Как выглядит программа игры

Место действия игры — «вселенная» — размеченная на клетки ограниченная плоскость. Каждая клетка на этой плоскости может быть «живой» или «мертвой» (пустой). У клетки есть 8 соседей — окружающие ее клетки.

Правила игры

Первое поколение — это положение игровых клеток в начале игры. Будем заполнять его случайным образом. Каждое новое поколение рассчитывается на основе предыдущего по таким правилам:

• В пустой клетке, рядом с которой ровно три живые клетки, зарождается жизнь.
• Если у живой клетки есть две или три живые соседки, то эта клетки продолжает жить. Иначе, клетка умирает (от «одиночества» или «перенаселенности»).

Игра прекращается, если на поле не останется ни одной живой клетки или при очередном шаге ни одна клетка не меняет своего состояния (складывается стабильная конфигурация).

Игровое поле

Игровое поле будет храниться в двумерном массиве побитовых структур. Количество строк которого — высота поля, а столбцов — его ширина.

Как делают игры | Все этапы создания игр — подробно

; /* Ширина игрового поля */ #define __WORLD_HEIGHT__ 10 /* Высота игрового поля */ #define __WORLD_WIDTH__ 10 // Игровое поле размером 10×10 клеток point world[__WORLD_WIDTH__][__WORLD_HEIGHT__];

Первое поколение игры будет генерироваться случайным образом. Для этого воспользуемся библиотекой из C++ 11.

/* * Инициализация первого поколения игры псевдослучайными значениями */ void init_world(point world[][__WORLD_HEIGHT__]) < std::random_device rd; std::mt19937 gen(rd()); std::uniform_int_distribution<>dis(1, 10000); unsigned int i, j; for (i = 0; i < __WORLD_WIDTH__; i++) < for (j = 0; j < __WORLD_HEIGHT__; j++) < unsigned int num = dis(gen); if (num % 2 == 0) < world[i][j].is_live = 1; >else < world[i][j].is_live = 0; >> > >

После формирования первого поколения начнется игровой цикл, который завершится, когда все клетки умрут, либо будет найдена оптимальная конфигурация (одинаковое состояние клеток на текущем и предыдущем шаге).

Клетки-соседи

Подсчетом количества живых клеток будет заниматься функция get_live_count .

> > return count; >

Для каждого шага цикла нужно сгенерировать новое поколение, в соответствии с правилами игры. Напишем функцию, которая будет определять координаты соседей клетки.

nb[k][0] = i; nb[k][1] = j; k++; > > >

Функция read_point_neighbors принимает указатель на двумерный массив (для записи результата) и координаты x , y точки, для которой ищем соседей.

Необходимо знать количество живых соседей клетки. Для этого напишем функцию get_live_neighbors .

if (_x >= __WORLD_WIDTH__ || _y >= __WORLD_HEIGHT__) < continue; >if (world[_x][_y].is_live == 1) < count++; >> return count; >

Функция принимает ссылку на массив игрового поля и координаты x, y клетки.

Смена поколения

Теперь мы можем быстро получить все данные, нужные для того, чтобы построить следующее поколение клеток. Напишем функцию next_generation для формирование нового поколения:

> else < if (live_nb < 2 || live_nb >3) < world[i][j].is_live = 0; >> > > >

Еще одно условие для завершения игры — когда у двух поколений, идущих друг за другом, идентичное состояние клеток. Для сравнения двух поколений создадим две функции — copy_world и cmp_world . Первая будет копировать состояние игрового поля во временный массив перед генерацией следующего поколения. Вторая будет сравнивать расположение клеток на двух игровых полях.

> > /* * Сравнение игровых миров текущего и предыдущего поколения */ int cmp_world(point w1[][__WORLD_HEIGHT__], point w2[][__WORLD_HEIGHT__]) < unsigned int i, j; for (i = 0; i < __WORLD_WIDTH__; i++) < for (j = 0; j < __WORLD_HEIGHT__; j++) < if (w1[i][j].is_live != w2[i][j].is_live) < return -1; >> > return 0; >

Функция print_world будет выводить на экран состояние игрового поля для каждого нового поколения.

else < cout cout cout >

Игровой цикл

Определим функцию main , которая будет запускать игровой процесс.

if (live_points == 0) < cout msleep(1000); > while (live_points != 0 !is_optimal); return 0; >

Компиляция

Для компиляции проекта нужна поддержка C++ 11. В GCC 4.7 такая поддержка включается так:

Для включения поддержки C++ 11 в Dev C++, зайдите в меню «Tools → Compiler Options → (выберите ваш компилятор) → Settings → Code Generation». Установите значение опции «Language standard» на C++11.

В Visual Studio 2010 есть частичная поддержка C++ 11. По крайней мере, должен быть.

Пример работы игры размером 20 × 20 клеток:

Внимательный читатель мог заметить, что в правилах игры присутствует «периодическая конфигурация» — когда текущее состояние игры повторяет любое предыдущее состояние на всех шагах.

В этом примере мы не стали писать такой функционал, потому что при большом количестве итераций может понадобиться много места для хранения истории. Но при желании, вы можете реализовать эту фишку и поделиться ей с другими читателями в комментариях.

Источник: code-live.ru

Теория игр. Программное решение

Чем пингвин-киборг круче пингвина-мужчины? Вторые имеют неограниченное количество камней и придумывают разнообразные азартные игры с ними. А пингвины-киборги довольно умны, чтобы не играть в азартные игры на свои драгоценные камни, и настолько самодостаточны, что играют только с собой.

Идея решения

В статье «Теория игр» мы подробно рассмотрели, как не проигрывать в играх с камнями или заранее знать, что проиграем. Если вы ещё не знакомы с этой темой, советуем сначала заглянуть в ту статью, а потом вернуться сюда.

Итак, мы мега-мозги в теории игр и полны решимости применять узнанное на практике. Пора заставить программу выполнить за нас всю работу.

Неплохо было бы и программе дать знать, как найти и проверить выигрышные и проигрышные позиции. Здесь нам пригодятся функции из статьи «Функция и рекурсия».

1. Одна функция будет проверять позиции на выигрыш за один ход.
2. Другая будет проверять проигрышные позиции за один ход. Из них будут ходы в выигрышные, что мы определим с помощью первой функции.
3. Третья сможет проверить более сложные выигрышные позиции. Они приведут в проигрышные, что мы определим с помощью второй функции.

Идея последовательного решения поможет нам выстроить любую логику и найти любую позицию. Самое приятное: считать все это придется не нам, а программе.

Реализация решения

Для решения задачи нужно придумать саму задачу. Пусть условие будет такое:

1. Играют два пингвина — Петр и Виссарион. Петр ходит первым.
2. Перед ними лежит одна куча камней. На своем ходу игрок можетдобавить в кучу 3 камняилиувеличить количество камней в куче в 4 раза.
   Например, если в куче находится 10 камней, игрок может увеличить это значение до 13 или до 40.
3. Игра продолжается до тех пор, пока в куче не окажется 203 камня или больше.
4. Выигрывает тот, кто сделает последний ход.

В начале игры в куче лежало Х камней (1

Проверка выигрыша за 1 ход

Из каких позиций Петр выиграет первым ходом?

Позиция, выигрышная за 1 ход, — та, из которой есть хотя бы один такой ход, который даст нам выигрышное значение.

Проверяем возможные ходы. Хотя бы один из них должен дать выигрышное значение — 203 и больше. Когда нужен “хотя бы один” — используем or.

Важно сформулировать задачу для программы как можно четче. Например, в дальнейшем функции может попасться на проверку значение, большее или равное 203. Нет необходимости рассматривать эту позицию, так как это уже выигрышное значение, выигрывать дальше из него нет никакого смысла. Учтем в условии: ранее достигнутое выигрышное значение не будет выигрышной позицией.

Итак, вид функции будет следующим:

def win1(X): return (X < 203 and (X + 3 >= 203 or X * 4 >= 203))

Найдем с ее помощью все позиции, выигрышные за 1 ход. Используем цикл for и переберем диапазон значений Х. Найдя подходящее, занесем его в отдельный массив. Тогда мы сразу получим все подходящие значения и без проблем узнаем любую информацию о них: количество, минимальное или максимальное значение и так далее.

def win1(X): return (X < 203 and (X + 3 >= 203 or X * 4 >= 203)) ans = [] for i in range(1, 203): if win1(i): ans.append(i) print(len(ans)) _____________________________________________________________________ Вывод: 152

Проверка проигрыша за 1 ход

Из каких позиций у Пети нет никаких шансов обыграть Виссариона?

Позиция, проигрышная за 1 ход, — та, любой ход из которой ведет в выигрышную позицию, так выигрыш передается сопернику.

Проверка будет иметь несколько отличий:

1. Выигрышную позицию проверим с помощью уже написанной функции win1 — будет ли новая позиция после нашего хода выигрышной.
2. Так как каждый ход должен вести в выигрышную позицию, будем использовать and.
3. Дополнительная проверка — из текущей позиции нельзя выиграть. Если из текущей позиции можно и выиграть, и проиграть — зачем проигрывать? Шансы на победу нас сейчас не интересуют.

Функция будет иметь следующий вид:

def loss1(X): return ((not win1(X)) and win1(X + 3) and win1(X * 4))

Поиск подходящих значений будет происходить так же, как и в предыдущей задаче — перебором подходящих значений и их сохранением в массив:

def win1(X): return (X < 203 and (X + 3 >= 203 or X * 4 >= 203)) def loss1(X): return ((not win1(X)) and win1(X + 3) and win1(X * 4)) ans = [] for i in range(1, 203): if loss1(i): ans.append(i) print(ans) _____________________________________________________________________ Вывод: [48, 49, 50]

Проверка выигрыша за 2 хода

Рассмотрим особую позицию.

При каких условиях Петр однозначно обыграет Виссариона, но не с первого своего хода, а только со второго?

Хотя бы один ход из такой позиции должен передать проигрыш нашему сопернику.

Как будем действовать?

1. “Хотя бы один ход” — используем or.
2. Для проверки используем уже написанную функцию loss1 — будет ли позиция после нашего хода проигрышной.
3. Дополнительная проверка по условию задачи — из текущей позиции нельзя выиграть за 1 ход.

Вид самой функции:

def win2(X): return ((not win1(X)) and (loss1(X + 3) or loss1(X * 4)))

Поиск подходящих значений с ее помощью:

def win1(X): return (X < 203 and (X + 3 >= 203 or X * 4 >= 203)) def loss1(X): return ((not win1(X)) and win1(X + 3) and win1(X * 4)) def win2(X): return ((not win1(X)) and (loss1(X + 3) or loss1(X * 4))) ans = [] for i in range(1, 203): if win2(i): ans.append(i) print(ans) _____________________________________________________________________ Вывод: [12, 45, 46, 47]

Изучение теории игр — это замечательная возможность забрать по баллу за три задачи на ЕГЭ, с помощью практически одной и той же программы. Это номера 19, 20 и 21.

К тому же теория игр — важный аспект не только программирования, но и математики в целом. С позиций теории игр можно оценивать как законы спроса и предложения для экономических моделей, так и поведение людей с точки зрения психологии. Что общего между рекламными акциями двух крупных компаний (например, Nike и Adidas) и гонкой вооружений во время Холодной войны? И то и другое описывается концептами теории игр, на основе которых можно делать предсказания о поведении участников каждой из ситуаций. И подобные применения теории игр можно встретить в различных науках.

Фактчек

• Написание функций для проверки позицийна выигрышную/проигрышную — идеальный вариант, так как так мы сможем использовать их повторно в последующих проверках.
• Если проверяем позицию на выигрышную за два хода, нужно получить хотя бы одну проигрышную позицию. В проверке ходов используется or.
• Если проверяем позицию на проигрышную, нужно, чтобы каждая из позиций после хода игрока была выигрышной. В проверке используем and.
• Нельзя забывать про дополнительные условия — какие позиции не должны рассматриваться, какими позиции не должны быть.

Проверь себя

Условие задачи:

1. Играют два пингвина — Петр и Виссарион. Петр будет ходить первым.
2. Перед ними лежит одна куча камней. На своем ходу игрок может добавить в кучу 8 камней или увеличить количество камней в куче в 3 раза. Например, если в куче находится 10 камней, игрок может увеличить это значение до 18 или до 30.
3. Игра продолжается до тех пор, пока в куче не окажется 145 камней или больше. Выигрывает тот, кто сделает последний ход.
4. В начальный момент в куче лежит Х камней (1

Задание 1.
Сколько существует значений Х таких, что Петр выиграет первым же своим ходом?

Задание 2.
Выберите минимальное значение Х такое, что при игре из него Виссарион выиграет первым своим ходом вне зависимости от игры Петра.

Задание 3.
Выберите максимальное значение Х такое, что Петр сможет выиграть Виссариона при любой его игре на своем втором ходу, но не сможет выиграть первым своим ходом.

1. Таких значений не существует
2. 14
3. 15
4. 40

Ответ: 1. — 1; 2. — 2; 3. — 4.

Источник: umschool.net

Как написать игру на Qt — Урок 1. Управление объектом

Примечание. В данном проекте используется WinAPI, поэтому проект применим для использования в операционной системе Windows, а для Linux и MacOS применим лишь алгоритм, который используется в данном уроке. Поэтому если Вы желаете написать игру под эти ОС, то необходимо будет использовать библиотеки этих ОС для асинхронной обработки нажатия клавиш.

Структура проекта

• Triangle.pro — профайл проекта, создается по умолчанию и в данном проекте не требует корректироваки;
• main.cpp — файл, с которого стартует приложение, в данном файле вызывается widget, в котором будет располагаться графическая сцена с треугольником, которым мы будем управлять;
• widget.h — заголовочный файл, вызываемого виджета с графической сценой;
• widget.cpp — файл исходных кодов виджета;
• triangle.h — заголовочный файл класса Треугольника , который наследован от QGraphicsItem;
• triangle.cpp — файл исходных кодов класса Треугольник.

mainwindow.ui

В дизайнере интерфейсов просто закидываем QGraphicsView в виджет. Больше ничего не требуется.

widget.h

В данном файле всего лишь объявляем графическую сцену, объект треугольника, которым будем управлять, а также таймер, по отсчетам которого будет производиться проверка состояния клавиш клавиатуры, которыми мы будем управлять треугольником на графической сцене.

#ifndef WIDGET_H #define WIDGET_H #include #include #include #include #include namespace Ui < class Widget; >class Widget : public QWidget < Q_OBJECT public: explicit Widget(QWidget *parent = 0); ~Widget(); private: Ui::Widget *ui; QGraphicsScene *scene; /// Объявляем графическую сцену Triangle *triangle; /// и треугольник QTimer *timer; /* Объявляем игровой таймер, благодаря которому * будет производиться изменения положения объекта на сцене * При воздействии на него клавишами клавиатуры * */ >; #endif // WIDGET_H

widget.cpp

В данном файле производится инициализация графической сцены и её размеров, также в графической сцене отрисовываются границы поля, где будет перемещаться треугольник. Но ключевым моментом является инициализация таймера, по обработке сигнала от которого будет производится изменения состояния графической сцены, а также будут изменяться координаты расположения треугольника, при отслеживании состояния клавиш клавиатуры.

#include «widget.h» #include «ui_widget.h» Widget::Widget(QWidget *parent) : QWidget(parent), ui(new Ui::Widget) < ui->setupUi(this); this->resize(600,600); /// Задаем размеры виджета, то есть окна this->setFixedSize(600,600); /// Фиксируем размеры виджета scene = new QGraphicsScene(); /// Инициализируем графическую сцену triangle = new Triangle(); /// Инициализируем треугольник ui->graphicsView->setScene(scene); /// Устанавливаем графическую сцену в graphicsView ui->graphicsView->setRenderHint(QPainter::Antialiasing); /// Устанавливаем сглаживание ui->graphicsView->setVerticalScrollBarPolicy(Qt::ScrollBarAlwaysOff); /// Отключаем скроллбар по вертикали ui->graphicsView->setHorizontalScrollBarPolicy(Qt::ScrollBarAlwaysOff); /// Отключаем скроллбар по горизонтали scene->setSceneRect(-250,-250,500,500); /// Устанавливаем область графической сцены scene->addLine(-250,0,250,0,QPen(Qt::black)); /// Добавляем горизонтальную линию через центр scene->addLine(0,-250,0,250,QPen(Qt::black)); /// Добавляем вертикальную линию через центр /* Дополнительно нарисуем органичение территории в графической сцене */ scene->addLine(-250,-250, 250,-250, QPen(Qt::black)); scene->addLine(-250, 250, 250, 250, QPen(Qt::black)); scene->addLine(-250,-250,-250, 250, QPen(Qt::black)); scene->addLine( 250,-250, 250, 250, QPen(Qt::black)); scene->addItem(triangle); /// Добавляем на сцену треугольник triangle->setPos(0,0); /// Устанавливаем треугольник в центр сцены /* Инициализируем таймер и вызываем слот обработки сигнала таймера * у Треугольника 20 раз в секунду. * Управляя скоростью отсчётов, соответственно управляем скоростью * изменения состояния графической сцены * */ timer = new QTimer(); connect(timer, Triangle::slotGameTimer); timer->start(1000 / 50); > Widget::~Widget()

triangle.h

А вот теперь приступаем к программному коду, который отвечает за графический объект, которым мы будем управлять. Класс наследуется от QObject для работы с сигналами и слотами , а также от QGraphicsItem.

Именно в этом файле подключается заголовочный файл windows.h для работы с функционалом

#ifndef TRIANGLE_H #define TRIANGLE_H #include #include #include #include /* Подключаем библиотеку, отвечающую за использование WinAPI * Данная библиотека необходима для асинхронной проверки состояния клавиш * */ #include class Triangle : public QObject, public QGraphicsItem < Q_OBJECT public: explicit Triangle(QObject *parent = 0); ~Triangle(); signals: public slots: void slotGameTimer(); // Слот, который отвечает за обработку перемещения треугольника protected: QRectF boundingRect() const; void paint(QPainter *painter, const QStyleOptionGraphicsItem *option, QWidget *widget); private: qreal angle; // Угол поворота графического объекта >; #endif // TRIANGLE_H

triangle.cpp

Отрисовка треугольника взята из предыдущего урока по позиционированию графических элементов в графической сцене, а вот перерисовка в слоте, который будет обрабатывать сигнал от таймера, а также инициализация первичного поворота объекта уже является новым куском кода.

Поворот объекта задается в градусах переменной angle и устанавливается функцией setRotation() , которая была унаследована от QGraphicsItem . Также для отслеживания состояния кнопок клавиатуры используется функция из WinAPI, а именно GetAsyncKeyState(), которая по коду кнопки определяет состояние этой самой кнопки. При каждом сигнале от объекта класса QTimer происходит проверка нажатых клавиш и в зависимости от их состояния изменяется положение треугольника.

#include «triangle.h» Triangle::Triangle(QObject *parent) : QObject(parent), QGraphicsItem() < angle = 0; // Задаём угол поворота графического объекта setRotation(angle); // Устанавилваем угол поворота графического объекта >Triangle::~Triangle() < >QRectF Triangle::boundingRect() const < return QRectF(-25,-40,50,80); /// Ограничиваем область, в которой лежит треугольник >void Triangle::paint(QPainter *painter, const QStyleOptionGraphicsItem *option, QWidget *widget) < QPolygon polygon; /// Используем класс полигона, чтобы отрисовать треугольник /// Помещаем координаты точек в полигональную модель polygon setBrush(Qt::red); /// Устанавливаем кисть, которой будем отрисовывать объект painter->drawPolygon(polygon); /// Рисуем треугольник по полигональной модели Q_UNUSED(option); Q_UNUSED(widget); > void Triangle::slotGameTimer() < /* Поочерёдно выполняем проверку на нажатие клавиш * с помощью функции асинхронного получения состояния клавиш, * которая предоставляется WinAPI * */ if(GetAsyncKeyState(VK_LEFT))< angle -= 10; // Задаём поворот на 10 градусов влево setRotation(angle); // Поворачиваем объект >if(GetAsyncKeyState(VK_RIGHT)) < angle += 10; // Задаём поворот на 10 градусов вправо setRotation(angle); // Поворачиваем объект >if(GetAsyncKeyState(VK_UP)) < setPos(mapToParent(0, -5)); /* Продвигаем объект на 5 пискселей вперёд * перетранслировав их в координатную систему * графической сцены * */ >if(GetAsyncKeyState(VK_DOWN)) < setPos(mapToParent(0, 5)); /* Продвигаем объект на 5 пискселей назад * перетранслировав их в координатную систему * графической сцены * */ >/* Проверка выхода за границы поля * Если объект выходит за заданные границы, то возвращаем его назад * */ if(this->x() — 10 < -250)< this->setX(-240); // слева > if(this->x() + 10 > 250)< this->setX(240); // справа > if(this->y() — 10 < -250)< this->setY(-240); // сверху > if(this->y() + 10 > 250)< this->setY(240); // снизу > >

Примечание

Для того, чтобы проект скомпилировался с комплектом сборки MSVC, добавьте в pro файл проекта следующие строки:

win32-msvc*

Итог

В результате проделанной работы мы сделали первые шаги к тому, чтобы написать игру. А именно научились управлять объектом, то есть нашим героем-треугольником, с которым мы также поработаем в будущих уроках по написанию первой нашей игры.

В видеоуроке даны дополнительные комментарии и объяснения к проекту, а также продемонстрирована работа приложения.

Полный список статей данного цикла:

• Урок 1. Как написать игру на Qt. Управление объектом
• Урок 2. Как написать игру на Qt. Анимация героя игры (2D)
• Урок 3. Как написать игру на Qt. Взаимодействие с другими объектами
• Урок 4. Как написать игру на Qt. Враг — смысл в выживании
• Урок 5. Как написать игру на Qt. Добавляем звук с QMediaPlayer

Видеоурок

Рекомендуем хостинг TIMEWEB

Стабильный хостинг, на котором располагается социальная сеть EVILEG. Для проектов на Django рекомендуем VDS хостинг.

Рекомендуемые статьи по этой тематике

• Qt/C++ — Урок 086. Использование QSequentialAnimationGroup и QPropertyAnimation для передвигаемой кнопки
• Как написать игру на Qt — Урок 5. Добавляем звук с QMediaPlayer
• Как написать игру на Qt — Урок 4. Враг — смысл в выживании
• Как написать игру на Qt — Урок 3. Взаимодействие с другими объектами
• Как написать игру на Qt — Урок 2. Анимация героя игры (2D)

По статье задано2 вопрос(ов)

Подписка на обсуждение 8
Подписка на раздел 336

Вам это нравится? Поделитесь в социальных сетях!

Источник: evileg.com