2048设计文档

一. 游戏玩法

2048游戏共有16个格子，初始时初始数字由2或者4构成

  • 手指（或键盘控制）向一个方向滑动，所有格子会向那个方向运动
  • 相同数字的两个格子，相撞时数字会相加
  • 每次滑动时，空白处会随机刷新出一个数字的格子
  • 当界面不可运动时（当界面全部被数字填满时），游戏结束,或当界面中最大数字是2048时，游戏胜利
  • 玩家通过合并得到1个数N，这个数就计分N,比如说，2个2合并得到4，就加4分，2个1024合并得到2048，就加2048分

二. 设计思路

游戏地图和初始设置：

  • 使用一个 4x4 的二维数组 map 来表示游戏地图

  • 初始时，所有位置的值均为0

  • score 记录玩家得分，move_num 记录移动次数

随机生成数字：

  • 在地图上随机选择一个空位置生成 2 或 4
  • 只有在地图发生变化时才会生成新数

游戏菜单：

  • 使用 menu() 函数显示当前的游戏状态，包括地图、得分和移动次数

  • 提示玩家使用 W、A、S、D 键进行移动

  • 读取玩家输入，并根据输入的方向调用相应的移动函数 ( up()、left()、down()、right() )

  • 每个移动函数都负责处理特定方向的移动，并更新地图

移动逻辑：

  • 移动时首先合并相同的数字，然后将非零元素向目标方向移动填补空格

  • change 变量用于记录地图是否发生变化，以决定是否生成新数字

游戏结束判断：

  • 使用 over() 函数检查游戏是否结束

游戏结束的条件：地图没有空位且没有相邻的相同数字
若游戏结束，输出最终得分和移动次数

三. 设计细节

随机数生成:使用 rand( ) 函数生成随机位置和数字

输入处理:使用 getch( ) 函数获取用户输入，并根据输入调用相应的移动函数

移动实现:每个方向的移动函数都按照特定的顺序检查并合并相同的数字，然后移动非零元素

游戏结束检测:遍历整个地图，检查是否还有空位或相邻的相同数字

四.代码实现

1. 引入头文件

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#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <conio.h> //使用getch()函数，在vs中,使用getch()函数需要在前添加"_":_getch()

2.初始化

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int map[4][4] = { 0 }; // 初始化地图
int score = 0;         // 玩家得分
int move_num = -1;     // 移动次数
int game_over = 1;     // 游戏结束标志，0表示游戏结束
int change = 1;        // 跟踪地图是否发生变化，0表示没有变化

3. 玩法实现

  • 数组中随机位置生成2或4

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    srand((unsigned)time(NULL)); //初始化随机数生成器
    while (game_over)
    {
        int i, j, n;
        if (change == 1) //只有在地图变化时才生成新数字
        {
            do
            {
                i = rand() % 4; //随机行标
                j = rand() % 4; //随机列标
            } while (map[i][j] != 0);
            n = rand() % 2;
            map[i][j] = (n == 0) ? 2 : 4; //随机赋值2或4
      
            move_num++; //移动计数增加
        } //在随机位置生成初始数字

  • 打印游戏菜单

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    void menu()
    {
        system("cls");
        int i, j;
        printf("移动:%d      得分:%d\n", move_num, score);
        for (i = 0; i <= 3; i++)
        {
            for (j = 0; j <= 3; j++)
            {
                if (map[i][j] == 0) printf("     ");
                else printf("%5d", map[i][j]);
            }
            printf("\n");
        }
        printf("   按q退出游戏");
    }

  • 处理移动

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    char ch = getch(); //读取键盘
    change = 0;        
    switch (ch)
    {
        case 'q': printf("是否退出游戏？(y/n)");
            ch = getchar();
            if (ch == 'y' || ch == 'Y')
                exit(0);
            break;
        case 'w': // 上移
        case 'W': up();break;
        case 'a': // 左移
        case 'A':left(); break;
        case 's': // 下移
        case 'S': down();break;
        case 'd': // 右移
        case 'D': right(); break;
        default: printf("请使用WASD控制\n");
            Sleep(500); break;
    }

  • 向上移动

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    int up()//向上移动
    {
        int now, next;
        int i, j, k;
        //先合并后移动
        for (j = 0; j < 4; j++)
    		for (i = 0; i < 4; i++)
    		{
    			now = map[i][j];
    			k = i + 1;
    			while (k < 4)
    			{
    				next = map[k][j];
    				if (next != 0)
    				{
    					if (now == next)
    					{
    						change = 1;
    						score += map[k][j] * 2;
    						map[i][j] = map[k][j] * 2;
    						map[k][j] = 0;
    					}
    					k = 4;
    				}
    				k++;
    			}
    		}
        for (j = 0; j < 4; j++)
            for (i = 0; i < 4; i++)
            {
                now = map[i][j];
                if (now == 0)
                {
                    k = i + 1;
                    while (k < 4)
                    {
                        next = map[k][j];
                        if (next != 0)
                        {
                            change = 1;
                            map[i][j] = next;
                            map[k][j] = 0;
                            k = 4;
                        }
                        k++;
                    }
                }
            }
        return change;//返回地图是否变化
    }

  • 向下移动

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    int down()//向下移动
    {
        int i, j;
        int now, next, k;
        for (j = 0; j < 4; j++)
            for (i = 3; i >= 0; i--)
            {
                now = map[i][j];
                if (now != 0)
                {
                    k = i - 1;
                    while (k >= 0)
                    {
                        next = map[k][j];
                        if (next != 0)
                        {
                            if (now == next)
                            {
                                change = 1;
                                score += map[k][j] * 2;
                                map[i][j] = map[k][j] * 2;
                                map[k][j] = 0;
                            }
                            k = -1;
                        }
                        k--;
                    }
                }
            }
        for (j = 0; j < 4; j++)
            for (i = 3; i >= 0; i--)
            {
                now = map[i][j];
                if (now == 0)
                {
                    k = i - 1;
                    while (k >= 0)
                    {
                        next = map[k][j];
                        if (next != 0)
                        {
                            change = 1;
                            map[i][j] = map[k][j];
                            map[k][j] = 0;
                            k = -1;
                        }
                        k--;
                    }
                }
            }
        return change;
    }

  • 向左移动

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    int left()//向左移动
    {
        int i, j;
        int now, next, k;
        for (i = 0; i < 4; i++)
            for (j = 0; j < 4; j++)
            {
                now = map[i][j];
                k = j + 1;
                while (k < 4)
                {
                    next = map[i][k];
                    if (next != 0)
                    {
                        if (now == next)
                        {
                            change = 1;
                            score += 2 * map[i][k];
                            map[i][j] = map[i][k] * 2;
                            map[i][k] = 0;
                        }
                        k = 4;
                    }
                    k++;
                }
            }
        for (i = 0; i < 4; i++)
            for (j = 0; j < 4; j++)
            {
                now = map[i][j];
                if (now == 0)
                {
                    k = j + 1;
                    while (k < 4)
                    {
                        next = map[i][k];
                        if (next != 0)
                        {
                            change = 1;
                            map[i][j] = map[i][k];
                            map[i][k] = 0;
                            k = 4;
                        }
                        k++;
                    }
                }
            }
        return change;
    }

  • 向右移动

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    int right()//向右移动
    {
        int i, j;
        int now, next, k;
        for (i = 0; i < 4; i++)
            for (j = 3; j >= 0; j--)
            {
                now = map[i][j];
                k = j - 1;
                while (k >= 0)
                {
                    next = map[i][k];
                    if (next != 0)
                    {
                        if (next == now)
                        {
                            change = 1;
                            score += map[i][k] * 2;
                            map[i][j] = map[i][k] * 2;
                            map[i][k] = 0;
                        }
                        k = -1;
                    }
                    k--;
                }
            }
        for (i = 0; i < 4; i++)
            for (j = 3; j >= 0; j--)
            {
                now = map[i][j];
                if (now == 0)
                {
                    k = j - 1;
                    while (k >= 0)
                    {
                        next = map[i][k];
                        if (next != 0)
                        {
                            change = 1;
                            map[i][j] = map[i][k];
                            map[i][k] = 0;
                            k = -1;
                        }
                        k--;
                    }
                }
            }
        return change;
    }

  • 游戏结束判断

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    game_over = 0;
    for (int i = 0; i < 4; i++)     
        for (int j = 0; j < 4; j++)
        {
            if (map[i][j] == 0) //判断地图里是否还有空位
            {
                game_over = 1;
                break;
            }
            if (i > 1)//判断是否有相同的两个数字挨在一起，若有则gameover改为1，
            {
                if (map[i][j] == map[i - 1][j]) game_over = 1;
                break;
            }
            if (j > 1)
                if (map[i][j] == map[i][j - 1])
                {
                    game_over = 1;
                    break;
                }
            if (game_over == 1) break;
        }

  • 打印成绩

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    if (game_over == 0) //游戏结束
    {
        printf("游戏结束！\n最终得分：%d\n", score);
        printf("移动次数：%d\n", move_num);
    }

  • 主函数

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    int main()
    {
        srand((unsigned)time(NULL)); //初始化随机数生成器
        while (game_over)
        {
            int i, j, n;
            if (change == 1) //只有在地图变化时才生成新数字
            {
                do
                {
                    i = rand() % 4; //随机行标
                    j = rand() % 4; //随机列标
                } while (map[i][j] != 0);
                n = rand() % 2;
                map[i][j] = (n == 0) ? 2 : 4; //随机赋值2或4

                move_num++; //移动计数增加
            } //在随机位置生成初始数字
            menu();       //显示内容
            char ch = getch(); //读取键盘
            change = 0;        
            switch (ch)
            {
                case 'q': printf("是否退出游戏？(y/n)");
                    ch = getchar();
                    if (ch == 'y' || ch == 'Y')
                        exit(0);
                    break;
                case 'w': // 上移
                case 'W': up();break;
                case 'a': // 左移
                case 'A':left(); break;
                case 's': // 下移
                case 'S': down();break;
                case 'd': // 右移
                case 'D': right(); break;
                default: printf("请使用WASD控制\n");
                    Sleep(500); break;
            }
            
            game_over = 0;
            for (int i = 0; i < 4; i++)     
                for (int j = 0; j < 4; j++)
                {
                    if (map[i][j] == 0) //判断地图里是否还有空位
                    {
                        game_over = 1;
                        break;
                    }
                    if (i > 1)//判断是否有相同的两个数字挨在一起，若有则gameover改为1，
                    {
                        if (map[i][j] == map[i - 1][j]) game_over = 1;
                        break;
                    }
                    if (j > 1)
                        if (map[i][j] == map[i][j - 1])
                        {
                            game_over = 1;
                            break;
                        }
                    if (game_over == 1) break;
                }
            if (game_over == 0) //游戏结束
            {
                printf("游戏结束！\n最终得分：%d\n", score);
                printf("移动次数：%d\n", move_num);
            }
        }
        return 0;
    }

4. 整体代码

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#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <conio.h> 


void menu();
int up();int left();int down();int right();

int map[4][4] = { 0 };
int score = 0;
int move_num = -1;
int game_over = 1;     //游戏是否结束
int change = 1;        //跟踪地图是否发生变化，0表示没有变化，初始化为1表示开局生成一个数字

//显示游戏内容
void menu()
{
    system("cls"); //清屏
    int i, j;
    printf("     MOVE:%d\t\t\tSCORE:%d\n", move_num, score);
    printf("     \n     |-------------------------------------------|\n");
    for (i = 0; i <= 3; i++)
    {
        for (j = 0; j <= 3; j++)
        {
            printf("     ");
            if (map[i][j] == 0)
                printf("|     ");
            else
                printf("|%5d", map[i][j]);
        }
        printf("     |\n     |-------------------------------------------|\n");
        
    }
    printf("     按q退出游戏。\n");
}

//移动部分函数
int up()//向上移动
{
    int now, next;
    int i, j, k;
    //先合并后移动
    for (j = 0; j < 4; j++)
		for (i = 0; i < 4; i++)
		{
			now = map[i][j];
			k = i + 1;
			while (k < 4)
			{
				next = map[k][j];
				if (next != 0)
				{
					if (now == next)
					{
						change = 1;
						score += map[k][j] * 2;
						map[i][j] = map[k][j] * 2;
						map[k][j] = 0;
					}
					k = 4;
				}
				k++;
			}
		}
    for (j = 0; j < 4; j++)
        for (i = 0; i < 4; i++)
        {
            now = map[i][j];
            if (now == 0)
            {
                k = i + 1;
                while (k < 4)
                {
                    next = map[k][j];
                    if (next != 0)
                    {
                        change = 1;
                        map[i][j] = next;
                        map[k][j] = 0;
                        k = 4;
                    }
                    k++;
                }
            }
        }
    return change;//返回地图是否变化
}

int down()//向下移动
{
    int i, j;
    int now, next, k;
    for (j = 0; j < 4; j++)
        for (i = 3; i >= 0; i--)
        {
            now = map[i][j];
            if (now != 0)
            {
                k = i - 1;
                while (k >= 0)
                {
                    next = map[k][j];
                    if (next != 0)
                    {
                        if (now == next)
                        {
                            change = 1;
                            score += map[k][j] * 2;
                            map[i][j] = map[k][j] * 2;
                            map[k][j] = 0;
                        }
                        k = -1;
                    }
                    k--;
                }
            }
        }
    for (j = 0; j < 4; j++)
        for (i = 3; i >= 0; i--)
        {
            now = map[i][j];
            if (now == 0)
            {
                k = i - 1;
                while (k >= 0)
                {
                    next = map[k][j];
                    if (next != 0)
                    {
                        change = 1;
                        map[i][j] = map[k][j];
                        map[k][j] = 0;
                        k = -1;
                    }
                    k--;
                }
            }
        }
    return change;
}

int left()//向左移动
{
    int i, j;
    int now, next, k;
    for (i = 0; i < 4; i++)
        for (j = 0; j < 4; j++)
        {
            now = map[i][j];
            k = j + 1;
            while (k < 4)
            {
                next = map[i][k];
                if (next != 0)
                {
                    if (now == next)
                    {
                        change = 1;
                        score += 2 * map[i][k];
                        map[i][j] = map[i][k] * 2;
                        map[i][k] = 0;
                    }
                    k = 4;
                }
                k++;
            }
        }
    for (i = 0; i < 4; i++)
        for (j = 0; j < 4; j++)
        {
            now = map[i][j];
            if (now == 0)
            {
                k = j + 1;
                while (k < 4)
                {
                    next = map[i][k];
                    if (next != 0)
                    {
                        change = 1;
                        map[i][j] = map[i][k];
                        map[i][k] = 0;
                        k = 4;
                    }
                    k++;
                }
            }
        }
    return change;
}

int right()//向右移动
{
    int i, j;
    int now, next, k;
    for (i = 0; i < 4; i++)
        for (j = 3; j >= 0; j--)
        {
            now = map[i][j];
            k = j - 1;
            while (k >= 0)
            {
                next = map[i][k];
                if (next != 0)
                {
                    if (next == now)
                    {
                        change = 1;
                        score += map[i][k] * 2;
                        map[i][j] = map[i][k] * 2;
                        map[i][k] = 0;
                    }
                    k = -1;
                }
                k--;
            }
        }
    for (i = 0; i < 4; i++)
        for (j = 3; j >= 0; j--)
        {
            now = map[i][j];
            if (now == 0)
            {
                k = j - 1;
                while (k >= 0)
                {
                    next = map[i][k];
                    if (next != 0)
                    {
                        change = 1;
                        map[i][j] = map[i][k];
                        map[i][k] = 0;
                        k = -1;
                    }
                    k--;
                }
            }
        }
    return change;
}

int main()
{
    srand((unsigned)time(NULL)); //初始化随机数生成器
    while (game_over)
    {
        int i, j, n;
        if (change == 1) //只有在地图变化时才生成新数字
        {
            do
            {
                i = rand() % 4; //随机行标
                j = rand() % 4; //随机列标
            } while (map[i][j] != 0);
            n = rand() % 2;
            map[i][j] = (n == 0) ? 2 : 4; //随机赋值2或4

            move_num++; //移动计数增加
        } //在随机位置生成初始数字
        menu();       //显示内容
        char ch = getch(); //读取键盘
        change = 0;        
        switch (ch)
        {
            case 'q': printf("是否退出游戏？(y/n)");
                ch = getchar();
                if (ch == 'y' || ch == 'Y')
                    exit(0);
                break;
            case 'w': // 上移
            case 'W': up();break;
            case 'a': // 左移
            case 'A':left(); break;
            case 's': // 下移
            case 'S': down();break;
            case 'd': // 右移
            case 'D': right(); break;
            default: printf("请使用WASD控制\n");
                Sleep(500); break;
        }
        
        game_over = 0;
        for (int i = 0; i < 4; i++)     
            for (int j = 0; j < 4; j++)
            {
                if (map[i][j] == 0) //判断地图里是否还有空位
                {
                    game_over = 1;
                    break;
                }
                if (i > 1)//判断是否有相同的两个数字挨在一起，若有则gameover改为1，
                {
                    if (map[i][j] == map[i - 1][j]) game_over = 1;
                    break;
                }
                if (j > 1)
                    if (map[i][j] == map[i][j - 1])
                    {
                        game_over = 1;
                        break;
                    }
                if (game_over == 1) break;
            }
        if (game_over == 0) //游戏结束
        {
            printf("游戏结束！\n最终得分：%d\n", score);
            printf("移动次数：%d\n", move_num);
        }
    }
    return 0;
}

五. 运行截图

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