Question

本实验会给你一份说明书，它描述了一个程序，你需要运用你在前几章中学到的知识构建这个程序。

这个项目比你之前见识到的项目都要大，所以动手之前请阅读完全部内容，并给自己一点时间。不要担心会被难倒，这里没有新概念，你也可以接着往后读，回过头再来做这个实验。

我们还为你补充了一些设计上的细节，万事俱备，包你能写出代码。

但需要你去实现程序，我们不会提供任何代码或答案。

经典街机游戏——爆破彗星

很多人学 C 语言是为了写游戏，在本实验中，你将向史上最受欢迎、最长寿的电子游戏——《爆破彗星》——致敬！

任务：闪避彗星并向它们开炮

彗星是你在游戏中需要消灭的敌人，它们在屏幕中缓缓地漂浮、旋转，宇宙飞船不小心碰到它们就会一命呜呼。

欢迎登上“向量号”宇宙飞船！你将用键盘控制飞船在屏幕中移动。飞船装备了加农炮，你可以向面前的彗星开炮。

如果加农炮发出的炮弹击中了彗星，彗星就会炸成两瓣，玩家可以加 100 分。一颗彗星多次爆炸以后就会从屏幕中移除。

如果飞船撞到彗星，就会丢一条命。你一共有三条命，用完游戏就结束了。

Allegro

Allegro 是一款开源游戏开发库，用它创建的游戏代码可以在不同操作系统中编译运行。它支持 Windows、Linux 和 Mac OS，甚至还有手机。

安装 Allegro

可以在 Allegro Source Forge 网站上下载 Allegro 的源代码：

http://alleg.sourceforge.net/projects/alleg

可以从源代码仓库下载最新版本的代码，然后构建、安装 Allegro。无论你用的是什么操作系统，都可以在网站上找到对应的安装教程。

你需要 CMake

构建代码时你还需要安装一个叫

CMake 的工具。CMake 是一个构建工具，它简化了在不同操作系统中构建 C 程序的工作。如果你要安装 CMake ，可以访问 。 http://www.cmake.org

我们在这个实验中所提供的代码仅适用于 Allegro 5.0。如果你下载安装的是更新的版本，可能要稍作修改。

Allegro 能做什么？

Allegro 库将为你处理：

GUI

Allegro 将创建一个普通窗口来呈现你的游戏。这看起来没什么大不了，但不同操作系统创建窗口的方式天差地别，窗口与键盘鼠标交互的方式也不尽相同。

事件

每当按下一个键、移动一下鼠标或点击某个位置时，操作系统都会产生一个事件。事件其实就是一条数据，它告诉你计算机中发生了什么。事件在发送到程序之前会先进入一个队列。而 Allegro 简化了响应事件的过程，你能轻而易举地写出一段在用户按下空格（发射加农炮）时运行的代码。

定时器

你已经见识过了系统级定时器。Allegro 提供了一种简单的方式为你的游戏加上“心跳”。游戏每秒钟会“心跳”好几次以确保显示能够持续更新。通过定时器，你就能创建一个按固定帧率（FPS）刷新屏幕的程序，比如每秒 60 帧。

图形缓冲

为了让你的游戏流畅运行，Allgero 使用了双缓冲。双缓冲是一种游戏开发技术，它允许你先把图片缓存起来，然后再把它们显示到屏幕上，这样就能一次显示完整的一帧动画，游戏就更流畅了。

图形和变换

Allegro 自带了一组图形原语，你可以用它们绘制直线、曲线、文本、实心图形和图片。如果你安装了 OpenGL 显卡驱动，还能绘制三维图形。除此之外，Allegro 还支持变换，即在屏幕上旋转、平移、拉伸图形，这样你就能创建出逼真的宇宙飞船，并且让彗星在屏幕中辗转腾挪。

声音

Allegro 有一个完整的声音库，有了它你就可以在游戏中加入声音。

构建游戏

你需要想好源代码按照什么方式来组织。绝大多数 C 程序员会把代码分成好几个源文件，这样不但能更快地重新编译游戏，而且可以一次处理更少的代码。分离代码让整个过程变得清晰明了。

分离代码的方法有很多，其中一种是为每个在游戏中显示的元素分别创建一个源文件：

宇宙飞船

当你要在屏幕中控制很多物体时，应该为每个物体创建一个结构。宇宙飞船的结构如下：

飞船的外形

如果把代码设为以原点（稍后我们会讲）为参照绘制图形，就可以用以下代码画出飞船。

变量

s 是一个指向 Spaceship 结构的指针，我们把飞船漆成绿色。

碰撞

飞船撞到彗星会立刻阵亡，玩家会少了一条命。飞船在创建后的五秒不检查碰撞，新飞船出现在屏幕的正中央。

飞船行为

游戏开始时飞船出现在屏幕的正中央。你可以让飞船响应键盘按键，在屏幕上移动：

不要让飞船加速得太快，最好不要超过每秒几百像素。飞船只能前进不能后退。

读取按键

　

当你收到了一个事件，需要判断它是不是按键。可以通过读取它的类型来判断。

炮弹

小样，让你尝尝炮弹的滋味！飞船上的加农炮可以发出炮弹，你的任务是画出弹道。下面是炮弹的结构：

typedef struct { float sx; float sy; float heading; float speed; int gone; ALLEGRO_COLOR color;} Blast;

弹道

弹道是一条虚线，如果玩家射得很快，弹道就会密集起来，虚线就变成了实线，看起来就像加大了火力。

炮弹行为

不像游戏中的其他物体，炮弹从屏幕上消失以后不会再出现，也就是说你需要写一些创建炮弹和销毁炮弹的代码。飞船朝哪个方向飞炮弹就顺着哪个方向沿直线射出。炮弹的速率恒定，比如是飞船最快移动速度的三倍。被炮弹击中的彗星会一分为二。

彗星

彗星结构如下：

彗星的外形

下面这段代码以原点为参照画出彗星：

al_draw_line(-20, 20, -25, 5, a->color, 2.0f);al_draw_line(-25, 5, -25, -10, a->color, 2.0f);al_draw_line(-25, -10, -5, -10, a->color, 2.0f);al_draw_line(-5, -10, -10, -20, a->color, 2.0f);al_draw_line(-10, -20, 5, -20, a->color, 2.0f);al_draw_line(5, -20, 20, -10, a->color, 2.0f);al_draw_line(20, -10, 20, -5, a->color, 2.0f);al_draw_line(20, -5, 0, 0, a->color, 2.0f);al_draw_line(0, 0, 20, 10, a->color, 2.0f);al_draw_line(20, 10, 10, 20, a->color, 2.0f);al_draw_line(10, 20, 0, 15, a->color, 2.0f);al_draw_line(0, 15, -20, 20, a->color, 2.0f);

彗星

彗星在屏幕中沿直线移动，并绕着中心不断旋转。如果彗星从屏幕一侧飞出，马上会在屏幕另一侧出现。

命中彗星

如果加农炮发出的炮弹打中彗星，彗星就马上分成两瓣，每一瓣的大小是原来的二分之一。多次命中后彗星就会从屏幕上消失。每次命中彗星，玩家可以加 100 分。你认为应该用哪种数据结构保存屏幕上的彗星，一个很大的数组还是链表？

游戏状态

你还需要在屏幕上显示一些东西：玩家还剩几条命和当前得分。命用完以后，你需要友好地在屏幕的中央显示“游戏结束！”四个大字。

用“变换”移动物体

你要让物体在屏幕上“动起来”。飞船需要飞行，彗星需要旋转、漂移和变换大小。旋转、平移和伸缩操作需要很多数学知识，为此 Allegro 内置了一批“变换”函数。

你在绘制物体时只需要以原点为参照画出它就行了。原点位于屏幕的左上角，坐标为(0, 0)，横着的是 X 轴，竖着的是 Y 轴。假设你要绘制飞船，可以先用变换函数把原点移动到飞船将在屏幕中出现的位置，然后根据飞船的旋转角度旋转原点，最后在原点处画出飞船即可。

可以像这样在屏幕上绘制飞船：

void draw_ship(Spaceship* s){ ALLEGRO_TRANSFORM transform; al_identity_transform(&transform); al_rotate_transform(&transform, DEGREES(s->heading)); al_translate_transform(&transform, s->sx, s->sy); al_use_transform(&transform); al_draw_line(-8, 9, 0, -11, s->color, 3.0f); al_draw_line(0, -11, 8, 9, s->color, 3.0f); al_draw_line(-6, 4, -1, 4, s->color, 3.0f); al_draw_line(6, 4, 1, 4, s->color, 3.0f);}

《爆破彗星》下线

全部写完之后，你就可以重温《爆破彗星》这款经典！

出山……

送君千里终须一别！

虽然我们舍不得你，但又不得不和你说再见。正所谓“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”。我们在本书的附录中放了一些“美味佳肴”和一个建议阅读列表，等你看完以后就可以出山把所有知识运用到实践中。我们希望得知你的进展，欢迎在 Head First 实验室的网站 上给我们留言，让我们知道 C 语言对你的帮助有多大！

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