C語言實現掃雷小遊戲完整演演算法詳解(附完整程式碼)

2022-06-24 14:02:32

前言

掃雷是一個常見小遊戲，那麼如何用C語言實現掃雷呢？學習了二維陣列之後，我們可將掃雷的網格區域儲存為二維陣列，從而使用C語言實現掃雷。

1.演演算法基本思路

首先，用一個二維陣列儲存雷的分佈，雷的分佈在遊戲期間從始至終不變，下文稱為mine陣列。用另一個二維陣列儲存排查出的雷的資訊，在遊戲期間展示給玩家，下文稱為show陣列。程式所要實現的幾個主要功能是：1.初始化陣列。2.列印陣列。3.隨機設定雷。4.排查雷。5.計算某個座標周圍雷的個數。6.玩家選擇一個座標後，展開周圍座標直至周圍有雷的座標。

由於計算一個座標周圍雷的個數時，會計算周圍八個座標中雷的個數之和。因此，為了防止當座標在邊角時，計算周圍雷的個數時發生陣列越界的現象，mine陣列和show陣列都應在掃雷盤面的大小基礎上各增加兩行或兩列。

因此，常數定義為：

#define ROW 9//可自由設定，掃雷盤面的行數
#define COL 9//可自由設定，掃雷盤面的列數
 
#define ROWS ROW+2//陣列的行數
#define COLS COL+2//陣列的列數
 
#define MINE 10//地雷個數，可以自由設定

2.演演算法詳解

1.初始化陣列與列印陣列

將mine陣列中的各元素均初始化為‘0’，將show陣列中的各元素均初始化為‘*’，初始化與列印均可以由簡單的遍歷二維陣列實現。

2.設定雷

設定雷可由rand()函數隨機生成。

別忘了！使用rand()之前需要呼叫srand()生成時間戳，使用系統時間初始化！

注意！srand()不能寫在亂數生成的迴圈中，因此可以將srand()放在主函數中，生成一次亂數種子即可。

int x = rand() % row + 1;//rand()取模row範圍在0-row-1之間，+1則範圍為1-row
int y = rand() % col + 1;//rand()取模row範圍在0-col-1之間，+1則範圍為1-col

3.排查與標記

在掃雷遊戲中，可以通過插小旗標記雷（再次點選取消標記），也可以通過點選方格翻開周圍沒有雷的區域。接受使用者輸入，通過分支選擇進入標記（若想進入標記，則輸入1）或是排查（若想排查，則輸入0）。

而標記是有上限的，玩家最多標記個數即為該局遊戲中雷的個數。若標記達到上限，玩家只有取消之前的標記才能繼續新增標記。

玩家開始遊戲時，則進入迴圈，遊戲結束可以跳出迴圈。跳出迴圈時，要麼是玩家已經展開除雷外的所有區域，遊戲成功；要麼是玩家踩到了雷，遊戲結束。

玩家每排除一個座標，則會翻開周圍所有的安全區域（展開周圍座標直至周圍有雷的座標），這個功能可以由遞迴實現（ExpandBoard函數），後續講解。

若座標的周圍有雷，則座標會顯示周圍雷的個數，由CountMine函數實現，後續講解。

4.CountMine函數計算周圍雷的個數

一個座標周圍的座標由八個座標組成。因此，若該座標周圍有雷，排查該座標後，該座標應該顯示周圍八個座標中雷的個數之和。

int CountMine(char board[ROWS][COLS], int row, int col)
{
	int num = 0;
	num = board[row - 1][col + 1] + board[row - 1][col] + board[row - 1][col - 1] + board[row][col - 1] +
		board[row + 1][col - 1] + board[row + 1][col] + board[row + 1][col + 1] + board[row][col + 1] - 8 * '0';
	/*注意：二維陣列中所存的值是字元型，通過將周圍的八個字元型加起來後減去八個‘0'的ARC2碼值將其
	轉換為整型*/
 
	return num;
}

5.ExpandMine函數遞迴展開周圍所有安全區域

傳統的掃雷遊戲中，當你點選一個座標，若該座標沒有雷，則會展開該座標周圍所有的安全區域，直到周圍有雷的座標，上述過程可由遞迴實現。

1.若該座標沒有雷，則賦值為空格。之後，判斷周圍八個座標的周圍是否有雷，周圍沒有雷的座標同樣賦值為空格，周圍沒有雷的座標則繼續向外展開，直到遇到周圍有雷的座標或達到了掃雷盤面的邊緣，則停止遞迴。

2.若該座標有雷，則直接賦值為周圍雷的個數。

因此，該函數程式碼如下：

void ExpandBoard(char mine[ROWS][COLS], char show[ROWS][COLS],int x, int y,int *win)
{
	int count = CountMine(mine, x, y);
	if (count == 0)
	{
		show[x][y] = ' ';//沒有雷的座標賦值為空格
		(*win)++;
		//遞迴周圍的八個格子
		if (show[x - 1][y - 1] == '*' && x - 1 > 0 && x - 1 < ROWS && y - 1 > 0 && y - 1 < COLS)
			ExpandBoard(mine, show, x - 1, y - 1,win);
		if (show[x - 1][y] == '*' && x - 1 > 0 && x - 1 < ROWS && y > 0 && y < COLS)
			ExpandBoard(mine, show, x - 1, y,win);
		if (show[x - 1][y + 1] == '*' && x - 1 > 0 && x - 1 < ROWS && y + 1 > 0 && y + 1 < COLS)
			ExpandBoard(mine, show, x - 1, y + 1,win);
		if (show[x][y - 1] == '*' && x > 0 && x < ROWS && y - 1 > 0 && y - 1 < COLS)
			ExpandBoard(mine, show, x, y - 1,win);
		if (show[x][y + 1] == '*' && x > 0 && x < ROWS && y + 1 > 0 && y + 1 < COLS)
			ExpandBoard(mine, show, x, y + 1,win);
		if (show[x + 1][y - 1] == '*' && x + 1 > 0 && x + 1 < ROWS && y - 1 > 0 && y - 1 < COLS)
			ExpandBoard(mine, show, x + 1, y - 1,win);
		if (show[x + 1][y] == '*' && x + 1 > 0 && x + 1 < ROWS && y > 0 && y < COLS)
			ExpandBoard(mine, show, x + 1, y,win);
		if (show[x + 1][y + 1] == '*' && x + 1 > 0 && x + 1 < ROWS && y + 1 > 0 && y + 1 < COLS)
			ExpandBoard(mine, show, x + 1, y + 1,win);
 
	}
	else
	{
		show[x][y] = count + '0';
	}
}

3.完整程式碼！！！

由於程式碼很多，為了讓程式碼更加易讀、邏輯性更強，將程式碼分為test.c，game.c，game.h三個檔案編寫。

1.test.c原始檔

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
 
#include "game.h"
 
//掃雷遊戲
 
void menu()
{
	printf("***************************n");
	printf("***      1. play        ***n");
	printf("***      0. exit        ***n");
	printf("***************************n");
}
 
void game()
{
	char mine[ROWS][COLS] = { 0 };//存放雷的資訊
	char show[ROWS][COLS] = { 0 };//排查雷的資訊
	//初始化陣列，沒有佈置雷時，mine均為0，show均為*
	InitBoard(mine, ROWS, COLS,'0');
	InitBoard(show, ROWS, COLS, '*');
	//列印陣列
	SetMine(mine, ROW, COL);
	//DisplayBoard(mine, ROW, COL);
	DisplayBoard(show, ROW, COL);
	FindMine(mine, show, ROW, COL);
}
int main()
{
	int input = 0;
	srand((unsigned int)time(NULL));
	do
	{
		menu();
		printf("請選擇——>");
		scanf("%d", &input);
		switch(input)
		{
			case 1:
				game();
				break;
			case 0:
				printf("祝您天天開心n");
				break;
			default:
				printf("輸入不合法，請重新輸入！n");
				break;
		}
	} while (input);
 
	return 0;
}

2.game.h標頭檔案

#pragma once
 
#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>
 
#define ROW 9//可自由設定
#define COL 9//可自由設定
 
#define ROWS ROW+2
#define COLS COL+2
 
#define MINE 10//地雷個數，可以自由設定
 
void InitBoard(char board[ROWS][COLS], int row, int col,char set);
void DisplayBoard(char board[ROWS][COLS], int row, int col);
void SetMine(char board[ROWS][COLS], int row, int col);
void FindMine(char mine[ROWS][COLS], char show[ROWS][COLS], int row, int col);
int CountMine(char board[ROWS][COLS], int row, int col);
void ExpandBoard(char mine[ROWS][COLS], char show[ROWS][COLS],int x, int y,int *win);

3.game.c原始檔

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
 
#include "game.h"
 
void InitBoard(char board[ROWS][COLS], int row, int col, char set)
{
	int i = 0;
	int j = 0;
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		for (j = 0; j < col; j++)
		{
			board[i][j] = set;
		}
	}
}
 
void DisplayBoard(char board[ROWS][COLS], int row, int col)
{
	int i = 0;
	int j = 0;
	printf("--------分割線-------n");
	for (j = 0; j <= col; j++)
	{
		printf("%d ", j);//列印列號，便於遊戲
	}
	printf("n");
	for (i = 1; i <= row; i++)
	{
		printf("%d ", i);//列印行號，便於遊戲
		for (j = 1; j <= col; j++)
		{
			printf("%c ", board[i][j]);
		}
		printf("n");
	}
	printf("--------分割線-------n");
}
 
void SetMine(char board[ROWS][COLS], int row, int col)
{
	int count = MINE;
	while (count)
	{
		int x = rand() % row + 1;//rand()取模row範圍在0-row-1之間，+1則範圍為1-row
		int y = rand() % col + 1;//rand()取模row範圍在0-col-1之間，+1則範圍為1-col
		if (board[x][y] == '0')
		{
			board[x][y] = '1';
			count--;
		}
	}
}
 
void FindMine(char mine[ROWS][COLS], char show[ROWS][COLS], int row, int col)
{
	int x = 0;
	int y = 0;
	int input = 0;
	int win = 0;
	int i = 1;//判斷是否踩到了雷
	int mark = 0;//標記的次數，標記次數最多為雷的個數。
 
	while ((win < row * col - MINE)&&i)
	{
		printf("****    1.標記   ****n");
		printf("****    0.排查   ****n");
		printf("請選擇->");
		scanf("%1d", &input);
		switch (input)
		{
		    case 1:
			{
				printf("請輸入想要標記的座標：（選擇已標記的座標則會取消標記）n");
				scanf("%d %d", &x, &y);
				if (x >= 1 && x <= row && y >= 1 && y <= col)
				{
					if (show[x][y] == '?')
					{
						printf("該座標已標記過！將取消該座標的標記！n");
						mark--;
						show[x][y] = '*';
						DisplayBoard(show, ROW, COL);
					}
					else
					{
						if (mark < MINE)//標記個數小於雷的個數時，才可以繼續標記
						{
							printf("已標記該座標！n");
							show[x][y] = '?';
							DisplayBoard(show, ROW, COL);
							mark++;
						}
						else
						{
							printf("標記個數已達上限！只有取消之前標記，才可以繼續標記！n");
							break;
						}
					}
				}
				else
					printf("輸入不合法，請重新輸入！n");
				break;
			}
			case 0:
			{
				printf("請輸入想要排查的座標：n");
				scanf("%d %d", &x, &y);
				if (x >= 1 && x <= row && y >= 1 && y <= col)
				{
					if ((show[x][y] != '*')&& (show[x][y] != '?'))
					{
						printf("該座標已排查過！n");
					}
					else
					{
						if (mine[x][y] == '1')
						{
							i = 0;
						}
						else
						{
							win++;
							ExpandBoard(mine,show,x,y,&win);
							DisplayBoard(show, ROW, COL);
						}
					}
				}
				else
					printf("輸入不合法，請重新輸入！n");
				break;
			}
			default:
			{
				printf("輸入不合法，請重新輸入！n");
				break;
			}
		}
	}	
	if (win == row * col - MINE)
	{
		printf("恭喜你！排雷成功！你可真是個排雷小天才！nn");
	}
	else
	{
		printf("很不幸，您踩到了地雷！遊戲結束！nn");
	}
	DisplayBoard(mine, ROW, COL);//展示設定的雷
}
 
int CountMine(char board[ROWS][COLS], int row, int col)
{
	int num = 0;
	num = board[row - 1][col + 1] + board[row - 1][col] + board[row - 1][col - 1] + board[row][col - 1] +
		board[row + 1][col - 1] + board[row + 1][col] + board[row + 1][col + 1] + board[row][col + 1] - 8 * '0';
	/*注意：二維陣列中所存的值是字元型，通過將周圍的八個字元型加起來後減去八個‘0'的ARC2碼值將其
	轉換為整型*/
 
	return num;
}
 
void ExpandBoard(char mine[ROWS][COLS], char show[ROWS][COLS],int x, int y,int *win)
{
	int count = CountMine(mine, x, y);
	if (count == 0)
	{
		show[x][y] = ' ';//沒有雷的座標賦值為空格
		(*win)++;
		//遞迴周圍的八個格子
		if (show[x - 1][y - 1] == '*' && x - 1 > 0 && x - 1 < ROWS && y - 1 > 0 && y - 1 < COLS)
			ExpandBoard(mine, show, x - 1, y - 1,win);
		if (show[x - 1][y] == '*' && x - 1 > 0 && x - 1 < ROWS && y > 0 && y < COLS)
			ExpandBoard(mine, show, x - 1, y,win);
		if (show[x - 1][y + 1] == '*' && x - 1 > 0 && x - 1 < ROWS && y + 1 > 0 && y + 1 < COLS)
			ExpandBoard(mine, show, x - 1, y + 1,win);
		if (show[x][y - 1] == '*' && x > 0 && x < ROWS && y - 1 > 0 && y - 1 < COLS)
			ExpandBoard(mine, show, x, y - 1,win);
		if (show[x][y + 1] == '*' && x > 0 && x < ROWS && y + 1 > 0 && y + 1 < COLS)
			ExpandBoard(mine, show, x, y + 1,win);
		if (show[x + 1][y - 1] == '*' && x + 1 > 0 && x + 1 < ROWS && y - 1 > 0 && y - 1 < COLS)
			ExpandBoard(mine, show, x + 1, y - 1,win);
		if (show[x + 1][y] == '*' && x + 1 > 0 && x + 1 < ROWS && y > 0 && y < COLS)
			ExpandBoard(mine, show, x + 1, y,win);
		if (show[x + 1][y + 1] == '*' && x + 1 > 0 && x + 1 < ROWS && y + 1 > 0 && y + 1 < COLS)
			ExpandBoard(mine, show, x + 1, y + 1,win);
 
	}
	else
	{
		show[x][y] = count + '0';
	}
}

完結撒花！！！