游戏结束，是否重新开始?"，点否则直接关闭定时器，继续游戏则重新初始化贪吃蛇并打开定时器执行，判断边界的程序如下：

if (SnakeHead.left() <= 0 || SnakeHead.right() >= 599 || SnakeHead.y() <= 70 || SnakeHead.bottom() >= 479)

③ IsWin：通过判断当前得分是否到达500分来决定，达到500分则弹窗提示"恭喜获得胜利"，同时将是否结束的标志位blsOver置为true。

3、项目实现及结果分析

3.1运行效果

下图为贪吃蛇运行打开默认界面：

下图为贪吃蛇游戏运行界面：

下图为贪吃蛇撞墙导致失败界面：

下图为贪吃蛇撞到自导致失败界面：

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