2048 Win 32

课程: Windows程序设计

项目: Win 32项目

项目概述

本项目是一个2048游戏，基于Win 32开发，灵感来自此前网络上流行的2048游戏

功能概述

一、操作方式

该游戏支持三种键盘操作键位：

方向键操控
WASD键位操控：

W - 上, A - 左, S - 下, D - 右
Vim操作方式：

H - 左, J - 下, K - 上, L - 右

二、游戏功能

倒计时

游戏有一个 15分钟 的倒计时，玩家需要在规定时间内完成游戏(即合并出数字为2048的方块)
方块出现规则

在游戏中，方块的出现完全随机，仅出现在空方格中。当方块出现时，方块上的数字有 90% 的几率为2， 10% 的几率为4

游戏开始时，会在所有空方格中随机选两个方格放入带有数字的方块，方块上的数字依照上述规则

在玩家每一次移动后，棋盘上会新增一个方块，规则如上所述
方块合并规则

两个数字相同的方块才能合并，合并后生成一个数字为原来2倍的方块
计分规则

玩家获得分数仅发生在方块合并后，合并后玩家会获得的分数为新生成的方块的数字
游戏结束规则

下列几种情况会使得游戏结束：
- 倒计时结束
- 合并得到数字为2048的方块
- 棋盘全满，无法再增加新方块，且玩家进行任何移动操作都无法使棋盘新增一个空位

使用场景

主界面

主界面右上方会显示倒计时和分数
游戏结束

游戏结束后弹出的窗口中会告诉用户游戏情况(成功/失败/超时)，同时也会显示分数

弹出的窗口中有两个按钮："再来一局"和"退出"。如果按"再来一局"，弹窗会关闭，游戏所有数据将会重置，玩家重新开始游戏；如果按"退出"，将直接退出整个程序

程序架构

这张图由Visual Studio生成，从中可以看出这是一个Win 32项目，其中有一个核心类Game，用来处理所有的游戏逻辑

核心类`Game`

Game这个核心类暴露在外的成员变量和方法如下图：

(整体类图过大，不予展示，详见Game类图)

下面介绍其中比较重要的几个方法：

draw()

该方法涉及整个游戏界面的绘制，函数原型为：
```
void draw(HDC hdc) const;
```
在程序的主消息循环中，一旦接收到WM_PAINT消息，将会调用该方法对界面进行重绘，当然是有选择性的重绘，因为界面上除了棋盘、分数、倒计时，其他部分都没有必要重绘

该方法在Game类内部还会调用以下私有方法：
```
void drawChessboard(HDC hdc) const; // 绘制棋盘背景，绘制上部分数、logo等，会调用下面三个方法
void drawTopBar(HDC hdc) const; 
void drawLogoText(HDC hdc) const;
void drawScoreLabel(HDC hdc) const;
void drawCell(HDC hdc, const int &row, const int &col, const int &value) const; // 绘制方块
```
setRect()

该方法用于设置游戏画面的区域，函数原型如下：
```
void setRect(const RECT clientRect);
```
该方法会设置好scoreLabelRect和chessboardRect，便于之后在主消息循环中重绘时，进行有选择的重绘
restart()

该方法会重置所有游戏信息，让游戏重新开始，如下：
```
void Game::restart() {
    this->initChessboard(); // Init chessboard
}
```

initChessboard()

该方法用于初始化整个游戏，如下：

void Game::initChessboard() {
    this->score = 0;
    this->over = false;
    this->won = false;
    this->numberOfEmptyCells = 16;
    memset(this->chessboard, 0, 4 * 4 * sizeof(int)); // Init chessboard
    this->initStartCells(); // Add the initial cells
}

枚举变量MoveCommand
```
typedef enum {
    MoveCommandUp,
    MoveCommandDown,
    MoveCommandLeft,
    MoveCommandRight
} MoveCommand;
```
定义这样的枚举变量用于表示移动方向，更多考虑的是程序源代码的可读性以及可维护性
canMove()

该方法有两个重载函数，如下：
```
bool canMove() const;
bool canMove(const MoveCommand cmd) const;
```
含有参数的方法用于判断特定的移动指令下棋盘上的方块能否移动，一般用于玩家按下某个方向键后，如果无法移动，那么将不会改变棋盘状态，也不会进行重绘

在玩家某一次操作结束后，还会判断接下来用户能否继续移动，这时候需要判断四个方向，故会调用没有参数的canMove()方法

如果接下来棋盘为满且不能移动，那么玩家输掉这盘游戏，如下：
```
if (this->numberOfEmptyCells == 0 && !this->canMove()) {
	this->over = true; // Game over
}
```

doMove()

函数原型如下：

void Game::doMove(const MoveCommand cmd) {
    switch (cmd) {
        case MoveCommandLeft:
            this->doLeft();
            break;
        case MoveCommandUp:
            this->doUp();
            break;
        case MoveCommandRight:
            this->doRight();
            break;
        case MoveCommandDown:
            this->doDown();
            break;
        default:
            break;
    }
    this->addRandomCell(); // Add cell
	if (this->numberOfEmptyCells == 0 && !this->canMove()) {
		this->over = true; // Game over
	}
}

可以看到，该函数实际上涉及到四个私有函数：

void doUp();
void doDown();
void doLeft();
void doRight();

这四个函数才是真正会修改游戏棋盘状态的函数

辅助函数

该项目中将一些重用较多的函数提取到Utils.h和Utils.cpp中，如下：

long getRectWidth(RECT rect);
long getRectHeight(RECT rect);

void drawLine(HDC hdc, int x1, int y1, int x2, int y2);
void drawRoundRect(HDC hdc, RECT cellRect, COLORREF bgColor);
void drawNumberOnCell(HDC hdc, RECT cellRect, const int &number, COLORREF fontColor);
void drawNumberOnRect(HDC hdc, RECT rect, const int &number, COLORREF fontColor);
void drawNumberOnTimeLabel(HDC hdc, RECT rect, LPCWSTR pWStr, COLORREF fontColor);

HFONT createFont(int height);
void getTimeStringByValue(UINT time, LPCWSTR result);

设计理念

因为该项目并不复杂，所以将逻辑和界面都写在一个类里，该项目的实际开发过程如下：

完成静态界面的绘制，不会响应任何按键信息
完成命令行版2048，不涉及任何界面，纯逻辑，核心类Game在该阶段完成
将界面绘制整合到核心类Game中，为之新添诸如chessboardRect等成员变量以及draw()等涉及界面绘制的方法

其他

项目开发中有一点值得一提。由于绘图时涉及字体还有颜色填充，所以用到了CreateFont()、CreatePen()和CreateBrush()等函数，它们会返回HBRUSH、HPEN、HFONT等类型的变量，这些变量都属于HGDIOBJ，本质上都是指针

实际上每次使用时都新建了这样的HGDIOBJ，如下：

// Draw round rect
void drawRoundRect(HDC hdc, RECT cellRect, COLORREF bgColor) {
	HBRUSH brush = CreateSolidBrush(bgColor);
	HPEN pen = CreatePen(PS_NULL, 0, NULL);
	SelectObject(hdc, brush);
	SelectObject(hdc, pen);
	RoundRect(hdc, cellRect.left, cellRect.top, cellRect.right, cellRect.bottom, 10, 10);
}

这样每次都会在内存中分配空间，重点在于并未回收内存，最开始没有意识到这一点，导致游戏进行到最后整个界面崩溃。在不用HGDIOBJ后，应该调用DeleteObject()来及时释放内存，经过修改后的函数应该如下所示：

// Draw round rect
void drawRoundRect(HDC hdc, RECT cellRect, COLORREF bgColor) {
	HBRUSH brush = CreateSolidBrush(bgColor);
	HPEN pen = CreatePen(PS_NULL, 0, NULL);
	SelectObject(hdc, brush);
	SelectObject(hdc, pen);
	RoundRect(hdc, cellRect.left, cellRect.top, cellRect.right, cellRect.bottom, 10, 10);
	DeleteObject(brush);
	DeleteObject(pen);
}

整个项目中有多处进行了这样的修改，最后修复了画面崩溃的问题

valour01/2048-Win32

2048 Win 32

目录

项目概述

功能概述

一、操作方式

二、游戏功能

使用场景

程序架构

核心类`Game`

辅助函数

设计理念

其他

valour01/2048-Win32

2048 Win 32

目录

项目概述

功能概述

一、操作方式

二、游戏功能

使用场景

程序架构

核心类Game

辅助函数

设计理念

其他

核心类`Game`