课程设计报告 2048游戏

课程号：ZXXXXXXXX虚拟仪器设计课程设计班级：XXXXXXXX学号：XXXXXXXXXX姓名：XXX目录1、2048游戏设计的内容 31.1游戏规则 31.2设计要求 32、2048游戏的程序设计 32.1程序框图 42.2前面板的设计 42.3初始化程序设计 52.4用户控制程序设计 52.5移动程序和相同值累计程序设计（关键） 52.6随机数生成程序设计 72.7失败/成功程序设计 72.8声音控制程序设计 82.9可拓展的功能 93、总结 93.1对知识的复习 93.2收获 9

LabVIEW环境下的2048游戏设计1、2048游戏设计的内容2048是一款比较流行的数字游戏，最早于2014年3月20日发行。原版2048首先在GitHub上发布，原作者是GabrieleCirulli，后被移植到各个平台。这款游戏是基于《1024》和《小3传奇》的玩法开发而成的新型数字游戏。1.1游戏规则2048游戏共有16个格子，初始时初始数字由2或者4构成。（1）向一个方向滑动，所有格子会向那个方向运动。（2）相同数字的两个格子，相撞时数字会相加。（3）每次滑动时，空白处会随机刷新出一个数字的格子。（4）当界面不可运动时（当界面全部被数字填满时），游戏结束；当界面中最大数字是2048时，游戏胜利。1.2设计要求（1）美观的界面；（2）使用↑、↓、→、←四个方向键进行操作；（3）具有开始游戏、结束游戏功能按钮等基础功能；（4）游戏得分的正确记录；（5）游戏失败和胜利的提示。2、2048游戏的程序设计根据2048的游戏规则，软件设计需要实现的基本功能有：随机生成2或4，上移、下移、左移、右移，判断游戏失败与胜利，显示游戏得分，游戏失败和胜利的提示。2.1程序框图图1程序框图图2VI层次结构图通过LabVIEW的VI层次结构图（上图2）可以看出，2048游戏采用了一个子VI结构。生成2或4、上移、下移、左移、右移、是否失败、胜利，通过主VI和子VI协同实现；在游戏运行过程中，当条件满足时，就会执行相应的程序。2.2前面板的设计利用一个4×4的二维数组存储棋盘，为了美观和用户体验，只做了一个自定义控件（见图3），分别为空白、2、4、8、16、…、8192共14个图片元素。在前面板放置输入数组、分数显示框、重新开始按钮、结束按钮，并进行合理布局合理布局（见图4）。图3控件2048图4前面板设计2.3初始化程序设计在程序运行开始时，需要对数组进行初始化，在初始化程序中，先生成一个4行4列的数组（数组元素均为0）。然后通过For循环生成一个一维数组（元素个数为4，且为0，1,2,3中的数）随机在n行n列（n=0,1,2,3,）的位置生成21=2图5初始化程序2.4用户控制程序设计用户控制部分使用一个事件结构来检测事件，事件分别为：超时、输入数组改变、方向键改变、键按下，可以处理游戏过程中用户可能的键盘操作。其中，键按下事件是在用户按下键盘上的↑、↓、→、←四个方向键时，通过扫描键盘上按键扫描代码，判断出键盘上按下的按键，分别转到对应的上移、下移、右移、左移状态。图6用户控制程序2.5移动程序和相同值累计程序设计（关键）上移、下移、右移、左移四种移动状态是2048游戏中最主要、最频繁的操作。四个方向的移动程序都可以由左移程序来实现（数组反转即为右移程序，数组转置即为上移程序，数组反转、转置即为下移程序）。因此以左移程序和左移相同值累计程序来进行说明。左移程序设计：用户按下键盘上的←方向键时，执行左移程序，左移程序每次扫描一行数组元素进行处理：若同行内存在相同元素，且元素间相邻或间隔元素为0时，将元素整体左移。（示例：若输入数组为[0101]，则经过左移程序的处理输出[1100]）并且将输入数组与输出数组进行比较，输出比较值。（用于判断是否失败）图7左移程序图8相同值累计程序当数组进行完左移处理后，需要进一步进行相邻相同元素的累计到左侧数组元素上。具体程序（见图8）实现流程如下：当两个相邻的元素输入时，第2个数会进入条件结构的“真”部分。实现两元素累计后的输出和得分计算的功能。若某次动作为有效动作（指移动完成后，两相同元素相加的过程），其该动作的得分为2n+1。（举例：输入数组为[1100]，则输出数组为[2000]，得分为2n+1=212.6随机数生成程序设计当数组进行完移动程序和相同值累计程序后，要在空白位置生成一个“2”或“4”，用索引数组函数和替换数组子集实现。图9随机数生成程序2.7失败/成功程序设计本游戏设定当用户合成“2048”会提示“您已达成合成2048”的字样。实现过程：两层For循环的嵌套，使得数组元素遍历与11比较（此处的11指的是211=2048）当数组16个元素中出现2048提示成功，仍可继续进行游戏。（直至合成而对于失败的判定，关键在于移动程序和相同值累计程序反馈回来的比较信号，若这八个返回值全部为真，说明4×4的数组已经完全占满，已经没有动作的空间，此时利用条件结构弹出提示弹窗“GameOver！！！”。图10失败/成功程序2.8声音控制程序设计观察原版的2048游戏，当进行移动和合成的时候，会产生提示音。因此录制了游戏中的动作声音和合成声音。通过静音键和方向键的值的变化来共同控制声音的播放与否。图11声音控制前面板图12声音控制程序至此，全部程序设计完成。2.9可拓展的功能显示历史最高分和排行榜：采用配置文件，利用配置文件的队列特性，保存程序运行中的得分数据。3、总结3.1对知识的复习通过此次的设计，对课程的知识达到了复习的效果，本设计中出现了例如：数据类型，程序结构中的循环结构、事件结构、条件结构，对于音频文件的播放，数组函数的使用，对于子VI的应用等知识。同时也更加熟悉了前面板的美观设计。3.2收获我平日闲暇时刻喜欢玩2048