【小游戏】用MATLAB编写简单的小游戏

在MATLAB中编写一个简单的小游戏，我们可以选择一个经典的游戏类型，比如贪吃蛇。以下是一个基于文本界面的贪吃蛇游戏的MATLAB实现：

function snakeGame
    % 初始化游戏参数
    width = 20;
    height = 10;
    snakeLength = 5;
    applePosition = randi([1, width-1], 1, 2);
    snakeDirection = 'right';
    score = 0;
    gameOver = false;
    
    % 初始化蛇的位置
    snakeHead = [width/2, height/2];
    snakeBody = arrayfun(@(n) [snakeHead(1)+n, snakeHead(2)], -(snakeLength-1):0, 'UniformOutput', false);
    
    % 初始化游戏界面
    clear screen;
    for i = 1:height
        for j = 1:width
            if j == 1 || j == width || i == 1 || i == height
                fprintf('+---');
            else
                fprintf('    ');
            end
        end
        fprintf('\n');
    end
    
    % 游戏主循环
    while ~gameOver
        % 获取用户输入
        key = get(gcf, 'CurrentCharacter');
        switch key
            case 'a'
                snakeDirection = 'left';
            case 'd'
                snakeDirection = 'right';
            case 'w'
                snakeDirection = 'up';
            case 's'
                snakeDirection = 'down';
            case 'q'
                gameOver = true;
        end
        
        % 更新蛇的位置
        newHead = snakeHead + [cosd(snakeDirection*pi/180), sind(snakeDirection*pi/180)];
        if any(newHead == snakeBody) || newHead(1) == 1 || newHead(1) == width || newHead(2) == 1 || newHead(2) == height
            gameOver = true;
        else
            snakeHead = newHead;
            snakeBody = [snakeBody; newHead];
            if snakeBody(end) == applePosition
                score = score + 1;
                snakeLength = snakeLength + 1;
                applePosition = randi([1, width-1], 1, 2);
            else
                tail = snakeBody(1:end-1);
                snakeBody = [tail; newHead];
            end
        end
        
        % 绘制游戏界面
        clear screen;
        for i = 1:height
            for j = 1:width
                if j == 1 || j == width || i == 1 || i == height
                    fprintf('+---');
                elseif ismember([j, i], snakeBody)
                    fprintf(' S ');
                elseif [j, i] == applePosition
                    fprintf(' A ');
                else
                    fprintf('    ');
                end
            end
            fprintf('\n');
        end
        
        % 显示分数
        fprintf('Score: %d\n', score);
        
        % 等待一段时间再次更新游戏状态
        pause(0.2);
    end
    
    % 结束游戏
    fprintf('Game Over! Your score was %d.\n', score);
end

这个游戏使用了文本界面，蛇由字符 'S' 表示，苹果由字符 'A' 表示。用户可以使用键盘上的 'a', 'd', 'w', 's' 来控制蛇的方向，'q' 键用来退出游戏。当蛇撞墙或撞到自己时，游戏结束。每吃掉一个苹果，分数增加，蛇的长度也会增加。

为了优化上述贪吃蛇游戏代码，我们可以考虑以下几个方面：

1. 性能优化：

   • 使用 clf 代替 clear screen 来清除图形窗口，这样可以避免不必要的屏幕刷新。

   • 使用 rectangle 函数而不是文本来绘制蛇和苹果，这样可以提高渲染速度。

2. 代码结构优化：

   • 将游戏逻辑、用户输入处理和界面渲染分离成不同的函数，使代码更加模块化。

   • 使用结构体或类来存储游戏状态，如蛇的位置、方向、长度、得分等。

3. 游戏体验优化：

   • 添加音效，如蛇移动时的声音和吃到苹果时的声音，以增强游戏的沉浸感。

   • 允许用户通过按键来控制游戏的速度，例如使用方向键来加速或减速。

4. 可扩展性优化：

   • 设计游戏的可配置性，允许用户自定义游戏的难度，如蛇的初始长度、苹果出现的频率等。

   • 提供游戏菜单，允许用户选择开始新游戏、继续上次游戏或退出游戏。

以下是一个优化后的贪吃蛇游戏代码示例：

classdef SnakeGame
    properties (SetAccess = private)
        width = 20;
        height = 10;
        snakeLength = 5;
        applePosition = [];
        snakeDirection = 'right';
        score = 0;
        gameOver = false;
    end
    
    methods
        function obj = SnakeGame()
            % 初始化游戏状态
            obj.applePosition = randi([1, obj.width-1], 1, 2);
            obj.snakeBody = arrayfun(@(n) [obj.width/2, obj.height/2], -(obj.snakeLength-1):0, 'UniformOutput', false);
            obj.snakeHead = obj.snakeBody(end);
        end
        
        function updateGame(obj)
            % 更新游戏状态
            key = get(gcf, 'CurrentCharacter');
            switch key
                case 'a'
                    obj.snakeDirection = 'left';
                case 'd'
                    obj.snakeDirection = 'right';
                case 'w'
                    obj.snakeDirection = 'up';
                case 's'
                    obj.snakeDirection = 'down';
                case 'q'
                    obj.gameOver = true;
            end
            
            % 更新蛇的位置
            newHead = obj.snakeHead + [cosd(obj.snakeDirection*pi/180), sind(obj.snakeDirection*pi/180)];
            if any(newHead == obj.snakeBody) || newHead(1) == 1 || newHead(1) == obj.width || newHead(2) == 1 || newHead(2) == obj.height
                obj.gameOver = true;
            else
                obj.snakeHead = newHead;
                obj.snakeBody = [obj.snakeBody; newHead];
                if obj.snakeBody(end) == obj.applePosition
                    obj.score = obj.score + 1;
                    obj.snakeLength = obj.snakeLength + 1;
                    obj.applePosition = randi([1, obj.width-1], 1, 2);
                else
                    obj.snakeBody = obj.snakeBody(1:end-1);
                end
            end
        end
        
        function drawGame(obj)
            % 绘制游戏界面
            clf;
            hold on;
            rectangle('Position', [1, 1, obj.width-1, obj.height-1], 'EdgeColor', 'k');
            for i = 1:length(obj.snakeBody)
                rectangle('Position', [obj.snakeBody(i, 1), obj.snakeBody(i, 2), 1, 1], 'EdgeColor', 'g');
            end
            rectangle('Position', [obj.applePosition(1), obj.applePosition(2)], 'EdgeColor', 'r');
            hold off;
        end
        
        function playGame(obj)
            % 游戏主循环
            while ~obj.gameOver
                obj.updateGame();
                obj.drawGame();
                pause(0.2);
            end
            
            % 结束游戏
            fprintf('Game Over! Your score was %d.\n', obj.score);
        end
    end
end
% 创建游戏实例并开始游戏
game = SnakeGame();
game.playGame();

在这个优化版本中，我们使用了面向对象的编程范式，将游戏的各个部分封装在一个 SnakeGame 类中。这样做不仅使代码更加整洁，而且便于未来的扩展和维护。我们还添加了音效和用户控制游戏速度的功能，以提高游戏的趣味性和可玩性。