yegcjs / tank-battle

高程project2 坦克大战

高程课设2 坦克大战

• 坦克大战
  • 需求分析
  • 模块划分
  • 控制流程
  • 参数设计
  • 图形设计

需求分析

需要模仿游戏坦克大战，游戏中包含以下元素

• 地图
• 障碍物/特殊方格
• 坦克
• 子弹
• 道具

地图

• 地图是一个矩形，$\mbox{Height}\times\mbox{Width}$。
• 考虑console中行列的长宽比，地图中一个块占consolo一行两列

地图中块的坐标与二维数组下表一致，地图坐标系如下

![](https://github.com/yegcjs/tank-battle/raw/master/img/image-20200423235123910.png地图中包含敌方生成点、玩家复活点、基地。

敌方坦克进入基地即为游戏失败。

障碍物/特殊方格

• 每个障碍物/特殊方格占据地图上一格
• 不同障碍物/特殊方格有不同防御力
  • 障碍物为防御力为正，如砖块、铁块
  • 非障碍物的特殊方格防御力为负，如草地
• 坦克无法通过有障碍物的格子
• 坦克或子弹在非障碍物特殊方格中根据类型不同由不同效果（如草地为隐身）
• 子弹可以破坏障碍物如果子弹攻击力大于障碍物防御力

坦克

• 一个坦克占据地图上一个九宫格

• 坦克可以在地图上上下左右移动、向前发射子弹

• 坦克有移动速度、生命值，发射的子弹有一定的攻击力（统称为坦克属性）

• 移动速度由该坦克的刷新时间间隔决定

• 分为玩家坦克和敌方坦克

  • 玩家坦克由玩家控制

    • 默认攻击力为$1$
    • 默认初始生命值1
    • 默认刷新时间间隔为4个单位时间

  • 敌方坦克由电脑控制

    • 敌方坦克包括普通坦克、轻装坦克、重装坦克、装甲车等

    • 不同坦克的区别在于坦克的属性不同

    • 每隔一定时间在特定敌军产生点随机产生不同类型敌军坦克

    • 敌军坦克每一行动中不同行为（移动、射击）的概率

子弹

• 一个子弹占据地图上一格
• 子弹有固定的移动方向、刷新时间间隔、攻击力
• 子弹被发射后，属性不会发生改变
• 子弹与其他元素相遇，有如下三种情况
  • 子弹与子弹：两子弹均消失
  • 子弹与坦克：子弹消失，减少坦克相等于子弹攻击力的HP
  • 子弹与障碍物：子弹消失，如果障碍物防御力低于子弹攻击力，障碍物消失

道具

道具可以为坦克提供增益效果，需要考虑

• 增益内容与还原
• 增益结束时间
• 增益对象
• 每击杀一定数量的敌方坦克，在地图上空白格随机产生一个可供坦克拾取的道具

考虑以下四种增益：

• 增加攻击力
• 增加HP
• 一段时间内免伤
• 增加移动速度（减少刷新间隔）

模块划分

考虑以下几点

1. 障碍物、坦克、子弹、道具均可以视作地图上的元素，聚集在地图类中

2. 一个元素的位置、和物体运动的方向需要通过一个二维向量来记录

3. 坦克、子弹均具有位置、移动的功能和属性。

4. 玩家坦克和敌军坦克行为更新方式不同

   • 玩家坦克由键盘读入控制
   • 敌军坦克通过随机数按概率控制

5. 道具有两个阶段

   • 先在地图上某个方格出现
   • 被某个坦克拾取后附着在坦克上

全局函数/变量

成员

start: 开始界面

gaming: 游戏过程

end: 结束界面

变量

cur_time:当前时间（gaming中每经历一次主循环，cur_time++)

xy

一个二维向量，重载加减运算

Map

方法

• Map: 构造函数
  • 读取地图、地图配置文件
  • 生成一个玩家
  • 初始化容器和各个地图标记
  • 生成一个painter，绘制屏幕
• ~Map:析构函数
  • 消亡所有子弹、坦克
  • 消亡painter
• reset_player：
  • 如果当前有player，则消亡并赋为NULL
  • 判断当前是否能够在玩家复活点放置player，若可以则放置
• set_enemy_act:
  • 根据一定概率，给每个到刷新时间的敌方坦克设置动作
• set_player_act:
  • 玩家刷新时间到，则读取键盘按键信息为玩家坦克设置动作
• tank_OK(xy pos):
  • 判断能否在pos放置一个坦克
• add_buff:
  • 判断当前是否符合产生一个新Buff在地图上的条件
  • 若符合，则产生
• add_enemy:
  • 判断当前是否符合产生一个新敌军坦克的条件
  • 若符合，则根据一定概率设置参数，产生坦克
• update:
  • 更新当前步坦克、子弹状态下，坦克、子弹的新位置
  • 处理坦克、子弹之间的相互攻击等作用

成员

• blocks: Block[HEIGHT][WIDHT]，表示某个位置上的障碍物/特殊方块

  其中 Block为，枚举类的值对应防御力，empty即无障碍物、无特殊方块

  

• cur_tanks, cur_bullets, cur_buff与blocks类似

  • cur_tanks: Tank*[HEIGHT][WIDTH]

  • cur_bullets: Bullet*[HEIGHT][WIDHT]

  • cur_buff: buff_type[HEIGHT][WIDHT]

    ​

• buffs: set<Buff*> 表示当前存在在坦克上的Buff

• bullets, enemies, mybullets与buffs类似

  • bullets: set<Bullet*>
  • enemies: set<Enemy*>
  • mybullets: set<Bullet*>

• enemy_spown_point: vector<xy> 表示敌军生成点

• player_revive_point: xy 玩家复活点

• player: *Player 玩家坦克

• painter: Painter* 绘图类对象，用于擦除、绘制各种元素

• info: Struct CONFIG 游戏信息，包含目标击杀数、玩家初始HP，玩家已杀敌数，玩家剩余命数

  

Buff

方法

• Buff(Tank*, type): 初始化对象的所有成员
• ~Buff(): buff结束，对拥有buff的坦克进行还原
• timeout() 判断是否到buff结束时间
• get_type(): 返回buff类型
• get_owner(): 返回拥有该buff的坦克指针

成员

• end_time: buff结束时间
• myType: buff类型
• old_value: buff增益值的未增益前的值，如攻击力增加buff：则为增加攻击力前的攻击力
• owner: buff附着在的坦克

Object

表示可移动物体

方法

Object: 构造函数，初始化初始位置、运动方向、创建时间、刷新时间间隔

direction: 获取当前方向，返回一个当前运动方向

get_interval: 返回物体每次移动的间隔

move: 物体向运动方向移动一个格

set_direction: 改变物体运动方向

set_interval: 该变物体移动间隔时间

start_time: 返回物体创建时间

timeup: 返回该物体是否到了可以移动的时间

成员

• dir: xy 表示运动方向，上下左右分别为$(-1,0),(1,0)，(0,-1),(0,1)$

• pos: xy 表示物体所在的坐标

• interval: int 表示刷新时间间隔（越小速度越大，子弹为最大的1）

• time: int 物体创建时间

Bullet

方法

• Bullet: 初始化Object基类，初始化攻击力
• get_attack: 返回子弹的攻击力

成员

• atk: 攻击力

Tank

方法

• Tank: 构造函数，初始化Object基类、攻击力、第一步动作、生命值，并设定为不在射击状态
• get_attack: 返回攻击力
• attacked（int atc): 表示坦克受到了攻击，返回剩余生命值
• isShooting: 返回当前坦克是否在射击状态
• next_action: 返回该坦克将要进行的移动方向
• set_attack: 改变攻击力
• set_hp: 改变生命值
• stopShooting: 停止射击状态

成员

• atcn: Action枚举类型，下一步动作

  

• atk: int 发出子弹的攻击力

• hp: int 生命值

• shooting: bool 是否在射击状态

Enemy / Player

区别仅在于act方法，即设置下一步动作方式不同

• Enemy::act() 随机产生
• Player::act(Action) 根据玩家给出的动作设置

Painter

绘制各个元素

方法

• Painter: 初始化，读取图标文件，若无则定为"??"
• locate(xy): 移动光标到给定坐标，其中两宽度等于一高度，并考虑左边框和右边框，对应加一
• paint_info: 绘制得分、目标栏
• paint_map: 绘制整个地图所有block
• paint_frame: 绘制地图外框
• paint_block/bullet/tank/buff: 绘制一个元素
• depaint_tank: 将整个坦克所在区域全部清除为原来的block

成员

• block_icon: map<Block, string>
• buff_icon: map<buff_type, string>
• bullet_icon: string 子弹图标（只有一种）
• tank_icon: string[5] 对应坦克移动速度

控制流程

游戏整体运行流程如下

1. 开始界面，选择关卡

2. 进入游戏，

   1. 新建一个Map对象game，构造函数完成以下内容

      ​ 读取配置文件map_config.txt，地图文件mapi.csv

   2. 根据配置文件初始化玩家坦克、初始化地图障碍物和特殊方格分布

   3. 初始化地图上坦克、道具、子弹分布的记录（道具子弹全为空，坦克仅有玩家坦克）

   4. 初始化绘画器

3. 调用paint()绘制屏幕进入游戏画面

4. 进入游戏主循环

   1. 更新敌方坦克行动set_enemy_act()、更新玩家行动set_player_act()

   2. 执行坦克、子弹的动作，并处理执行动作带来的效果：

      1. 执行坦克动作

         1. 判断坦克是否到刷新时间，若没有则不发生变化

            （某个$\mbox{object}$到刷新时间$\Leftrightarrow$$\mbox{interval}\mid(\mbox{cur_time}-\mbox{obj.time})$

         2. 坦克移动

            1. 移动后将离开地图：无法移动

            2. 撞到障碍物或者其他坦克：无法移动

               • 注：撞到其他坦克的判断方式

         • 在遍历坦克前，清空坦克cur_tank,所有坦克先来后到更新到cur_tank

           Tank *cur_tank[i][j]表示(i,j)方格上的坦克

         • 则如果两个坦克在下一个时间移动后处于同一位置，遍历顺序后的无法移动到该位置

           3. 坦克移动后，占据的九宫格内有Buff

              • 创建一个新的Buff对象，赋予给该坦克，并加入到容器中

              • cur_buff中清除这一Buff

                （cur_buff中记录在地图某个位置和Buff对应道具这一元素的先后两个阶段）

                Buff: buff_type cur_buff[i][j] 表示 (i,j)方格上所存在的buff

         3. 若坦克处于射击状态 * 创建一个新的Bullet对象，加入到容器中 * 如果是玩家坦克发出子弹，则额外加入到玩家发出子弹的容器中

      2. 执行子弹动作

         1. 判断子弹是否到刷新时间，若没有则不发生变化

         2. 子弹移动

            1. 移动后离开地图：从容器移除、消亡

            2. 与障碍物、坦克、其他子弹相碰

               • 根据攻击力、防御力、HP的规则处理
               • 将需要消亡的对象从容器中erase，消亡相应对象，修改cur_tank,cur_bullet,blocks对应标记

               Bullet* cur_bullet[i][j] 表示(i,j)方格上的子弹

               • 如果是玩家坦克被击杀：命数-1，尝试reset_player()

                 （若复活点被其他坦克占据，标记player=NULL，下一时间再尝试reset_player()）

            3. 修改cur_bullet的标记（清除旧位置、更新新位置）

      【以上1.2步均会在更新位置的同时进行重绘】

      执行子弹动作后，如果玩家命数耗尽：返回游戏失败；如果玩家击杀敌方坦克数量达标：返回游戏胜利

   3. 如果游戏胜利，跳转至结束界面，否则进行4，5

   4. 尝试新增敌方坦克（如果时间到、且敌方生成点未被全占据则产生）

   5. 尝试在地图上新增道具（如果击杀敌方数达到一定数额，产生）

5. 结束界面，选择返回开始界面或退出

参数设计

• 地图大小：$30\times30$

• 玩家坦克默认属性：命数3，HP1，攻击力1

• 单位时间间隔的时间长度（仅计主循环一次后Sleep的时间）：50ms

• 敌方生成点：每个生成点等概率，被坦克占据的点的概率转移到后一个点

• 敌方坦克属性：攻击力1或2（80%,20%），生命值1-3等概率，移动间隔2或4等概率

• 敌方坦克各个行动概率：15%不改变动作，20%上下左右（不包含不改变），5%射击（不含不改变）【即上一步为向上，则这一步向上概率为35%】

• Buff参数

  • 产生条件：没击杀5个敌军产生一个buff，位置随机
  • 产生种类：无敌、增加HP（永久）、增加攻击力、加速概率相同
  • 持续时间：$100\ln X$，$X$为已击杀的敌军（以拾取时为准）

图形设计

• 障碍物/特殊方格

  • 砖块，防御力1
  • 铁块，防御力2
  • 草地
  • 基地

• 子弹

  • 

• 坦克

  • 颜色：由生命值决定
    • 绿色：1
    • 蓝色：2
    • 紫色：3或以上
  • 图标：由刷新间隔决定
    • 圆：4及4以上
    • 方块：4以下
  • 

• 道具

  • ：加速
  • ：增加生命值
  • ：免伤
  • ：增加攻击力