扫雷设计报告.docx
《扫雷设计报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《扫雷设计报告.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
扫雷设计报告
..
HarbinInstituteofTechnology
课程设计报告
课程名称：
数据结构与算法课程设计
设计题目：
扫雷游戏
院系：
计算机科学与技术学院
班级：
10503105
设计者：
黄林峰
学号：
1050310521
指导教师：
李秀坤
设计时间：
2007年9月8日
哈尔滨工业大学
;.
..
哈尔滨工业大学课程设计任务书
姓
名：
黄林峰
院（系）：
计算机科学与技术
专
业：
计算机科学与技术
班
号：
10503105
任务起至日期：
2007年
8月27
日
至
2007年
9月
9日
课程设计题目：
扫雷游戏
课程设计要求：
1、做一个NxM的扫雷游戏（如下图），每个方格包含两种状态：
关闭（closed）
和打开（opened），初始化时每个方格都是关闭的，一个打开的方格也会包
含两种状态：
一个数字（clue）和一个雷（bomb）。
你可以打开（open）一个方格，如果你打开的是一个bomb，那么就失败；否则就会打开一个数字，
该数字是位于[0，8]的一个整数，该数字表示其所有邻居方格（neighboringsquares）所包含的雷数，应用该信息可以帮助你扫雷。
2、能够给出游戏结果（输、赢、剩余的雷数、用掉的时间按秒计）
3、游戏界面最好图形化，否则一定要清楚的字符界面。
4、合理分配各个操作的按键，以及各方格各种状态如何合理显示。
;.
..
设计任务总述：
1、利用二维数组建立一个NxM的区间，初始化每个方格关闭。
2、用户能够打开一个方格，一个已打开的方格不能再关闭。
3、能够标记一个方格，标记方格的含义是对该方格有雷的预测（并不表示真
的一定有雷），当一个方格标记后该方格不能被打开，只能执行取消标记的操作，只能在取消后才能打开一个方格。
4、对打开的方格进行判断，如果打开的是一个bomb，则gameover；反之，
显示某一数字，即所有邻居方格所包含的雷数
5、在游戏界面上，显示输、赢、剩余的雷数以及用掉的时间。
工作计划及安排
：
月28
日~8
月31
日对VC图形化界面的使用进行学习，
初步准备在TC3.0
1、8
编译环境下，利用TC自带的绘图函数做出图形界面。
在此期间，参看有关讲解TC函数的书籍，对所需函数灵活运用。
2、9月1日开始进行编程，绘出图形，写出鼠标控制函数。
3、中期检查之前要把主要的图形以及各鼠标控制做出，9月3日之后开始编
写完整的程序，调试。
4、9月8日之前完成报告的撰写以及答辩PPT。
指导教师签字___________________
年月日
;.
..
数据结构与算法课程设计中期检查结果
学号：
10503105姓名：
黄林峰指导老师：
李秀坤
课程设计题目扫雷游戏
系统总任务描述：
本题目做一个NxM的扫雷游戏，每个方格包含两种状态：
关闭（closed）
和打开（opened），初始化时每个方格都是关闭的，一个打开的方格也会包含两种状态：
一个
数字（clue）和一个雷（bomb）。
你可以打开（open）一个方格，如果你打开的是一个bomb，
那么就失败；否则就会打开一个数字，该数字是位于[0，8]的一个整数，该数字表示其所有邻居
方格（neighboringsquares）所包含的雷数。
能够打开一个方格，一个已打开的方格不能再关闭。
能够标记一个方格，标记方格的含义是对该方格有雷的预测（并不表示真的一定有雷），
当一个方格标记后该方格不能被打开，只能执行取消标记的操作，只能在取消后才能打开一个
方格。
能够给出游戏结果。
游戏界面图形化。
;.
..
已完成工作描述：
1.确定在TurboC/C++3.0的平台上，利用DOS系统调用函数和graphics.h进行图形化处理。
2.
查阅相关资料，完成如下模块：
InitMouse，Scr，MouseState，Edge，TurnBack，
InitArrow，InitCursor
，MouseShow，MouseHide，CursorShow，CursorHide，SetRange，
GetXY，SetXY，WaitMouse，WaitKey，Prt，Locate。
3.
程序上，已经完成了利用
random（随机数产生函数）在区域里布雷，若重复布雷，则
进行一次判断，再随机一次（用
while循环实现），code如下：
for（i=0;i<10;i++）
{
x=random（10）;
y=random（10）;
while（Mine[y][x]）
{
x=random（10）;
y=random（10）;
}
Mine[y][x]=MINE;
}
4.对任意一个不是雷的小块周围8块依次判断，确定其周围的雷数：
if（Mine[y][x]!
=MINE）
{
if（（Mine[y][x-1]==MINE）&&（（x-1）>=0））i++;if（（Mine[y][x+1]==MINE）&&（（x+1）<10））i++;if（（Mine[y-1][x]==MINE）&&（（y-1）>=0））i++;if（（Mine[y+1][x]==MINE）&&（（y+1）<10））i++;
if（（Mine[y-1][x-1]==MINE）&&（（x-1）>=0）&&（（y-1）>=0））i++;if（（Mine[y-1][x+1]==MINE）&&（（x+1）<10）&&（（y-1）>=0））i++;if（（Mine[y+1][x+1]==MINE）&&（（x+1）<10）&&（（y+1）<10））i++;if（（Mine[y+1][x-1]==MINE）&&（（x-1）>=0）&&（（y+1）<10））i++;
Mine[y][x]=i;
}
;.
..
下一步工作计划及安排：
1.查阅相关资料，进一步处理光标和箭头的函数模块。
2.编写FailExitGame和ExitGame的函数，区分两种不同方式的Exit。
3.编写计时函数。
4.把各模块拼装成一整体，调试程序。
5.完成报告和PPT。
;.
..
填表时间：
2007年9月3日指导教师签字：
一、题目分析
游戏开始时，系统会在雷区的某些小方块中随机布下若干地雷。
安排放好的地雷小方块
称之为雷方块，其他的称之为非雷方块。
部署完毕后，系统会在其他非雷方块中填充一些数
字。
某一个具体的数字表示与其紧邻的8个方块中有多少雷方块，例如“1”就表示紧邻8
个方块中有一个雷方块。
玩家可以根据这些信息去判断是否可以打开某些方块，并把认为可
能是地雷的方块打上标识。
当玩家将所有地雷找出后，其余的非雷方块区域都已经打开，此时游戏胜利结束。
在游戏过程中，一旦错误地打开了雷方块，即立即失败，游戏结束。
图1
Windows下扫雷胜利的情形
;.
..
图2
Windows下扫雷失败情形
二、总体设计
基于上面对Windows扫雷游戏的分析，可以总结出游戏的总体结构：
该游戏主要包含如下三个阶段：
随机布雷，扫雷过程和结果显示。
布雷：
开始
否是
生成随机的雷方块的坐标
（x,y）
判断（x,y）
区域是否已经布
下雷
在（x,y）区域布雷，修改状态
数据
;.
..
判断是否布下
所有的雷
结束
扫雷：
鼠标左键事件
开始
在雷区
雷方块定位
游戏结束
继续处理
其
胜利
他
区
打开区域
失败处理
域
胜利处理
处
理
拓展最大可
;.
能显示范围
..
鼠标右键事件
鼠标右键
雷方块定位
判断历史属性以及相关状态
修改相关状态
显示
结束
;.
..
三、数据结构设计
在程序中，我设定了如下几种数据结构来实现功能：
1.定义一个二维数组Mine[10][10]存放雷的信息，定义二维数组Turn[10][10]存放右键信息。
2.在鼠标函数的编写中，用了一个REGS的共用体类型，该共用体的成员由结构类型的x和
h组成，其中x代表16位寄存器变量，它的成员用CPU的相关寄存器名表示。
结构类型h
代表8位寄存器变量，其成员与相关的CPU的8位寄存器同名。
3.中断的调用。
在程序中一共使用了两种软中断调用方式,int86（）和geninterrupt（）。
四、算法设计
该游戏算法并不复杂，主要集中在布雷和扫雷过程中。
一、布雷
开始时，利用C语言中随机数的生成函数random在已经初始设空（NULL）的区域内布10个雷。
如果重复，重新布一次。
二、设置雷区下数值
当雷布好后，就进入了其他非雷区域设定阶段。
由于雷是随机布放的，没有类的地方被点击后就会显示一个数字，表示它周围有几个雷。
因此，可以把整个雷区看成如下所示的一个二维数组
1112131415161718
2122232425262728
a[i,j]=3132333435363738
4142434445464748
5152535455565758
假若要知道a[3,4]周围有几个雷，就必须检测下面
8个雷区是否放上了雷。
a[2,3]
a[2,4]
a[2,5]
a[3,3]
a[3,5]
a[4,3]
a[4,4]
a[4,5]
仔细观察它们存在的数学关系，发现
a[i,j]周围的雷个数是由这样
8个雷区决定的（如果超
出了边界，应再加以判断）：
a[i-1,j-1]
a[i-1,j]
a[i-1,j+1]
a[i,j-1]
a[i,j+1]
a[i+1,j-1]
a[i+1,j]
a[i+1,j+1]
三、玩家按键
最后就是处理玩家在游戏过程中的按键。
玩家有两种鼠标按键选择，左键和右键。
此外，玩
;.
..
家还可能键盘按键，而该游戏中主要是提供鼠标按键，所以必须对用户按了什么键首先判断。
用户按Esc键时退出游戏；按鼠标左键时，进一步判断是否是雷；按右键时，标记可能是雷
的区块，并及时修改Mines剩余值。
若在已经标记过的区块再点一次右键，则取消标记。
五、物理实现
一、鼠标编程
由于该游戏的特点，在编游戏的开始阶段我就选择了利用TurboC调用中断，编写一组鼠标
操作函数。
鼠标驱动程序提供了一个标准的软件中断接口，在加载了鼠标驱动程序之后，无论鼠标的类
型如何，应用程序都可以直接通过该软件接口操作鼠标。
该接口的中断号为INT33H，其使
用方法和其他BIOS的中断调用完全相同。
以下，介绍程序中主要的几个鼠标函数：
（1）初始化鼠标函数InitMouse（）：
该函数用于判断是否安装了鼠标及其驱动程序，如果
是，初始化鼠标驱动程序并返回鼠标的按钮数（2或3）；否则返回0。
该函数调用
了INT33H的00H号功能。
BYTEInitMouse（）
{
unionREGSregs;
regs.x.ax=0;
int86（MOUSE,®s,®s）;
return（regs.x.ax）;
}
（2）
显示鼠标光标函数
MouseShow（）：
鼠标光标在文本显示下是个矩形光标，在图形方
式下是一个箭头。
用户移动鼠标，则光标随之移动。
该函数调用了
INT33H
的01H
号功能。
voidMouseShow（）
{
unionREGSregs;
regs.x.ax=1;
int86（MOUSE,®s,®s）;
}
（3）
隐藏鼠标光标函数
MouseHide（）：
大体同
（2），只是该函数调用了
INT33H
的02H
号功能。
（4）读鼠标状态函数GetXY（）：
该函数调用了INT33H的03H号功能。
voidGetXY（int*x,int*y）
{
unionREGSireg,oreg;
ireg.x.ax=3;
int86（MOUSE,&ireg,&oreg）;
*x=oreg.x.cx;
*y=oreg.x.dx;
}
参数x和y存放的是读出的鼠标坐标。
;.
..
这里值得特别注意的是，如果是在文本方式（80x25）下，此时鼠标所在的文本行、列位置与其坐标之间存在如下关系：
鼠标所在的文本列=x/8；
鼠标所在的文本行=y/8；
（5）设置鼠标光标位置的函数SetXY（）：
该函数调用了INT33H的04H号功能。
voidSetXY（intx,inty）
{
unionREGSireg;
ireg.x.ax=4;
ireg.x.cx=x;
ireg.x.dx=y;
int86（MOUSE,&ireg,&ireg）;
}
参数x和y存放的是欲设置的鼠标光标坐标。
这里值得特别注意的是，如果是在图形方式下，按图形方式的实际坐标设置；如果是在文本方式下，此时鼠标光标坐标与鼠标所在的文本行、列存在如下关系：
x=鼠标所在的文本列*8；
y=鼠标所在的文本行*8；
（6）
设置鼠标活动范围函数
SetRange（）：
该函数调用了
INT33H的07H号功能将鼠标的
移动范围限制在屏幕上的一个矩形区域内。
voidSetRange（intstart_x,intstart_y,intend_x,intend_y）
{
unionREGSr;
r.x.ax=7;
r.x.cx=start_x;
r.x.dx=end_x;
int86（0x33,&r,&r）;
r.x.ax=8;
r.x.cx=start_y;
r.x.dx=end_y;
int86（MOUSE,&r,&r）;
}
二、随机布雷
初始化随机数发生器randomize（）;
利用循环，初始设空：
for（y=0;y<10;y++）
for（x=0;x<10;x++）
{
Mine[y][x]=NULL;
Turn[y][x]=FALSE;
}
开始布雷，前后布在同一块的话就利用while循环重新布一次：
for（i=0;i<10;i++）
;.
..
{
x=random（10）;
y=random（10）;
while（Mine[y][x]）
{
x=random（10）;
y=random（10）;
}
Mine[y][x]=MINE;
}
三、设置雷区下数值
对任一块雷区周围的8块雷区进行扫描，依次累加到i上，最后i值即为点开该雷块应显示的数值。
可由如下算法实现
Inti=0;
if（Mine[y][x]!
=MINE）
{
if（（Mine[y][x-1]==MINE）&&（（x-1）>=0））i++;
if（（Mine[y][x+1]==MINE）&&（（x+1）<10））i++;
if（（Mine[y-1][x]==MINE）&&（（y-1）>=0））i++;
if（（Mine[y+1][x]==MINE）&&（（y+1）<10））i++;
if（（Mine[y-1][x-1]==MINE）&&（（x-1）>=0）&&（（y-1）>=0））i++;
if（（Mine[y-1][x+1]==MINE）&&（（x+1）<10）&&（（y-1）>=0））i++;
if（（Mine[y+1][x+1]==MINE）&&（（x+1）<10）&&（（y+1）<10））i++;
if（（Mine[y+1][x-1]==MINE）&&（（x-1）>=0）&&（（y+1）<10））i++;
Mine[y][x]=i;
}
四、标记雷块
建立一个二维数组Turn[y][x]，专门记录用户右键的情况，当用户第一次按右键的时候，修
改Turn[y][x]的值，使之为2，并把该模块标记为“*”，同时Total的值自加1；当用户在该模块上第二次点右键的时候，修改Turn[y][x]的值为0，并把该模块重新标记为初始的“？
”，同时Total的值自减1。
五、游戏结束
游戏有四种结束方式：
1.
用户按Esc键强行退出；
2.
用户点击雷块，游戏失败退出
FailExitGame（）：
for（y=0;y<10;y++）
for（x=0;x<10;x++）
if（Mine[y][x]==MINE）Prt（x+SX,y+SY,'*',14+128）;
MouseHide（）;
CursorShow（）;
;.
..
printf（"\nFail!
\n"）;
delay（4000）;
exit（0）;
3.用户标注完10个雷块，但其中有误标注，游戏失败退出FailExitGame（）：
for（i=0;i<10;i++）
if（Mine[Mark[i][1]][Mark[i][0]]）m++;
if（m<9）FailExitGame（）;
4.用户找出所有的10个雷块，游戏胜利退出ExitGame（）：
for（i=0;i<10;i++）
if（Mine[Mark[i][1]][Mark[i][0]]）m++;
if（m<9）FailExitGame（）;
MouseHide（）;
CursorShow（）;
printf（"\nOK,Good!
\n"）;
delay（4000）;
exit
（1）;
六、运行结果
开始界面：
图3开始界面
用户点击雷块，游戏失败：
;.
..
图4点击雷块游戏失败
用户标注完10个雷块，但其中有误标注，游戏失败：
图5标注完毕但有错误
找出所有的10个雷块，游戏胜利：
;.
..
图6游戏胜利
七、结果分析
从最后的执行文件可以看出，本课程设计最终设计的扫雷小游戏基本可以完成了预定目标，有一个遗憾，就是没有记录用户所耗时间的功能。
在TC3.0的环境下，利用窗口图形实现了鼠标控制的要求。
在程序判断上没有明显的问题，能够满足初级用户的要求。
八、结论
本次课程设计完成了扫雷游戏的模拟，并给出了相应的图形化界面。
通过本次课程设计，训练了对二维数组，中断函数等C语言基础知识的应用和掌握，并对图形界面的程序设计有了一定的锻炼。
九、参考文献
1.冯博琴，刘路放，精讲多练
C语言，西安交通大学出版社，1997。
2.杨路明，C语言程序设计教程，北京邮电大学出版社，
2003。
3.罗伟坚，VisualC++经典游戏程序设计，人民邮电出版社，
2004。
;.
升级会员 