【QT5】＜应用＞ 小游戏：贪吃蛇

文章目录

一、项目要求

二、需求分析

三、实现效果

四、代码

一、项目要求

【1】主要实现：游戏界面存在一条蛇🐍，使用键盘wsad或者↑↓←→键盘可以控制蛇的行走方向。同时界面中会随机出现食物，蛇可以吃食物，然后蛇的身体就会变长。吃完一个食物之后才会刷新另外一个食物。

【2】游戏结束：蛇碰壁。

【3】玩家分数：由蛇的存活时间以及长度综合计算。time为蛇存活的秒数，lent-len0表示蛇增加的节点数量。同时，玩家分数需要实时显示。

【4】重新开始：点击相应的按钮。

【5】加速模式：双击键盘可以加速蛇的移动。例如按两下w键，蛇的速度变为原来的2倍。

【6】不同食物：食物有多种类别，不同的食物会导致蛇变长的长度不同。

二、需求分析

【1】针对主要实现：

  • 创建蛇(Snake)、食物(Food)和主要窗口(Widget)类。
  • Snake类：创建方法来实现蛇的移动（头插一个，尾删一个）、蛇的方向检测（根据键盘值）、蛇是否死亡（是否碰壁）以及在窗口中绘制蛇（通过传入painter）。
  • Food类：创建方法来实现食物的坐标生成和类型生成（利用随机数）、在窗口中绘制食物。用type整型变量来标志食物类型，当type=1时蛇吃掉后加1节，当type=2时蛇吃掉后加2节，以此类推。
  • Widget类：创建方法来实现整体的按键检测、绘制图像、计算玩家分数。为了让蛇不断移动，使用定时器（QTimer）来周期性触发槽函数，在槽函数中执行蛇吃食物、食物更新、画面更新等操作。
  • 按键控制：①↑↓←→键盘控制蛇的移动；②空格键控制游戏的开始/暂停（控制定时器开始/停止）。
  • 综合不同类的绘图：将主要逻辑的Widget类中实例化的painter对象作为形参传入Snake和Food类中，在它们各自的方法中进行各自的绘图操作。

【2】针对重新开始：

  • 在ui设计器中添加QPushButton，并添加相应的槽函数。
  • 槽函数中将分数、暂停标志、时间计数器等属性恢复初始值。
  • 槽函数中将已有的蛇、食物对象delete，再创建新的蛇、食物对象。
  • 槽函数中需要重新聚焦于gameWidget，否则点击按钮后需要再点击gameWidget才能检测键盘的输入。重新聚焦调用"ui->gameWidget->setFocus();"

【3】针对不同速度：

  • 在Snake类中创建属性speed，当speed为1时表示每次触发定时器槽函数执行蛇前进1格，当speed为2时表示每次触发定时器槽函数执行蛇前进2格。
  • 初始化speed为1，当用户手动按下两下↑后会加速，直到用户改变蛇的方向。

【4】针对不同食物：

  • 在Food类中创建属性type，当type为1时表示食物类型为1（蛇吃后增加1节），当type为2时表示食物类型为2（蛇吃后增加2节），当type为3时表示食物类型为3（蛇吃后增加3节）。
  • 类型1设定为绿色的圆形。
  • 类型2设定为深蓝色的椭圆。
  • 类型3设定为浅蓝色的方形。

三、实现效果

四、代码

【1】food.h:

#ifndef FOOD_H
#define FOOD_H#include <QWidget>
#include <QPainter>
#include <QRandomGenerator>/************************************************************ @类名：	Food* @摘要：	食物类* @作者：	柯同学* @注意：	三种食物类型：type值为几就加几节蛇身*********************************************************/
class Food : public QWidget
{Q_OBJECT
public:explicit Food(QWidget *parent = nullptr);int getX();         //返回食物横坐标int getY();         //返回食物纵坐标int getRadius();    //返回食物半径int getType();      //返回食物类型void generateFood();//生成食物的坐标和类型void paintFood(QPainter &painter);//绘制食物private:int foodX;  //食物横坐标int foodY;  //食物纵坐标int radius; //食物半径int type;   //食物类型：1类型为增加1节，2类型增加2节，3类型增加3节
};#endif // FOOD_H

【2】food.cpp:

#include "food.h"/************************************************************ @函数名：Food* @功  能：食物类的构造函数* @参  数：parent父对象* @返回值：无*********************************************************/
Food::Food(QWidget *parent): QWidget(parent), radius(15)
{//初始的食物也随机generateFood();
}/************************************************************ @函数名：getX* @功  能：返回食物的横坐标* @参  数：无* @返回值：食物的横坐标*********************************************************/
int Food::getX()
{return foodX;
}/************************************************************ @函数名：getY* @功  能：返回食物的纵坐标* @参  数：无* @返回值：食物的纵坐标*********************************************************/
int Food::getY()
{return foodY;
}/************************************************************ @函数名：getRadius* @功  能：返回食物的半径* @参  数：无* @返回值：食物的半径*********************************************************/
int Food::getRadius()
{return radius;
}/************************************************************ @函数名：getType* @功  能：返回食物的类型* @参  数：无* @返回值：食物的类型*********************************************************/
int Food::getType()
{return type;
}/************************************************************ @函数名：generateFood* @功  能：随机生成食物的坐标、类型* @参  数：无* @返回值：无*********************************************************/
void Food::generateFood()
{//随机生成坐标，距边界radius降低反应难度foodX = QRandomGenerator::global()->bounded(10 + radius, 580 - radius * 2);foodY = QRandomGenerator::global()->bounded(20 + radius, 570 - radius * 2);//随机生成类型[1,4)type = QRandomGenerator::global()->bounded(1, 4);
}/************************************************************ @函数名：paintFood* @功  能：根据食物类型的不同，绘制不同的食物类型。* @参  数：painter---画家对象* @返回值：无* @说  明：type=1---类型1：绿色的圆形*         type=2---类型2：深蓝色的椭圆形*         type=3---类型3：淡蓝色的矩形*********************************************************/
void Food::paintFood(QPainter &painter)
{QPen pen;QBrush brush;//根据type不同，绘制不同的食物switch (this->type){case 1:pen.setColor(QColor(43, 220, 112));brush.setColor(QColor(43, 220, 112));brush.setStyle(Qt::SolidPattern);painter.setPen(pen);painter.setBrush(brush);painter.drawEllipse(QRect(foodX, foodY, radius, radius));break;case 2:pen.setColor(QColor(0, 62, 146));brush.setColor(QColor(0, 62, 146));brush.setStyle(Qt::SolidPattern);painter.setPen(pen);painter.setBrush(brush);painter.drawEllipse(QRect(foodX, foodY, radius*2, radius));break;case 3:pen.setColor(QColor(29, 130, 154));brush.setColor(QColor(29, 130, 154));brush.setStyle(Qt::SolidPattern);painter.setPen(pen);painter.setBrush(brush);painter.drawRect(QRect(foodX, foodY, radius, radius));break;}
}

【3】snake.h:

#ifndef SNAKE_H
#define SNAKE_H#include <QWidget>
#include <QEvent>
#include <QPaintEvent>
#include <QPainter>//枚举蛇前进的方向
enum Direct{MOVE_UP,MOVE_DOWN,MOVE_LEFT,MOVE_RIGHT
};/************************************************************ @类名：	Snake* @摘要：	蛇类* @作者：	柯同学* @注意：	有两种速度：speed为1就每次timeout前进1格，以此类推。*         在原有方向的基础上，再次按原方向键能切换到二倍速模式，*         比如蛇在往上，再次按up键就两倍速，直到切换方向。*********************************************************/
class Snake : public QWidget
{Q_OBJECT
public:explicit Snake(QWidget *parent = nullptr);void paintSnake(QPainter &painter); //绘制蛇身void keyPress(QKeyEvent *event);    //键盘控制移动方向void autoMove();        //沿着方向自动移动void frontAddBody();     //根据方向增加首节点QRect getSnakeHead();   //获取蛇的首节点信息int getLength();        //返回蛇身节点个数bool isOver();          //返回蛇是否死亡，死亡为trueprivate:QList<QRect> body;  //蛇身int nodeWidth;      //节点宽度int nodeHeight;     //节点高度int moveDirect;     //移动方向int speed;          //移动速度：1表示默认速度，2表示两倍速度
};#endif // SNAKE_H

【4】snake.cpp:

#include "snake.h"/************************************************************ @函数名：Snake* @功  能：蛇的构造函数* @参  数：parent---父对象* @返回值：无* @说  明：初始化三节蛇身*********************************************************/
Snake::Snake(QWidget *parent): QWidget(parent), nodeWidth(20), nodeHeight(20), moveDirect(MOVE_LEFT), speed(1)
{//初始给定三节蛇身body.append(QRect(400, 300, nodeWidth, nodeHeight));body.append(QRect(400 + nodeWidth, 300, nodeWidth, nodeHeight));body.append(QRect(400 + nodeWidth * 2, 300, nodeWidth, nodeHeight));
}/************************************************************ @函数名：getLength* @功  能：获取蛇身的长度，即有几个节点* @参  数：无* @返回值：蛇身的长度*********************************************************/
int Snake::getLength()
{return body.length();
}/************************************************************ @函数名：isOver* @功  能：判定蛇是否碰墙死亡* @参  数：无* @返回值：true---蛇死亡，false---蛇没有死亡*********************************************************/
bool Snake::isOver()
{if (body[0].y() <= 20 || body[0].y() + nodeHeight >= 570 ||body[0].x() <= 10 || body[0].x() + nodeWidth >= 580) {return true;}return false;
}/************************************************************ @函数名：keyPress* @功  能：按键检测，控制蛇的前进方向* @参  数：event---按键的事件* @返回值：无* @说  明：在原有方向的基础上，再次按原方向键能切换到二倍速模式*********************************************************/
void Snake::keyPress(QKeyEvent *event)
{switch(event->key()) {case Qt::Key_Up://蛇往上if (MOVE_UP == moveDirect){speed = 2;}else if (moveDirect != MOVE_DOWN){moveDirect = MOVE_UP;speed = 1;}break;case Qt::Key_Down://蛇往下if (MOVE_DOWN == moveDirect){speed = 2;}else if (moveDirect != MOVE_UP){moveDirect = MOVE_DOWN;speed = 1;}break;case Qt::Key_Left://蛇往左if (MOVE_LEFT == moveDirect){speed = 2;}else if (moveDirect != MOVE_RIGHT){moveDirect = MOVE_LEFT;speed = 1;}break;case Qt::Key_Right://蛇往右if (MOVE_RIGHT == moveDirect){speed = 2;}else if (moveDirect != MOVE_LEFT){moveDirect = MOVE_RIGHT;speed = 1;}break;default:break;}
}/************************************************************ @函数名：autoMove* @功  能：根据speed属性，让蛇前进1格或2格* @参  数：无* @返回值：无* @说  明：蛇的前进做法：每次头插一个节点，删除最后的一个节点*********************************************************/
void Snake::autoMove()
{if (1 == speed){frontAddBody();body.removeLast();}else if (2 == speed){frontAddBody();frontAddBody();body.removeLast();body.removeLast();}
}/************************************************************ @函数名：frontAddBody* @功  能：根据前进方向，头插不同位置的节点* @参  数：无* @返回值：无* @说  明：由于碰壁就死亡了，无需越界判定*********************************************************/
void Snake::frontAddBody()
{switch (moveDirect){case MOVE_UP:body.insert(0, QRect(body[0].x(), body[0].y() - nodeHeight, nodeWidth, nodeHeight));break;case MOVE_DOWN:body.insert(0, QRect(body[0].x(), body[0].y() + nodeHeight, nodeWidth, nodeHeight));break;case MOVE_LEFT:body.insert(0, QRect(body[0].x() - nodeWidth, body[0].y(), nodeWidth, nodeHeight));break;case MOVE_RIGHT:body.insert(0, QRect(body[0].x() + nodeWidth, body[0].y(), nodeWidth, nodeHeight));break;}
}/************************************************************ @函数名：getSnakeHead* @功  能：返回首节点的拷贝，以防外界修改。* @参  数：无* @返回值：无*********************************************************/
QRect Snake::getSnakeHead()
{return body[0];
}/************************************************************ @函数名：paintSnake* @功  能：绘制蛇身，遍历QList* @参  数：painter---画家对象* @返回值：无*********************************************************/
void Snake::paintSnake(QPainter &painter)
{//设置painterQPen pen(QColor(64, 65, 66));QBrush brush(QColor(183, 1, 1));painter.setPen(pen);painter.setBrush(brush);//绘制蛇身for (int i = 0; i < body.length(); ++i) {painter.drawRect(body[i]);}
}

【5】widget.h:

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H#include <QWidget>
#include "snake.h"
#include "food.h"
#include <QPainter>
#include <QTimer>QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class Widget; }
QT_END_NAMESPACE/************************************************************ @类名：	Widget* @摘要：	主要界面类* @作者：	柯同学* @注意：	在该类中进行蛇吃食物、游戏结束等逻辑的实现*********************************************************/
class Widget : public QWidget
{Q_OBJECTpublic:Widget(QWidget *parent = nullptr);~Widget();void paintEvent(QPaintEvent *event) override;   //绘图void keyPressEvent(QKeyEvent *event) override;  //按键检测void snakeEatFood();    //蛇吃食物，更新食物void computeScore();    //计算玩家分数private slots:void timeOut();         //定时器触发的槽函数void on_pushButton_clicked();//"重新开始"按钮的槽函数private:Ui::Widget *ui;Snake *snake;   //蛇Food *food;     //食物QTimer *timer;  //定时器，固定100ms触发bool isPause;   //开始或暂停的标志，true为暂停int timerCount; //定时器触发次数double score;   //玩家分数
};
#endif // WIDGET_H

【6】widget.cpp:

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"
#include <QDebug>/************************************************************ @函数名：Widget* @功  能：主要窗口的构造函数* @参  数：parent---父对象* @返回值：无*********************************************************/
Widget::Widget(QWidget *parent): QWidget(parent), ui(new Ui::Widget), isPause(true), timerCount(0), score(0)
{ui->setupUi(this);//实例化蛇snake = new Snake(ui->gameWidget);//实例化食物food = new Food(ui->gameWidget);//设置定时器timer = new QTimer(this);connect(timer, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(timeOut()));//设置聚焦对象ui->gameWidget->setFocus();
}/************************************************************ @函数名：~Widget* @功  能：主要窗口的析构函数* @参  数：无* @返回值：无* @说  明：由于QT的对象树机制，绑定好父对象后无需手动delete其他空间*********************************************************/
Widget::~Widget()
{delete ui;
}/************************************************************ @函数名：~Widget* @功  能：主要窗口的析构函数* @参  数：无* @返回值：无*********************************************************/
void Widget::paintEvent(QPaintEvent *event)
{Q_UNUSED(event)QPainter painter(this);//判定游戏是否结束，结束则显示提示if (snake->isOver()) {//蛇死亡，游戏结束timer->stop();isPause = true;QFont font("宋体", 30, QFont::ExtraBold,false);painter.setFont(font);QRect showArea(200, 250, 200, 100);painter.drawText(showArea, Qt::AlignHCenter | Qt::AlignVCenter, "游戏结束！");}//绘制蛇和食物snake->paintSnake(painter);food->paintFood(painter);//实时显示玩家分数ui->scoreLabel->setText("分数: " + QString::number(score));
}/************************************************************ @函数名：keyPressEvent* @功  能：重写的按键检测事件函数* @参  数：event---按键事件* @返回值：无* @说  明：以防游戏结束后还能控制，首先需要判定游戏是否结束*********************************************************/
void Widget::keyPressEvent(QKeyEvent *event)
{//游戏未结束才进行按键控制if (!(snake->isOver())) {//按键控制蛇移动snake->keyPress(event);//按键控制暂停if (event->key() == Qt::Key_Space) {if (isPause){isPause = false;timer->start(100);}else {isPause = true;timer->stop();}}}
}/************************************************************ @函数名：snakeEatFood* @功  能：蛇与食物接触，则给蛇加节点，给食物重新生成坐标和类型* @参  数：无* @返回值：无* @说  明：生成食物必须放在蛇加节点之后*********************************************************/
void Widget::snakeEatFood()
{//蛇与食物接触if (abs(snake->getSnakeHead().x() - food->getX()) <= food->getRadius() &&abs(snake->getSnakeHead().y() - food->getY()) <= food->getRadius()){//蛇吃不同类型食物加不同节int count = food->getType();while (count--){snake->frontAddBody();}//再次生成食物food->generateFood();}
}/************************************************************ @函数名：computeScore* @功  能：计算玩家分数* @参  数：无* @返回值：无* @说  明：分数由两部分构成：时间分数、长度分数。*         每坚持1秒，分数增加1分。*         每多一节身体，分数增加10分。*********************************************************/
void Widget::computeScore()
{double timeScore = (timerCount / 10.0) * 1;     //时间的分数，每秒1分int lenScore = (snake->getLength() - 3) * 10;   //长度的分数，增一节10分if (lenScore >= 0)this->score = timeScore + lenScore;
}/************************************************************ @函数名：timeOut* @功  能：定时器的槽函数* @参  数：无* @返回值：无*********************************************************/
void Widget::timeOut()
{//蛇自动移动，吃食物snake->autoMove();snakeEatFood();//计算玩家分数timerCount++;computeScore();//更新界面this->update();
}/****************************************************************** @函数名：on_pushButton_clicked* @功  能："重新开始"按钮的槽函数* @参  数：无* @返回值：无* @说  明：需要重新聚焦于gameWidget，否则点击按钮后需要再点击gameWidget***************************************************************/
void Widget::on_pushButton_clicked()
{//清除相关属性timerCount = 0; //定时器计数清零score = 0;      //分数清零isPause = true; //恢复暂停//删除已有成员对象if (snake) {delete snake;}if (food) {delete food;}//创建新对象snake = new Snake(ui->gameWidget);food = new Food(ui->gameWidget);//更新界面this->update();ui->gameWidget->setFocus();//重新聚焦于游戏窗口
}

【7】main.cpp: 系统自动生成的，没有改动。

#include "widget.h"#include <QApplication>int main(int argc, char *argv[])
{QApplication a(argc, argv);Widget w;w.show();return a.exec();
}

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