用rust实现一个贪吃蛇游戏(上)

写了这么久的rust知识，但是还没实战过，没有项目怎么行了，记得小时候拿着一个黑白游戏机专注的玩贪吃蛇的时候感觉好快乐，整个人都沉浸在其中，长大了很少玩游戏了，但是年少的记忆还在激荡敲打着我的内心，想着自己也是学编程的能不能写一个贪吃蛇来玩玩呢。今天就带大家用rust实现一个简单的贪吃蛇游戏，编程除了工作我觉得还可以拿来取悦自己啊，用自己学到的知识做出自己喜欢的东西，这本身就是一种高级的享受和娱乐。

创建项目

cargo new snake -bin

项目结构规划

我们创建三个rs文件分别是:draw.rs,game.rs,snake.rs

• draw.rs: 用来画出贪吃蛇和对应的食物，里面包括to_coord方法用来把逻辑整数坐标转成屏幕的实际坐标，draw_block 用来画出食物或者贪吃蛇的形状，draw_rectangle用来画一个长方形或者矩形。
• game.rs: 在game.rs文件中我们定义一个Game的结构体，里面包括snake，长款，以及食物坐标，等待时间，判断游戏是否结束和食物是否存在。然后实现Game结构体，添加new方法用来初始化结构体，key_pressed方法用来接受上下左右按键来移动贪吃蛇。draw方法用来画出游戏的画布，并且调用了draw.rs的draw_rectangle方法。check_if_snake_alive 判断贪吃蛇是否还存活，update方法用来更新贪吃蛇的状态，比如吃了方块后身体变长等。check_eating 用来检查是否成功吃了随机出现的食物。update_snake方法用来更新贪吃蛇的移动方向，比如说上下左右，并且判断是否吃了食物。add_food 方法是用来食物被贪吃蛇吃了以后随机在游戏画布上添加食物。restart用来重启游戏。
• snake.rs: 在snake.rs中我们首先定义一个Direction枚举用来记录上下左右按键的方向。然后impl这个枚举，里面 opposite方法用来接受当前方向相反方向的函数。还定义了一个结构体Block 用来存放坐标信息。Snake 结构体定义了三个字段分别是direction类型是Direction,body 则是一个存放Block的LinkedList,tail字段用来存放贪吃蛇尾部信息。impl snake分别有new方法用来创建Snake结构体实例，draw方法用来画出对应的块，head_position存放贪吃蛇头部信息，move_forward方法用来移动贪吃蛇，head_direction 表示贪吃蛇头部方向，next_head方法用于计算蛇头在给定方向后的下一个位置。restore_tail 方法用于恢复尾部块。overlap_tail 方法用于检查给定的坐标 (x, y) 是否与 self.body 中的某个块的坐标重合.

项目时序图

draw.rs代码

use piston_window::types::Color;
use piston_window::{rectangle, Context, G2d};

const BLOCK_SIZE: f64 = 25.0;

/// game_coord：这是游戏逻辑中的坐标，通常以网格的形式表示，类似于棋盘上的格子坐标。它通常是一个整数，表示在逻辑网格中的位置。
/// BLOCK_SIZE：这是每个游戏方块在屏幕上的大小。它是一个浮点数，通常以像素为单位，表示单个方块在屏幕上的宽度和高度。
pub fn to_coord(game_coord: i32) -> f64 {
    (game_coord as f64) * BLOCK_SIZE
}

pub fn to_coord_u32(game_coord: i32) -> u32 {
    to_coord(game_coord) as u32
}

pub fn draw_block(color: Color, x: i32, y: i32, con: &Context, g: &mut G2d) {
    // 这里把游戏的逻辑坐标转换成屏幕坐标
    let gui_x = to_coord(x);
    let gui_y = to_coord(y);
    rectangle(
        color,
        [gui_x, gui_y, BLOCK_SIZE, BLOCK_SIZE],
        con.transform,
        g,
    );
}

pub fn draw_rectangle(
    color: Color,
    x: i32,
    y: i32,
    width: i32,
    height: i32,
    con: &Context,
    g: &mut G2d,
) {
    let x = to_coord(x);
    let y = to_coord(y);
    rectangle(
        color,
        [
            x,
            y,
            BLOCK_SIZE * (width as f64),
            BLOCK_SIZE * (height as f64),
        ],
        con.transform,
        g,
    );
}

代码功能解释

这段Rust代码主要用于将游戏逻辑中的坐标转换为屏幕坐标，并绘制游戏中的方块。

1. 常量定义:

   • BLOCK_SIZE: 定义了每个游戏方块在屏幕上的大小，单位为像素。

2. 函数 to_coord:

   • 将游戏逻辑中的整数坐标转换为屏幕上的浮点数坐标。
   • 参数 game_coord: 游戏逻辑中的坐标。
   • 返回值: 屏幕上的浮点数坐标。

3. 函数 to_coord_u32:

   • 将游戏逻辑中的整数坐标转换为屏幕上的无符号整数坐标。
   • 参数 game_coord: 游戏逻辑中的坐标。
   • 返回值: 屏幕上的无符号整数坐标。

4. 函数 draw_block:

   • 在屏幕上绘制一个方块。

   • 参数:

     • color: 方块的颜色。
     • x, y: 游戏逻辑中的坐标。
     • con: 绘制上下文。
     • g: 绘制目标。

   • 逻辑:

     • 将游戏逻辑中的坐标转换为屏幕坐标。
     • 使用 rectangle 函数绘制方块。

控制流图

flowchart TD
    A[开始] --> B{转换游戏逻辑坐标为屏幕坐标}
    B -->|x, y| C[计算屏幕坐标 gui_x, gui_y]
    C --> D[调用 rectangle 函数绘制方块]
    D --> E[结束]

详细解释

1. 常量 BLOCK_SIZE:

   • 定义了每个游戏方块在屏幕上的大小，单位为像素。

2. 函数 to_coord:

   • 将游戏逻辑中的整数坐标 game_coord 转换为屏幕上的浮点数坐标。
   • 通过将 game_coord 转换为 f64 类型并乘以 BLOCK_SIZE 来实现。

3. 函数 to_coord_u32:

   • 将游戏逻辑中的整数坐标 game_coord 转换为屏幕上的无符号整数坐标。
   • 先调用 to_coord 函数将 game_coord 转换为浮点数坐标，再将其转换为 u32 类型。

4. 函数 draw_block:

   • 在屏幕上绘制一个方块。
   • 首先将游戏逻辑中的坐标 x 和 y 转换为屏幕坐标 gui_x 和 gui_y。
   • 然后使用 rectangle 函数在指定的位置绘制一个颜色为 color 的方块。

控制流图

flowchart TD
    A[开始] --> B{转换游戏逻辑坐标为屏幕坐标}
    B -->|x, y| C[计算屏幕坐标 gui_x, gui_y]
    C --> D[调用 rectangle 函数绘制方块]
    D --> E[结束]

这是贪吃蛇游戏的上半部分，想要看下半部分点个关注我的公众号[花说编程]，谢谢支持哈