Chưa phân loại

Code game rắn săn mồi trên console bằng C++

Bài viết được sự cho phép của tác giả Khiêm Lê

Chắc hẳn tuổi thơ của mỗi chúng ta thì không còn xa lạ gì với tựa game Snake hay tiếng Việt là rắn săn mồi đúng không. Hôm nay chúng ta sẽ cùng code lại game đó trên console bằng C++.

Demo game

Trước khi bắt đầu để mấy bạn có hứng thú một chút thì cùng xem qua thành phẩm sau khi code xong nha!

Lưu ý là code của bài này khá dài nên mình sẽ không show hết ra được, các bạn có thể xem code trên Github nha.

Game hoạt động như thế nào

Game rắn săn mồi đã quá phổ biến nên mình chỉ mô tả đơn giản. Trong game này, người chơi sẽ điều khiển con rắn đi ăn những quả táo, khi ăn thì con rắn sẽ ngày càng dài thêm. Người chơi sẽ bị thua khi đụng tường bao quanh hoặc con rắn tự cắn chính bản thân nó.

Đơn giản chỉ có vậy thôi, việc của chúng ta là làm sao để tạo ra được game đó. Thì chúng ta sẽ vẽ lại con rắn trên màn hình console sử dụng các ký tự. Khi con rắn di chuyển, chúng ta sẽ vẽ lại con rắn đó để thể hiện sự di chuyển của nó. Vì con rắn di chuyển liên tục nên chúng ta sẽ đặt nó trong một vòng lặp.

Đến đây thì chắc các bạn đã hình dung ra được cách code game này như thế nào rồi đúng không! Cùng bắt đầu thôi!

Tạo con rắn và vẽ lên màn hình

Vì game này là 1 game 2D nên đầu tiên, mình sẽ xây dựng struct Point biểu diễn 1 điểm trước. Con rắn của mình sẽ được thể hiện bằng một dãy các điểm này, thể hiện vị trí của nó trên mặt phẳng 2D. Do đó mình sẽ dùng vector để lưu con rắn, mình sẽ khởi tạo con rắn ban đầu luôn.

struct
 
Point


{

	
int
 x
;

	
int
 y
;


}
;


	Point
{
 WIDTH 
/
 
2
 
+
 
2
,
 HEIGHT 
/
 
2
 
}
,

	Point
{
 WIDTH 
/
 
2
 
+
 
1
,
 HEIGHT 
/
 
2
 
}
,

	Point
{
 WIDTH 
/
 
2
,
 HEIGHT 
/
 
2
 
}
,

	Point
{
 WIDTH 
/
 
2
 
-
 
1
,
 HEIGHT 
/
 
2
 
}
,

	Point
{
 WIDTH 
/
 
2
 
-
 
2
,
 HEIGHT 
/
 
2
 
}


}
;

Để vẽ con rắn lên màn hình thì mình chỉ cần di chuyển con trỏ đến vị trí đó (dùng hàm gotoxy) và in ra là được. Hàm gotoxy thì các bạn xem trong code trên Github nha.

void
 
drawSnakePart
(
Point p
)


{

	
gotoxy
(
p
.
x
,
 p
.
y
)
;

	 
	cout 
<<
 BODY
;


}



void
 
drawSnake
(
)


{

	
for
 
(
size_t i 
=
 
0
;
 i 
<
 snake
.
size
(
)
;
 i
++
)

		
drawSnakePart
(
snake[
i
]
)
;


}

Di chuyển

Tất nhiên trong mặt phẳng thì chỉ có 4 hướng di chuyển thôi, mình sẽ quy định các hướng di chuyển đó bằng enum class. Đương nhiên là sẽ có 1 biến toàn cục để biết hướng hiện tại của con rắn.

enum
 
class
 Direction
 
{

	up
,

	right
,

	down
,

	left

}
;


Direction direction 
=
 Direction
::
right
;

Khi con rắn di chuyển, các bạn để ý phần đầu con rắn đi qua đâu thì phần đuôi chắc chắn phải đi theo đó. Ta sẽ quy định phần đầu con rắn là phần tử đầu tiên. Vậy để làm con rắn di chuyển, chúng ta sẽ cập nhật lại các giá trị tọa độ các phần của con rắn.

Cụ thể chúng ta sẽ dịch các phần tử về bên phải (con rắn đang bò theo phần đầu) và chừa chỗ trống cho phần đầu nhận giá trị mới. Giá trị tọa độ mới của phần đầu sẽ tùy theo hướng đang di chuyển.

void
 
move
(
)


{

		snake[
i
] 
=
 snake[
i 
-
 
1
]
;

	
if
 
(
direction 
==
 Direction
::
up
)

		snake[
0
]
.
y 
-=
 
1
;

	
else
 
if
 
(
direction 
==
 Direction
::
down
)

		snake[
0
]
.
y 
+=
 
1
;

	
else
 
if
 
(
direction 
==
 Direction
::
left
)

		snake[
0
]
.
x 
-=
 
1
;

	
else
 
if
 
(
direction 
==
 Direction
::
right
)

		snake[
0
]
.
x 
+=
 
1
;


}

Tiếp theo, như mình đã nói ở đầu bài viết, khi con rắn di chuyển chúng ta sẽ vẽ lại chuyển động của nó. Do đó mình sẽ dùng một vòng lặp, giữa các lần lặp sẽ nhận điều khiển từ bàn phím, di chuyển con rắn và vẽ lại, sau đó chờ (để người dùng có thể nhìn thấy sự di chuyển đó).

Mình sẽ sử dụng các phím A, W, S, D để điều khiển con rắn.

while
 
(
true
)


{

	 
	
if
 
(
_kbhit
(
)
)

	
{

		 
		
char
 ch 
=
 
_getch
(
)
;

		 
		ch 
=
 
tolower
(
ch
)
;

		
if
 
(
ch 
==
 
'a'
)

			direction 
=
 Direction
::
left
;

		
else
 
if
 
(
ch 
==
 
'w'
)

			direction 
=
 Direction
::
up
;

		
else
 
if
 
(
ch 
==
 
's'
)

			direction 
=
 Direction
::
down
;

		
else
 
if
 
(
ch 
==
 
'd'
)

			direction 
=
 Direction
::
right
;

		
else
 
if
 
(
ch 
==
 
'q'
)
  
			
break
;

	
}

	
move
(
)
;

	
drawSnake
(
)
;

	 
	 
	
Sleep
(
REFRESH_RATE
)
;

	 
	
system
(
"cls"
)
;


}

Giờ thì bạn có thể run thử app để xem kết quả. Cái cách cứ vẽ xong lại xóa, rồi lại vẽ lại toàn bộ con rắn này không được tối ưu lắm, chút nữa mình sẽ thực hiện 1 cách khác tối ưu hơn.

Giới hạn khu vực chơi

Tiếp theo chúng ta sẽ giới hạn khu vực chơi bằng cách vẽ ra các bức tường, mình gọi là box (thông cảm vì tiếng anh mình hơi kém ^^). Để vẽ ra các bức tường này thì cũng đơn giản, chỉ cần cho vòng lặp rồi in ra các ký tự thể hiện cho các bức tường thôi, sau đó chúng ta sẽ gọi hàm vẽ này trong vòng lặp lúc nảy để nó vẽ lại box mỗi lần con rắn di chuyển ở mỗi frame.

void
 
drawBox
(
)


{


	 
	
for
 
(
size_t i 
=
 
0
;
 i 
<
 WIDTH
;
 i
++
)

		cout 
<<
 
'='
;

	
gotoxy
(
0
,
 HEIGHT
)
;

	
for
 
(
size_t i 
=
 
0
;
 i 
<
 WIDTH
;
 i
++
)

		cout 
<<
 
'='
;

	
for
 
(
size_t i 
=
 
1
;
 i 
<
 HEIGHT
;
 i
++
)

	
{

		
gotoxy
(
0
,
 i
)
;

	
}

	
for
 
(
size_t i 
=
 
1
;
 i 
<
 HEIGHT
;
 i
++
)

	
{

		
gotoxy
(
WIDTH
,
 i
)
;

	
}


}


 

move
(
)
;


drawBox
(
)
;


drawSnake
(
)
;

Tiếp tục bạn có thể run app để check thử!

Thêm logic cho game

Tiếp theo chúng ta cần xử lý các trường hợp con rắn tự cắn chính nó, đụng vào tường và nó không được quay đầu 180 độ.

Cái dễ làm trước, để tránh việc con rắn quay đầu 180 độ, mình chỉ cần kiểm tra lúc người dùng điều khiển con rắn xem là hướng vừa được chọn có đối với hướng hiện tại không thôi.

if
 
(
ch 
==
 
'a'
 
&&
 direction 
!=
 Direction
::
right
)

	direction 
=
 Direction
::
left
;


else
 
if
 
(
ch 
==
 
'w'
 
&&
 direction 
!=
 Direction
::
down
)

	direction 
=
 Direction
::
up
;


else
 
if
 
(
ch 
==
 
's'
 
&&
 direction 
!=
 Direction
::
up
)

	direction 
=
 Direction
::
down
;


else
 
if
 
(
ch 
==
 
'd'
 
&&
 direction 
!=
 Direction
::
left
)

	direction 
=
 Direction
::
right
;


else
 
if
 
(
ch 
==
 
'q'
)
  
	
break
;

Tiếp theo xem con rắn có đụng tường hay không cũng đơn giản, bạn kiểm tra xem phần đầu của con rắn chính là phần tử đầu tiên, tọa độ của nó có trùng với box không.

bool
 
isHitWall
(
)


{


}

Phần cuối cùng là kiểm tra xem con rắn nó có tự cắn chính mình không, đơn giản chúng ta chỉ cần kiểm tra xem phần đầu nó có bị trùng với phần thân nào không, như vậy là nó đang cắn chính mình.

bool
 
isBiteItself
(
)


{

	Point head 
=
 snake[
0
]
;

	
for
 
(
size_t i 
=
 
1
;
 i 
<
 snake
.
size
(
)
;
 i
++
)

		
if
 
(
head
.
x 
==
 snake[
i
]
.
x 
&&
 head
.
y 
==
 snake[
i
]
.
y
)

			
return
 
true
;

	
return
 
false
;


}

Và cuối cùng, nhớ thêm các logic này vào vòng lặp lúc đầu.

move
(
)
;


if
 
(
isBiteItself
(
)
)

	
break
;


if
 
(
isHitWall
(
)
)

	
break
;


drawSnake
(
)
;

Tương tự như lúc nảy, bạn có thể run app để check thử xem các logic trên đã hoạt động hay chưa.

Tối ưu hiệu năng

Như đã nói lúc nảy, cứ mỗi 1 khung hình lại phải vẽ lại 1 lần cả con rắn và cả box, mình sẽ xử lý chuyện này như sau: mình sẽ tránh việc sử dụng lệnh xóa màn hình để tránh phải vẽ lại toàn bộ, thay vào đó mình sẽ vẽ box chỉ 1 lần, vẽ toàn bộ con rắn 1 lần đầu tiên. Tiếp theo đó, mình sẽ vẽ thêm phần đầu mới cho con rắn và xóa bỏ phần đuôi cũ. Như vậy hiệu năng sẽ được cải thiện đáng kể.

Để làm được việc đó, mình cần 1 biến lưu phần đuôi cũ của con rắn, sau đó cập nhật phần đuôi cũ này trong hàm move. Sau đó mình sẽ viết hàm drawHeadnTail để thực hiện việc vẽ đàu và xóa đuôi cũ đi.

Point prevTail
;



void
 
move
(
)


{

	 
	prevTail 
=
 snake
.
back
(
)
;

	 

}



void
 
drawHeadnTail
(
)


{

	
gotoxy
(
snake[
0
]
.
x
,
 snake[
0
]
.
y
)
;

	cout 
<<
 BODY
;

  
	Point tail 
=
 snake
.
back
(
)
;

	
gotoxy
(
prevTail
.
x
,
 prevTail
.
y
)
;

	cout 
<<
 
' '
;
  

}

Chức năng cuối cùng – Ăn mồi

Như đã nói thì mồi ở đây mình sẽ cho là những quả táo. Mình sẽ tạo ngẫu nhiên những quả táo trong khu vực chơi, khi con rắn ăn được thì nó sẽ dài ra thêm và 1 quả táo khác được tạo ra và cứ thế tiếp tục.

Để tạo quả táo thì cũng đơn giản, mình chỉ cần gán tọa độ x, y của quả táo ngẫu nhiên trong khoảng x thuộc (0; WIDTH) và y thuộc (0; HEIGHT). Hàm sinh quả táo của mình như sau:

Point apple
;



void
 
genApple
(
)


{

	
srand
(
time
(
0
)
)
;

	
int
 x 
=
 
rand
(
)
 
%
 
(
WIDTH 
-
 
1
)
 
+
 
1
;

	
int
 y 
=
 
rand
(
)
 
%
 
(
HEIGHT 
-
 
1
)
 
+
 
1
;

	apple 
=
 
{

		x
,

		y
,

	
}
;

	 
	
gotoxy
(
x
,
 y
)
;

	cout 
<<
 APPLE
;


}

Tiếp theo chúng ta sẽ kiểm tra xem trái táo đã được ăn chưa, chỉ cần kiểm tra xem đầu của con rắn của trùng với quả táo hay không là được.

bool
 
isAteApple
(
)


{

	
return
 snake[
0
]
.
x 
==
 apple
.
x 
&&
 snake[
0
]
.
y 
==
 apple
.
y
;


}

Khi mà đã ăn được mồi thì phải tăng chiều dài của con rắn lên, mình sẽ thực hiện thêm 1 phần tử vào đuôi của con rắn. Phần đuôi này cũng đơn giản không kém, mình chỉ cần thêm lại phần đuôi trước đó vào thôi, mình sẽ code như sau:

void
 
growing
(
)


{

	snake
.
push_back
(
prevTail
)
;


}

Như vậy là chúng ta đã viết xong các hàm cần thiết, giờ thì chúng ta chỉ cần thêm chúng vào vòng lặp của game là xong. Chúng ta sẽ kiểm tra nếu con rắn ăn được mồi thì cần phải tạo quả táo khác và tăng chiều dài con rắn lên. Mình sẽ thêm đoạn code sau:

if
 
(
isAteApple
(
)
)


{

	
growing
(
)
;

	
genApple
(
)
;


}

Đến đây xem như game của mình đã hoàn thành. Việc còn lại chỉ là cho hiện điểm số, các menu start, hiện kết quả sau khi chơi xong… Phần này thì các bạn có thể xem code trong Github nha.

Lời kết

Như vậy là trong bài viết này mình đã hướng dẫn các bạn cách code game Snake đơn giản trên console. Thực tế thì chả ai lại đi làm game trên console cả, nhưng nó lại là lựa chọn hợp lý cho mọi sự bắt đầu của lập trình, trong đó có cả game.

Trong bài này mình viết mọi thứ hết trong một file và không code theo OOP (do mình lười quá “=))”). Các bạn có thể refactor code của mình lại theo OOP cho dễ quản lý, nâng cấp và nhìn professional hơn nha. Trên trang của mình có chuỗi bài viết về OOP, các bạn có thể search trên trang mình nha ^^.

Bài viết gốc được đăng tải tại khiemle.dev