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【C++】飞机大战项目记录
源代码与图片参考自《你好编程》的飞机大战项目，这里不进行展示。
本项目是仅供学习使用的项目
飞机大战项目记录
- 飞机大战设计报告
- 1 项目框架分析
- 1.1 敌机设计：
- 1.2 玩家飞机控制：
- 1.3 子弹发射：
- 1.4 游戏界面与互动：
- 1.5 游戏逻辑：
- 2 开始打造项目
- 2.1 图片素材准备
- 2.2 设计精灵对象
- 位置坐标：
- 大小宽度：
- draw方法：
- update方法：
- 执行机制：
- 代码
- 2.3 设计英雄飞机
- 结构体设计
- 初始化
- 绘制与更新
- 资源回收
- 关键技术点
- 代码（只展示头文件）
- 2.4 游戏场景设置
- 游戏背景
- 游戏循环函数
- 代码
- 2.5 设计子弹与敌机
- 子弹设计模块
- 结构体设计
- 初始化
- 绘制与更新
- 资源回收
- 关键技术点
- 代码（只展示头文件）
- 敌机设计模块
- 结构体设计
- 初始化
- 绘制与更新
- 交互操作
- 资源回收
- 代码（只展示头文件）
- 敌机实例化
- 2.6 设计击毁与碰撞逻辑
- 子弹与敌机碰撞检测
- 英雄飞机与敌机碰撞检测
- 关键技术点
- 2.7 计分板
- 2.8 游戏菜单
- 结构体设计
- 功能方法
- 交互逻辑
- 关键技术点
- 2.9 音乐设计
- 背景音乐
- 击毁音效
- 结构体设计
- 功能方法
- 关键技术点
- 项目效果展示
- Thanks♪(･ω･)ﾉ谢谢阅读！！！
- 下一篇文章见！！！
飞机大战设计报告
源代码与图片参考自《你好编程》
1 项目框架分析
根据飞机大战的游戏特性，首先可以确定的是游戏的基本玩法和规则。对于本软件项目，游戏的核心机制是使用鼠标控制一架飞机在屏幕上移动，同时飞机会自动发射子弹来击败敌机。我们将通过Easyx来实现该项目！
1.1 敌机设计：
设计三种不同类型的敌机，每种敌机具有不同的生命值和外观。
小型敌机：生命值低，移动速度快，外观较小。
中型敌机：生命值和大小适中，速度适中。
大型敌机：生命值高，移动速度慢，外观较大。
1.2 玩家飞机控制：
使用鼠标控制飞机的上下左右移动，飞机的位置随鼠标位置变化。
飞机在屏幕中任意移动，给与玩家充足飞行体验，提高游戏沉浸感。
1.3 子弹发射：
飞机自动连续射击，子弹直线向上移动。
可以设计不同的子弹类型或升级系统，提高游戏的可玩性和策略性。
1.4 游戏界面与互动：
设计一个直观的用户界面，进入游戏可以见到排行榜与开始游戏。开始游戏后，屏幕显示当前得分、生命值。
敌机被击中或击毁时有相应的动画和音效，增强游戏体验。
1.5 游戏逻辑：
敌机从屏幕顶部随机位置出现，向下移动。
玩家需要避免敌机的攻击，同时尽可能多地击落敌机。
2 开始打造项目
有了大致的游戏设计思路，现在我们可以来逐步实现飞机大战的各个模块。
2.1 图片素材准备
一个好的项目离不开美观的图案，所以这里我准备了一下图片（放在项目代码的路径下）：
-
子弹（对应图片和图片掩码）
-
敌机有三种，都有对应正常飞行状态的图片，以及爆炸销毁的图片组，而且都有对应的掩码，保证图片的边框。
-
英雄飞机正常飞行状态有两种，模拟飞行中喷射火焰前进，以及爆炸销毁的图片组。
-
菜单图片与背景图片
2.2 设计精灵对象
精灵对象是游戏开发中一个常见的概念，通常用于表示屏幕上的各种动态元素。飞机大战项目中，精灵对象可以被用来作为基类，敌机和飞机都会继承这个基类。以下是精灵对象的一些基本特征和功能：
位置坐标：
每个精灵对象都有自己的位置坐标，通常包括x和y坐标，用于确定对象在游戏界面上的位置。
大小宽度：
对象的大小通常由宽度和高度来定义，这决定了精灵在屏幕上的占用空间和碰撞检测的范围。
draw方法：
这个方法负责将精灵绘制到游戏窗口。通常，这包括调用图形库（如Pygame的blit方法）来在正确的位置和尺寸绘制精灵的图像。
update方法：
update方法用于更新精灵的状态。这可能包括移动位置、改变速度、检测碰撞、更新生命值等。这个方法每一帧都会被调用，以保持游戏逻辑的持续运行和响应。
执行机制：
在游戏的主循环中，每一帧都会对所有精灵对象执行draw和update方法。update方法首先运行，以处理逻辑和状态的变更，然后是draw方法，以反映这些更新在屏幕上。
通过继承精灵对象，敌机和玩家的飞机可以复用大量的代码，使得管理游戏中的各种对象更加方便和高效。每个对象都能独立地更新自己的状态并在屏幕上表现出来，而无需每个对象单独编写大量重复的代码。这样的设计也方便了后续的扩展和维护。
代码
//每个精灵对象的脚步//通过继承来实现使用struct sprite {public://绘制画面 每帧执行void (*draw)(struct sprite*);//更新数据 每帧执行void (*update)(struct sprite*);//坐标int x;int y;//尺寸int width;int height;};2.3 设计英雄飞机
结构体设计
plane 结构体继承自 sprite 类，包含以下元素：
IMAGE* imgArrPlane[6]：存储飞机图像。
IMAGE* imgArrPlaneMask[6]：存储飞机图像的掩码，用于在游戏中处理透明和重叠部分。
enum planeStatus status：表示飞机当前的状态（正常飞行，摧毁爆炸等）。
int life：飞机的生命值。
int planeUpdateCnt：更新计数器，用于控制状态更新频率。
bool wasHit：标记飞机是否被击中。
初始化
planeInit 函数负责初始化飞机对象：
设定绘制（draw）和更新（update）方法指向对应的函数。
初始状态设置为 normal0，生命值为预设常量。
初始化飞机的位置坐标。
加载飞机状态对应的图像及其掩码。
绘制与更新
planeDraw 函数控制飞机在屏幕上的绘制，根据当前状态选择对应的图像和掩码。
planeUpdate 函数每帧调用一次，处理飞机的状态转换：
- 如果飞机生命值大于零，交替在正常状态之间切换以模拟飞行动画。
- 如果飞机生命值为零，按序播放被击落动画直至完全摧毁。
资源回收
planeDestroy 函数清理所有动态分配的资源，防止内存泄漏。
关键技术点
- 状态管理：通过枚举管理飞机的不同状态，使得状态转换清晰易管理。
- 动态资源管理：使用动态分配的图像资源，并在对象销毁时释放，确保资源使用的正确性。
- 帧更新控制：通过 planeUpdateCnt 控制状态更新的频率，优化动画表现。
该模块充分展示了面向对象设计的优势，通过继承和多态简化了代码的复杂性，同时提高了代码的可维护性和扩展性。
代码（只展示头文件）
#pragma once#include#include"sprite.h"#include//枚举类型 进行1 - 7 形态转化//其中一一对应一张照片typedef enum planeStatus {normal0,normal1,down0,down1,down2,down3,destroy}planeStatus;//记录从正常到销毁的各个状态的顺序struct plane {struct sprite super;IMAGE* imgArrPlane[6];IMAGE* imgArrPlaneMask[6];//记录目前飞机状态enum planeStatus status;//记录英雄生命值int life;//更新计数器int planeUpdateCnt;bool wasHit;};void planeInit(struct plane* h);void planeDestroy(struct plane* h);void planeDraw(struct plane* h);void planeUpdate(struct plane* h);2.4 游戏场景设置
游戏背景
游戏的背景是一张图片，为了模拟飞行的向前移动，可以将两张图片进行一个拼接，不断移动该合成图片。
每次图片移动一个像素，如果超出范围，那么对图片进行复位
#include"sprite.h"#includestruct background {struct sprite super;//两张图片的y坐标//因为只需要前后移动 int yA;int yB;IMAGE* imgBackground;};//初始化背景void backgroundInit(struct background* );//销毁背景void backgroundDestory(struct background* );游戏循环函数
在这个循环里，我们可以每一帧对需要渲染的对象进行绘制与更新，做到画面的实时更新。其中游戏场景中有许多共性，我们可以提取出来作为一个精灵对象。
#include//场景基础对象//提供继承方法struct scene {//四类方法//绘制场景中的所有精灵void (*draw)(struct scene*);//用于更新场景中的所有精灵void(*update)(struct scene*);//获取鼠标 或 键盘消息//进而控制场景中的精灵void(*control)(struct scene*, ExMessage* msg);//指示该场景是否结束bool(*isQuit)(struct scene*);};- 初始化中我们对英雄飞机，敌机，游戏背景进行初始化（通过各自的初始化函数）。
- 销毁函数中依次调用各个对象的销毁函数即可。
- draw方法中 通过vector中记录的结构体指针来调用每个对象的draw方法，完成绘制任务。
- update方法中通过vector中记录的结构体指针来调用每个对象的update方法，完成更新任务。
- control方法中获取鼠标信息，检测是否移动，然后更新英雄飞机位置。
- isQuit方法检查是否需要退出。
代码
#include #include#include "sprite.h"#include#include"gameloop.h"#include//精灵对象指针 和 帧率void gameloop(struct scene* s, int fps) {//设置精度为1毫秒 画面更流畅timeBeginPeriod(1); //设置 开始时间、结束时间、频率F LARGE_INTEGER startCount, endCount, F; // 获取频率F QueryPerformanceFrequency(&F); BeginBatchDraw(); //检测暂停 while (1) { //空格暂停 bool isPaused = false; if (GetAsyncKeyState(VK_SPACE) & 0x8000) { // 切换暂停状态 isPaused = !isPaused; // 防止连续触发 while (GetAsyncKeyState(VK_SPACE) & 0x8000) { Sleep(10); } } if (!isPaused) { //计算时间 // 开始无限循环，这是游戏循环的核心部分。 //记录当前的性能计数器值到startCount中，这代表了这一帧开始的时间点。 QueryPerformanceCounter(&startCount); //清空画面 cleardevice(); //调用场景对象的draw绘制画面 s->draw(s); //调用场景对象的update方法更新画面 s->update(s); // 每帧会更新状态 //如果失败 ，退出游戏循环 if (s->isQuit(s)) break; //再次调用QueryPerformanceCounter获取当前性能计数器值 //并存入endCount中， QueryPerformanceCounter(&endCount); //设置流逝时间 long long elapse = (endCount.QuadPart - startCount.QuadPart) / F.QuadPart * 1000000; //利用帧率计算每一帧时差 while (elapse control(s, &msg); } QueryPerformanceCounter(&endCount); // 更新时差 elapse = (endCount.QuadPart - startCount.QuadPart) * 1000000 / F.QuadPart; } FlushBatchDraw(); timeEndPeriod(1); } else { int countdown = 5; // 游戏暂停时的逻辑 while (isPaused && countdown > 0) { // 清除屏幕 //cleardevice(); // 绘制倒计时 TCHAR s[20]; setfillcolor(0xAAAAAA); solidrectangle(80, 300, 380, 345); _stprintf_s(s, _T("暂停中... %d s"), countdown); outtextxy(100, 300, s);//422, 750 FlushBatchDraw(); // 等待一秒 Sleep(1000); // 更新倒计时 countdown--; // 如果倒计时结束，自动恢复游戏 if (countdown isPaused = false; } } } }}//依旧继承sprite对象//draw update struct sprite super;IMAGE* imgBullet; //子弹图片IMAGE* imgBulletMask;//掩码图片};void bulletInit(struct bullet*);void bulletDestroy(struct bullet*);enemyType0,//小enemyType1,//中enemyType2 //大};//中 小敌机 五张图片//大敌机7张enum enemyStatus {enemy_normal,//正常状态enemy_down0,enemy_down1,enemy_down2,enemy_down3,enemy_down4,enemy_down5,enemy_destroy};struct enemy {struct sprite super;//敌机被击中处理void (*hited)(struct enemy*);//销毁敌机void (*destroy)(struct enemy*);//敌机图片和掩码图片IMAGE** imgArrEnemy;IMAGE** imgArrEnemyMask;//敌机种类enum enemyType enemyType;double v; // 移动速度int life;//生命值int enemyDownCnt;//爆炸状态计数器int status;//敌机状态int lastStatusBeforeDestroy;//销毁前最后一个状态};void enemyInit(struct enemy* e);void enemyDraw(struct enemy* e);// 遍历所有子弹碰撞检测for (int i = 0; i vecBullets.get(&s->vecBullets, i);POINT bulletPoint;bulletPoint.x = pBullet->super.x + 6 / 2 ;//头部中心点bulletPoint.y = pBullet->super.y;// 检查每一颗子弹是否碰撞到任意敌机for (int j = 0; j vecEnemy.size; j++){struct enemy* pEnemy = (struct enemy*)s->vecEnemy.get(&s->vecEnemy, j);// 敌机的宽度与高度int width, height;width = pEnemy->super.width;height = pEnemy->super.height;// 敌机矩形区域int left, top, right, bottom;left = pEnemy->super.x;top = pEnemy->super.y;right = left + width;bottom = top + height;// 检查子弹是否在敌机矩形区域内if (bulletPoint.x > left && bulletPoint.x top && bulletPoint.y life != 0){// 子弹撞击到敌机后，销毁子弹bulletDestroy(pBullet);free(pBullet);s->vecBullets.remove(&s->vecBullets, i);i--;// 敌机击中pEnemy->hited(pEnemy);//播放击毁音效if (pEnemy->life == 0){s->enemyDownSoundMgr.play(&s->enemyDownSoundMgr);}break;}}}}}英雄飞机与敌机碰撞检测
heroHitEnemyCheck 函数检查主角飞机与每个敌机是否发生重叠。
使用飞机和敌机的矩形碰撞框进行碰撞检测。只有当飞机处于正常飞行状态时，才进行碰撞检测。
如果检测到重叠，返回真值表示飞机受到攻击。
bool heroHitEnemyCheck(struct mainScene* s){// plane矩形区域(比飞机实际区域较小)RECT rectHero;rectHero.left = s->plane->super.x + 16;rectHero.top = s->plane->super.y + 10;rectHero.right = s->plane->super.x + 16 * 3;rectHero.bottom = s->plane->super.y + 62;for (int i = 0; i vecEnemy.size; i++){struct enemy* pEnemy = (struct enemy*)s->vecEnemy.get(&s->vecEnemy, i);int enemyWidth = 0, enemyHeight = 0;if (pEnemy->status != enemy_normal)continue;// 敌机矩形区域RECT rectEnemy;rectEnemy.left = pEnemy->super.x;rectEnemy.top = pEnemy->super.y;rectEnemy.right = pEnemy->super.x + pEnemy->super.width;rectEnemy.bottom = pEnemy->super.y + pEnemy->super.height;// 两区域是否重叠if (rectHero.left = rectEnemy.left &&rectHero.top = rectEnemy.top){if (s->plane->status == normal0 || s->plane->status == normal1)return true;}}return false;}关键技术点
- 碰撞准确性：通过精确定义子弹的头部位置和飞机与敌机的具体矩形区域，提高碰撞检测的准确性。
- 资源管理：在检测到碰撞时，及时销毁子弹并从列表中移除，优化内存使用和计算性能。
- 游戏互动性增强：碰撞检测是增强游戏互动性的关键组成部分，使得游戏过程充满挑战性和反应需求。
2.7 计分板
计分的环节很简单：
- 小敌机 - 10
- 中敌机 - 20
- 大敌机 - 50
击毁敌机后 进行一个分数的叠加（mainscene中有对应mark变量来记录分数）即可
计分版的绘制也要加入到mainscene中的绘制里，每帧都进行更新。
//打印分数char buff[30];sprintf(buff, "得分:%d 生命值：%d", s->mark,s->plane->life );outtextxy(0, 0, buff);
2.8 游戏菜单
结构体设计
menuScene 结构体继承自 scene 类，增加了特定的功能和属性来处理菜单操作：
IMAGE* bk：背景图片。
RECT rectStartGame, rectEndGame：开始游戏和结束游戏按钮的矩形区域。
bool isStartGameHover, isEndGameHover：标记鼠标是否悬停在对应的按钮上。
bool isQuit：标记是否退出菜单场景。
功能方法
menuSceneInit：初始化菜单场景，设置按钮的位置和大小，加载背景图像。
menuSceneDraw：绘制菜单背景和按钮。根据鼠标是否悬停在按钮上改变按钮文字颜色。
menuSceneUpdate：一个空函数，因为菜单界面可能不需要在每帧都更新数据。
menuSceneControl：处理菜单的交互逻辑，包括鼠标移动和点击事件：
如果鼠标悬停或离开按钮区域，更新悬停状态。
点击开始游戏按钮时，设置退出标志。
点击排行榜按钮时，读取并显示排行榜信息(打印到控制台)。
menuSceneIsQuit：返回是否退出菜单的状态。
交互逻辑
根据用户的输入（鼠标移动和点击），更新界面显示和状态。这包括悬停效果和响应按钮点击。
关键技术点
事件驱动：菜单的交互完全基于事件，如鼠标移动和点击，允许响应式更新。
图形用户界面(GUI)管理：使用矩形框来管理按钮的位置和大小，易于调整和管理。
资源管理：加载并显示图像，以及在适当时机销毁资源，防止内存泄漏。
2.9 音乐设计
背景音乐
音乐设计是比较简单的，我们在mainscene调用音乐文件即可：
//敌机音乐初始化soundManagerInit(&s->enemyDownSoundMgr, "sounds/enemy_down.wma");mciSendString("open sounds/background.mp3", NULL, 0, NULL);mciSendString("play sounds/background.mp3 repeat", NULL, 0, NULL);退出后要在mainSceneDestroy关闭音乐文件
// 停止背景音乐mciSendString("close sounds/background.wma", NULL, 0, NULL);// 停止英雄爆炸音乐mciSendString("close sounds/hero_down.wma", NULL, 0, NULL);// 停止敌机爆炸音效soundManagerDestroy(&s->enemyDownSoundMgr);击毁音效
检测到碰撞就进行播放，每个击毁声音j结构体使用vector容器进行储存，使其可以同步播放。
结构体设计
soundManager 结构体包括以下主要成员：
vector vecSoundAlias：存储音频别名的向量，用于跟踪和管理多个音频实例。
char soundPath[100]：存储音频文件的路径。
函数指针 play 和 close：分别用于播放音频和关闭音频。
功能方法
soundPlay：启动音频播放。使用 mciSendString 函数根据音频路径和动态生成的别名来打开和播放音频。
soundClose：根据指定的时间间隔检查并关闭已完成播放的音频实例。这通过比较当前时间和音频开始播放的时间来决定是否关闭音频。
soundManagerInit：初始化音频管理器，设置路径和函数指针，并初始化音频别名向量。
soundManagerDestroy：销毁音频管理器，关闭所有音频实例并释放资源。
关键技术点
- 动态资源管理：通过动态分配的别名来管理音频资源，确保每个音频实例都可以独立控制和释放。
- 时间驱动的资源释放：使用系统的当前时间来判断音频是否播放完毕，并根据结果关闭音频实例，有效管理内存和系统资源。
- 复杂的音频处理：允许同时处理多个音频播放，提高游戏的多任务处理能力和用户体验。
项目效果展示
通过上面的设计，我们实现来看飞机大战的主要功能
Thanks♪(･ω･)ﾉ谢谢阅读！！！
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