賈莉

引言

我在剛開始學習C語言的時候只有一個目的，就是給51單片機機器人編寫程序。每學習一個抽象的知識點，就可以通過機器人的動作，形象地表現(xiàn)出來，每完成一段程序會很有成就感。這種學習方式有兩個好處，即可以加深理解和正向激勵。后期，我接觸到java和C++之類的語言，感覺奮斗了半天，只是在屏幕上出現(xiàn)了“Hello world！”，或者控制臺出現(xiàn)了“0110”之類的數(shù)字，瞬間積極性被打消很多。人們更容易理解形象直觀的東西，通過一些實驗發(fā)現(xiàn)，做一些小游戲或者網(wǎng)頁動畫，更容易讓初學者喜歡上編程。

現(xiàn)在市面流行的青少年代碼編程語言，有Python，JavaScript，HTML等可以做小游戲的語言（小學段），還有C++語言，學習它是用來參加信息學奧林匹克競賽的（初高中段）。細看學習內(nèi)容，兩個年齡段銜接是有縫隙的。Python雖然熱度高，但學習的知識點無外乎“變量”“if else”“for while”之類的基礎知識。如果直接用C++語言來制作小游戲，用這種方式學習能達到相同的效果。而且在以后，可以直接銜接到高級別的比賽如“信息學奧賽”等。因此，我制作了一個“飛機大戰(zhàn)”的小游戲，拆分以后即可用于課堂教學。

研究目的

利用“飛機大戰(zhàn)”小游戲，探究在小學階段C++語言的學習方式。

實驗環(huán)境

環(huán)境：Visual Studio-2019，Easy_X圖形庫，C++語言。

當初計劃使用Turbo C來編寫這個程序，但通過實踐環(huán)節(jié)驗證，這個環(huán)境太老了，復制粘貼都不太方便。最后選擇了安裝VS2019集成開發(fā)環(huán)境，這個軟件兼容很多語言，對非企業(yè)版本用戶是免費的，非常方便使用。

然后下載安裝easyX圖形庫插件，借助VS2019優(yōu)秀的編輯和調(diào)試環(huán)境，再用easyX避開了注冊窗口等非常復雜的操作，這樣就能輕松繪制出圖片或者圖形。這對于初學者來說，是非常容易接受的。

實驗內(nèi)容及實驗原理

1.需求分析（如圖1）

2.流程設計（如下頁圖2）

3.詳細設計

（1）繪制背景

背景圖比較好做，把找到的背景圖片直接放到窗口坐標（0，0）的位置。窗口的大小與背景圖大小一致。

解決背景不能動的問題：

這樣背景的是不能動的，為了模擬飛機和背景的“相對移動”，可以讓背景向上移動。在這里我們需要兩個背景圖，當?shù)谝粡埍尘皥D移動步數(shù)超過本身的長度像素數(shù)值時，就恢復（0，0）從頭開始。第二張背景圖一直跟在第一張背景圖的下面，這樣循環(huán)起來，就能實現(xiàn)動態(tài)的背景。

（2）繪制飛機

先從網(wǎng)上找一些飛機的圖片素材，再使用ps軟件，把圖片處理成透明圖，起名叫hero.png，導入到窗體。直接把飛機的透明圖hero.png放到背景上，會有黑色的邊緣。如何處理這種情況呢？需要制作一張掩碼圖。另外，利用三元光柵操作，可以制作出沒有黑邊的飛機。

（3）按鍵控制

點擊鍵盤的上下左右按鍵，來控制英雄飛機的移動。飛機的移動即坐標的加減，增減量的多少，就是飛機的速度。

首先聲明一個名字叫key的子函數(shù)。

子函數(shù)內(nèi)容是：①先判斷“鍵盤按鍵”是否被按下，當_kbhit（）等于1的時候，鍵盤被按了。②如果鍵盤被按下，就把_getch（）獲取的按鍵值賦予變量mo儲存起來。③else否則，也就是鍵盤沒有被按下的時候，mo一直賦值為0。這段程序，就完成了檢測按鍵值的任務。

下面就可以根據(jù)mo的值的不同來完成不同的動作：當按下“向上”按鍵的時候，mo的值為72;當按下“向下”按鍵的時候，mo的值為80;當按下“向左”按鍵的時候，mo的值為75;當按下“向右”按鍵的時候，mo的值為77。

用switch語句來判斷mo的值：如果mo等于72，也就是按了“向上”按鍵，我方飛機（英雄機）的y坐標減少10;如果mo等于80，也就是按了“向下”按鍵，我方飛機（英雄機）的y坐標增加10;如果mo等于75，也就是按了“向左”按鍵，我方飛機（英雄機）的x坐標減少10;如果mo等于77，也就是按了“向右”按鍵，我方飛機（英雄機）的x坐標增加10;如果不是以上幾個數(shù)字，直接break，不做任何變化。

（4）發(fā)射子彈，讓子彈動起來

為了實現(xiàn)發(fā)射子彈的效果，首先處理了兩張子彈的圖片，一張是“透明圖”，一張是“掩碼圖”。然后利用三元光柵操作，制作出透明的子彈圖片。在這里，子彈的原圖不要做得太大，除了子彈的主體圖之外，邊緣部分盡可能減少，這樣能方便后期制作“子彈”碰到“敵飛機”的效果，減少誤差。

第一種發(fā)射子彈的方式：直接將子彈圖片的左上角坐標——變量初始值設定為飛機頭部的坐標（x+20，y-10），讓子彈的y坐標每隔一段時間就減少一定量。這樣就能實現(xiàn)發(fā)射子彈的效果，但是屏幕上只能存在一顆子彈?！暗谝活w”子彈不消失，“第二顆”子彈就不能發(fā)射出來。其實，它們本來就是同一個。

第二種發(fā)射子彈的方式：要想實現(xiàn)連續(xù)發(fā)射子彈的效果，需要聲明一個隊列儲存子彈的變量。讓子彈在飛機頭部發(fā)射，子彈每隔一段時間，坐標減少5，實現(xiàn)了子彈向上飛。當子彈變量減少到小于0的時候，不再壓入隊列，子彈消失。這樣能實現(xiàn)連續(xù)發(fā)射的效果，所以我采用了這種方式。

（5）碰撞檢測

子彈與敵飛機的碰撞檢測程序：先遍歷fire隊列里面的子彈坐標，再把每一個子彈的坐標和敵飛機的坐標做比較。如果子彈與敵飛機碰撞，被擊中的敵飛機坐標就不再壓入隊列。后面在運行Print_fire（）的時候，這架被擊中的敵機就不會被繪制出來。每檢測一個子彈的坐標，先把KillEnemy變量改為0，當有敵機被擊中的時候，KillEnemy變量改為1，KillEnemy作為一個標記。如果這顆子彈擊中了敵機，那它也消失，就是不再繼續(xù)壓入隊列了。這樣就實現(xiàn)了當子彈擊中敵機的時候，敵機消失、子彈消失的效果。

（6）設置時間間隔

這個相當于兩個計時器，主函數(shù)每執(zhí)行一次，程序會Sleep（5）5毫秒，切T和T2變量都加1。

當T>=a，也就是主函數(shù)重復執(zhí)行了a次的時候，產(chǎn)生一個新的子彈，然后T賦值為0，重新開始計時。

當T2>=b，也就是主函數(shù)重復執(zhí)行了b次的時候，產(chǎn)生一個新的敵飛機，然后T2賦值為0，重新開始計時。

總的來說，a越大，子彈出現(xiàn)的時間間隔就越大，b越大，敵飛機出現(xiàn)的時間間隔就越大。

（7）打印我方飛機

在打印我方飛機之前，先遍歷每一架敵飛機的坐標。如果我方飛機與敵飛機相撞則life生命值減1，主函數(shù)檢測到生命值小于0，則游戲停止。

檢測碰撞的方式跟檢測子彈碰撞敵飛機的方式相同。

首先設定我方英雄機的坐標（x， y），英雄機的像素是57*45，那么子彈的中心坐標大約是（t.x+30， t.y+22）。接著確定敵飛機的坐標（u.x， u.y） ，敵飛機的像素是50*68，那么敵飛機的中心坐標大約是（u.x+25， u.y+12）。然后把敵飛機和英雄機的外形類比成一個圓，英雄機的圓半徑p大約是12，敵飛機的圓半徑R大約是34。如果英雄機的圓心到敵飛機圓心的距離小于p+R的和，那么就證明英雄機與敵飛機相撞了。

（8）顯示英雄機的生命值Life和得分Score（如圖3）

結論

繪制圖片→變量控制坐標→按鍵控制→敵飛機及子彈的（隊列）繪制→循環(huán)遍歷（碰撞檢測）。這幾個步驟能直觀地呈現(xiàn)學習效果，能由淺入深地進入編程的學習之路。

參考文獻：

[1]殷志堅，段曉磊.基于EasyX的俄羅斯方塊游戲的設計和分析[J].科技傳播，2015，7（21）：137+157.

[2]趙敏，龐蕊.基于EasyX圖形庫的C語言課程改革研究與實踐[J].電腦知識與技術，2015，11（32）：124-125.