扫雷课程设计报告.docx

1、扫雷课程设计报告扫雷课程设计报告Harbin Institute of Technology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 院 系： 计算机科学与技术学院 班 级： 10503104 设 计 者： 陆亮 学 号： 1050310404 指导教师： 刘晓燕 设计时间： 2007-8-27到2007-9-8哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学课程设计任务书 姓 名：陆亮 院 （系）：计算机科学与技术学院 专 业：计算机科学与技术 班 号：1050310404 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： 能够给出游戏结果（

2、输、赢、剩余的雷数、用掉 的时间按妙计）。游戏界面最好图形化，否则一定要清楚的字符界面。设计任务总述：本题目做一个N x M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（neighboring squares）所包含的雷数，应用该信息可以帮助你扫雷。工作计划及安排：8月27日-8月30日：学习vc+6.0的MFC

3、编程，以及扫雷所需设计的算法；8月31日-9月5日：实现扫雷的基本框架；9月6日-9月9日：优化功能；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：1050310404姓名：陆亮指导老师：刘晓燕课程设计题目：扫雷系统总任务描述：本题目做一个N x M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

4、格（neighboring squares）所包含的雷数，应用该信息可以帮助你扫雷。已完成工作描述：1.所需的算法都已经设计完毕，包括展拓空白区域，判胜，获得周围雷数，以及随机布雷2.翻阅了大量有关的书籍，初步学习了VC+6下一步工作计划及安排：1星期一星期二：鼠标左右键的处理流程；2星期三：计时器功能，计数功能；3星期四：调试，完善；4. 星期五：准备PPT答辩填表时间：2007-9-3指导教师签字：一、题目分析(1) 问题描述本题目做一个N x M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

5、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（neighboring squares）所包含的雷数，应用该信息可以帮助你扫雷。图4-20 扫雷游戏的图例具体实现要求的细节:a.能够打开一个方格，一个已打开的方格不能再关闭。b.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。c.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

6、。(2) 基本要求a.能够给出游戏结果（输、赢、剩余的雷数、用掉的时间按妙计）。b.游戏界面最好图形化。(3)所需解决的问题a.运行的结果必须采用可视化的界面，因此开发工具我选择了VC+6.0，用MFC工程解决此题目；b.题目要求M*N的雷区，因此学要与用户对话，以获得区域大小和雷数目，可以使用MFC中的对话框来实现；c.雷的位置应该是随机的，因此必须采用生成随机数的办法布雷，同时还应该注意避免用户第一次就点击到了雷，这是没有意义的；d.方格会处于各种不同的状态，设计其结构并定义相应的状态宏是必要的；e.因游戏的状态不同，消息机制是会对鼠标信息进行不同处理，因此要定义游戏状态宏，并时时记录游戏

7、的状态；f.点击到了某区域发现其周围没有雷，那么显而易见应该点开周围的区域，如果这样的操作由用户一一完成，将增加用户很多的操作负担，大大减少了游戏的趣味性，因此周围的空白区域应该自动打开，这就需要一个函数来递归的完成此任务；g.为了获得所点击的方格周围雷数，要设计一个函数，其中要注意处理边界方格；h.当鼠标左或右键点击后，都应该判断是否胜利，胜利条件应当选择准确；i.左右键点击后，响应其消息的函数是相当复杂的，应当根据点击的位置，游戏的状态以及点击的方格状态，来进行不同的处理；j.确定点击的是哪一个方格，可以用点击的位置坐标来计算；k.设计一个计时器，显示游戏进行的时间；l.设计一个计数器，显

8、示剩余的雷数，考虑标记的雷数比实际的雷数多时的情况二、 总体设计1.要实现点击后出现不同的图像，如空白或标记为雷或标记为有2两颗雷等，就需要利用MFC的重绘机制。重绘的依据是方块的属性，重绘的时间是在以下三个动作结束之后：左键点击，右键点击，以及重置游戏。下面就分别介绍这三个动作要进行什么样的处理，为重绘做好准备。(1).左键点击下面重点分析点击在雷区后的处理m_poldmine = GetMine(point.x, point.y) /通过坐标获取方块位置/如果游戏处于等待状态if(GameState =GS_WAIT) /启动计时器； SetTimer(); /布雷； LayMine();

9、 /改变游戏状态为运行； GameState = GS_RUN; /如果游戏处于进行状态if(GameState = GS_RUN) /方块状态为正常时进行处理，对于已经点开的区域不再处理 If(方块属性为正常) If( IsMine()/所点击的方格是雷则要进行失败处理 Dead(); else/不是雷的处理 around = GetAroundnum();/获取其周围雷的数目 if(around = 0)/如果周围没雷 ExpandMines();/展拓空白区域 else/如果周围有雷 DrawDownNum();/改变此方块属性 if(victory() /判断是否胜利 胜利处理； In

10、validate();/发出重绘消息；(2).右键点击void CLuliangView:OnRButtonDown(UINT nFlags, CPoint point) /游戏处于进行状态是响应右键的条件，右键只能在雷区起作用 if(GameState = GS_RUN & point.y 80) NewMine = GetMine(point.x, point.y);/获得点击方块 switch(NewMine-uState)/根据方块的属性做不同标记 /正常状态的标记为雷，剩余雷数减1 case STATE_NORMAL: NewMine-uState = STATE_FLAG; m_L

11、eftMineNum-; break; /被标记为雷的改为未知状态，剩余雷数加1 case STATE_FLAG: NewMine-uState = STATE_DICEY; m_LeftMineNum+; break; /被标记为未知状态的改为正常状态 case STATE_DICEY: NewMine-uState = STATE_NORMAL; break; default: break;/其他状态的方格，右键均不处理 if(Victory()/判断是否胜利 胜利处理 Invalidate();/发出重绘消息； (3).重新设置游戏，即改变雷数和雷区大小 SetMineArea size

12、dlg; /建立对话框对象 sizedlg.DoModal(); /弹出对话框 XMineNum = sizedlg.m_x_mine_num;/获得雷区宽 YMineNum = sizedlg.m_y_mine_num;/获得雷区高 MineNum = sizedlg.m_MineNum /获得雷的个数; SizeWindow(); /改变窗口大小 InitialGame(); /初始化方格，计时器，计数器等 Invalidate(); /发出重绘消息；2.还有一个十分重要的函数就是绘制函数OnDraw（），每次重绘时都会自动调用此函数。它绘制了雷区，计数器区，计时器区以及笑脸区。下面是它所

13、绘制的大体框架： 三、 数据结构设计 雷区方格的数据结构（1）为了唯一标识一个方格，设计两个UINT(无符号整数)变量来记录它的行和列；（2）每一个方格有两种属性，雷与非雷，因此需要一个BOOL变量记录其属性；（3）每个方格都有一个状态，比如未被点击过的状态，被标记为雷的状态，打 开后周围有一颗雷的状态等等。 标志状态有两个作用： a.其状态的不同决定了将其绘制为什么样的图形，比如某方格其状态为“未 被点击过”，那么它会被绘制为；某方格状态为“被标记为雷”，那么它 被绘制为；又如某方格状态为“打开后显示1”，被绘制为。 b.其状态的不同决定了它被点击后受到不同的处理。比如方格1 的状态为 “未

14、被点击过”，方格2的状态为“打开后显示1”，当鼠标左键点击方格1 的时候，它将会被打开判断是否是雷等操作，而当鼠标点击方格2的时候， 它不会被做任何处理；四、 算法设计（1）布雷函数：利用srand(),rand()随机机制产生随机数，分别对列和行取模，便产生了雷的随机位置。但是布雷前，先要判断此随机位置是否已经布上了雷。（2）获得周围雷的数目扫描其周围的所有相邻方格，记录雷数，扫描前要选择合理的起始点，以处理边框上的特殊位置。处理方法是：如果方块处在第0行，扫描起始行为0，否则不变；如果方块处在第0列，扫描起始列为0，否则不变；（3）展拓空白区域展拓原因：当玩家点击的方块周围无雷时，此方块会

15、被重绘为空白，此时没有必要让玩家将其周围一一点开，应直接打开展拓条件：周围雷数为零函数void ExpandMines(UINT row, UINT col)参数：row, col所点击的方块位置算法:递归递归结束条件：某一个方块不需要拓展就是因为其周围的雷数不是零（4）判断胜利 两个条件：1.属性不为雷（ ATTRIB_EMPTY）的方块当前状态在STATE_NUM1和STATE_EMPTY之间（19）2.属性为雷（ATTRIB_MINE)的方块当前状态为STATE_MINE五、 物理实现及结果1. 主要数据结构的物理设计（1）雷区方格的数据结构方块的的结构体typedef struct U

16、INT uRow; /所在雷区二维数组的行 UINT uCol; /所在雷区二位数组的列 UINT uState; /当前状态 UINT uAttrib; / 方块属性（雷或非雷） MINEWND;当前状态宏：#define STATE_NORMAL 0 /正常#define STATE_NUM1 1 /周围有1雷#define STATE_NUM2 2 #define STATE_NUM3 3#define STATE_NUM4 4#define STATE_NUM5 5#define STATE_NUM6 6#define STATE_NUM7 7#define STATE_NUM8 8#

17、define STATE_EMPTY 9#define STATE_FLAG 10 /被右键标记为雷#define STATE_MINE 11 /当失败时把所有的雷标记出#define STATE_ERROR 12 /被右键误标记为雷#define STATE_ERRORCLICK 13 /被左键点击为雷#define STATE_DICEY 14 /未知状态 （2）游戏状态 #define GS_WAIT 1/ #define GS_RUN 2/ #define GS_FAIL 3/ #define GS_WIN 4/ 用GameState变量记录游戏的状态，初始化为GS_WAIT2. 核心

18、算法的物理实现 （1）布雷函数：当鼠标第一次点击雷区时布雷void CMineWnd:LayMines(UINT row, UINT col) srand( (unsigned)time( NULL ) ); /埋下随机种子 UINT i, j; for(UINT index = 0; index m_uMineNum;) i = rand() % m_uYNum; /取随即数 j = rand() % m_uXNum; /保证第一次点击的不是雷 if (i = row & j = col) continue; if(m_pMinesij.uAttrib != ATTRIB_MINE) m_p

19、Minesij.uAttrib = ATTRIB_MINE;/雷 index+; （2）获得周围雷的数目 函数：难点是四个顶点和四边上特殊的方块UINT GetAroundNum(UINT row, UINT col) /寻找合适的起始位置 UINT i, j; UINT minRow = (row = 0) ? 0 : row - 1; UINT maxRow = row + 2; UINT minCol = (col = 0) ? 0 : col - 1; UINT maxCol = col + 2; /通过方块的属性（ uAttrib ）来判断是否是雷UINT around;for (i

20、 = 10; i 10; i+) for (j = minCol; j maxCol; j+) if (!IsInMineArea(i, j) continue; if (m_pMinesij.uAttrib = ATTRIB_MINE) around+; return around;（3）展拓空白区域void ExpandMines(UINT row, UINT col) 判断起始点minRow,maxRow,minCol,maxCol； around = GetAroundNum(row,col)；/获得雷的数目 if(around != 0) /递归结束条件 其属性标记为相应数字； el

21、se for（其周围所有的方块） ExpandMines（）；（4）判断胜利int Victory() for(UINT i = 0; i XMineNum; i+) for(UINT j = 0; j YMineNum; j+) if(m_pMinesij.uAttrib = ATTRIB_EMPTY) if(m_pMinesij.uState STATE_EMPTY) return 0; else if(m_pMinesij.uState != STATE_FLAG) return 0; return 1;3. 实现结果（1）游戏处于等待状态 （2）游戏处于进行状态 （3）游戏胜利 （4）

22、游戏失败 六、结果分析程序完成了题目的所有要求，并且参照微软游戏加入了右键标记为未知状态的功能，但是有两点不足：1.当改变雷区大小时，窗口不能自动跟随改变，必须手动将窗口拉大；2.由于重绘面积很大，因此宽口的闪烁现象较为明显；七、结论1.对数据结构在应用程序中起到的强大支持作用有了深刻认识，体会到了数据结构思想的重要性。2.通过本次课程设计，我初步了解了MFC的运行机制以及基本的框架，初步掌握了可视化窗口的编程方法，也对图形处理有了一定的了解，收获很大。八、附录无九、参考文献1.Visual C+教程（机械工业出版社，郑阿奇主编）2.Visual C+经典游戏程序设计（人民邮电出版社， 罗伟坚编著）3.Visual C+6.0教程（电子工业出版社，刘文智等编著）4.Visual C+6.0编程宝典（电子工业出版社，David Simon【美】,周瑜萍等编著）