【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）：

1. 子弹（对应图片和图片掩码）

2. 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。

3. 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。

4. 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structsprite{public://绘制画面  每帧执行void(*draw)(structsprite*);//更新数据  每帧执行void(*update)(structsprite*);//坐标intx;inty;//尺寸intwidth;intheight;};

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

1. 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。
2. 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。
3. 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）

#pragmaonce#include<easyx.h>#include"sprite.h"#include<cstdio>//枚举类型 进行1 - 7 形态转化//其中一一对应一张照片typedefenumplaneStatus{normal0,normal1,down0,down1,down2,down3,destroy}planeStatus;//记录从正常到销毁的各个状态的顺序structplane{structspritesuper;IMAGE*imgArrPlane[6];IMAGE*imgArrPlaneMask[6];//记录目前飞机状态enumplaneStatusstatus;//记录英雄生命值intlife;//更新计数器intplaneUpdateCnt;boolwasHit;};voidplaneInit(structplane*h);voidplaneDestroy(structplane*h);voidplaneDraw(structplane*h);voidplaneUpdate(structplane*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"#include<easyx.h>structbackground{structspritesuper;//两张图片的y坐标//因为只需要前后移动 intyA;intyB;IMAGE*imgBackground;};//初始化背景voidbackgroundInit(structbackground*);//销毁背景voidbackgroundDestory(structbackground*);

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<easyx.h>//场景基础对象//提供继承方法structscene{//四类方法//绘制场景中的所有精灵void(*draw)(structscene*);//用于更新场景中的所有精灵void(*update)(structscene*);//获取鼠标 或 键盘消息//进而控制场景中的精灵void(*control)(structscene*,ExMessage*msg);//指示该场景是否结束bool(*isQuit)(structscene*);};

1. 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）。
2. 销毁函数中依次调用各个对象的销毁函数即可。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. isQuit方法检查是否需要退出。

代码

#include<easyx.h>#include<iostream>#include"sprite.h"#include<Windows.h>#include"gameloop.h"#include<conio.h>//精灵对象指针 和 帧率voidgameloop(structscene*s,intfps){//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FLARGE_INTEGER startCount,endCount,F;//  获取频率FQueryPerformanceFrequency(&F);BeginBatchDraw();//检测暂停while(1){//空格暂停boolisPaused =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longlongelapse =(endCount.QuadPart -startCount.QuadPart)/F.QuadPart *1000000;//利用帧率计算每一帧时差while(elapse <1000000/fps){Sleep(1);ExMessage msg;//创建一个信息对象 用来接收鼠标信息boolisOK =peekmessage(&msg,EX_MOUSE);//如果有信息，进行control操作if(isOK ==true){s->control(s,&msg);}QueryPerformanceCounter(&endCount);//  更新时差elapse =(endCount.QuadPart -startCount.QuadPart)*1000000/F.QuadPart;}FlushBatchDraw();timeEndPeriod(1);}else{intcountdown =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, 750FlushBatchDraw();// 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 <=0){isPaused =false;}}}}}

2.5 设计子弹与敌机

子弹设计模块

结构体设计

bullet 结构体继承自 sprite 类，包含以下元素：
IMAGE* imgBullet：子弹的图像。
IMAGE* imgBulletMask：子弹图像的掩码，用于在游戏中处理透明和重叠部分。

初始化

bulletInit 函数负责初始化子弹对象：
设定绘制（draw）和更新（update）方法指向对应的函数。
载入子弹的图像和掩码，准备用于绘制。

绘制与更新

bulletDraw函数控制子弹在屏幕上的绘制，使用子弹的图像和掩码。
bulletUpdate函数每帧调用一次，处理子弹的移动逻辑：
子弹向上移动，移动速度通过常量 bulletSpeed 控制。

资源回收

bulletDestroy函数清理所有动态分配的资源，防止内存泄漏。

关键技术点

1. 图像处理：通过使用掩码图像，子弹的绘制可以适应各种背景，使得子弹与游戏环境的融合更自然。
2. 性能优化：子弹的更新逻辑简单（单一的向上移动），这有助于在屏幕上同时处理大量子弹时保持游戏性能。
3. 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。

代码（只展示头文件）

#include<easyx.h>#include"sprite.h"//子弹对象structbullet{//依旧继承sprite对象//draw update structspritesuper;IMAGE*imgBullet;//子弹图片IMAGE*imgBulletMask;//掩码图片};voidbulletInit(structbullet*);voidbulletDestroy(structbullet*);

敌机设计模块

这里我创建了三种敌机，使用枚举变量分别用0 ， 1 ，2 来表示。每种敌机都有对应的状态枚举变量。我们可以提取出共性来创建一个敌机精灵对象。所有敌机均继承与这个敌机对象。

结构体设计

enemy结构体继承自 sprite 类，包含以下字段：
IMAGE** imgArrEnemy和 IMAGE** imgArrEnemyMask：数组，存储敌机的图像和掩码，用于不同状态下的绘制。
enum enemyType enemyType：敌机种类，定义敌机的基本属性如大小和生命值。
double v：敌机的移动速度。
int life：敌机的生命值。
int enemyDownCnt：敌机爆炸状态的计数器，用于控制爆炸动画的播放速度。
int status：当前敌机的状态，从正常飞行到被击落的不同阶段。
int lastStatusBeforeDestroy：记录销毁前的最后一个状态，用于动画过渡。

初始化

enemyInit函数负责初始化敌机对象：
设置绘制（draw）和更新（update）方法指向对应的函数。
初始化敌机的状态为 enemy_normal。
设置敌机的随机移动速度。
加载敌机状态对应的图像及其掩码。

绘制与更新

enemyDraw函数控制敌机在屏幕上的绘制，使用敌机的当前状态对应的图像和掩码。
enemyUpdate函数每帧调用一次，处理敌机的移动和状态转换：
敌机向下移动，速度由 v 控制(随机值控制)。
当生命值为零时，敌机进入爆炸状态，逐渐播放爆炸动画直到完全摧毁。

交互操作

enemyHited函数处理敌机被子弹击中的情况：
生命值递减。
生命值为零时开始播放爆炸动画。

资源回收

destroy 方法（未提供完整实现）应负责清理动态分配的图像资源，防止内存泄漏。

代码（只展示头文件）

#pragmaonce#include<easyx.h>#include"sprite.h"//该文件为敌机的共性文件//每种代表一种敌机enumenemyType{enemyType0,//小enemyType1,//中enemyType2 //大};//中 小敌机 五张图片//大敌机7张enumenemyStatus{enemy_normal,//正常状态enemy_down0,enemy_down1,enemy_down2,enemy_down3,enemy_down4,enemy_down5,enemy_destroy};structenemy{structspritesuper;//敌机被击中处理void(*hited)(structenemy*);//销毁敌机void(*destroy)(structenemy*);//敌机图片和掩码图片IMAGE**imgArrEnemy;IMAGE**imgArrEnemyMask;//敌机种类enumenemyTypeenemyType;doublev;// 移动速度intlife;//生命值intenemyDownCnt;//爆炸状态计数器intstatus;//敌机状态intlastStatusBeforeDestroy;//销毁前最后一个状态};voidenemyInit(structenemy*e);voidenemyDraw(structenemy*e);

敌机实例化

通过上面的敌机共性，我们就可以绘制产生三种不同的敌机，同过对其中元素的修改就可以完成对应的功能。加载对应图片，绘制到相应位置。然后将敌机的绘制更新方法移动到mainscene的绘制更新中。

我们需要一个vector容器来容纳敌机。

1. 敌机的产生逻辑是：通过随机数来确定产生那一种敌机（可以调整概率来改变敌机出现的种类数量），然后调用对应的初始化化函数，并储 在对应vector容器中

2. 敌机的销毁逻辑是：判断是否出界和判断是否被子弹击中。每次检查直接遍历容器中所有的敌机，移出应该被销毁的敌机并回收对应资源。

2.6 设计击毁与碰撞逻辑

预期情况下，子弹击中敌机，敌机应该被销毁，英雄飞机撞击到敌机，英雄飞机应该被销毁。

为了检查子弹是否击中敌机，我们增添一个bulletEnemyCheck函数。

子弹与敌机碰撞检测

bulletHitEnemyCheck函数遍历所有子弹和敌机，检查每颗子弹是否与敌机的碰撞框发生重叠。
子弹抽象为其头部的一个点进行精确检测。

1. 如果子弹的位置在敌机的矩形区域内，触发敌机的 hited 函数，处理击中逻辑（生命值减少，状态改变）。

2. 如果击中敌机，子弹会被销毁，同时移除子弹列表中的该子弹项，防止重复检测。
   敌机生命值减为零时，触发播放击毁音效。

//检测子弹是否撞击voidbulletHitEnemyCheck(structmainScene*s){//  遍历所有子弹碰撞检测for(inti =0;i <s->vecBullets.size;i++){//  将子弹抽象为头部的一个点structbullet*pBullet =(structbullet*)s->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(intj =0;j <s->vecEnemy.size;j++){structenemy*pEnemy =(structenemy*)s->vecEnemy.get(&s->vecEnemy,j);//  敌机的宽度与高度intwidth,height;width =pEnemy->super.width;height =pEnemy->super.height;//  敌机矩形区域intleft,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 <right &&bulletPoint.y >top &&bulletPoint.y <bottom				){if(pEnemy->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。

boolheroHitEnemyCheck(structmainScene*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(inti =0;i <s->vecEnemy.size;i++){structenemy*pEnemy =(structenemy*)s->vecEnemy.get(&s->vecEnemy,i);intenemyWidth =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.right &&rectHero.right >=rectEnemy.left &&rectHero.top <=rectEnemy.bottom &&rectHero.bottom >=rectEnemy.top){if(s->plane->status ==normal0 ||s->plane->status ==normal1)returntrue;}}returnfalse;}

关键技术点

1. 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。
2. 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。
3. 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：

1. 小敌机 - 10
2. 中敌机 - 20
3. 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charbuff[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

1. 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。
2. 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。
3. 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！！！

下一篇文章见！！！