【Rust 实战】贪吃蛇（控制台版）

大家好，我是考100分的小小码，祝大家学习进步，加薪顺利呀。今天说一说【Rust 实战】贪吃蛇（控制台版）,希望您对编程的造诣更进一步.

0x00 开篇

如果你已经看完了前面的 Rust 所有文章，那基本已经可以上手一些项目了。本篇文章也算是对前面知识的一种运用吧，我们一起来实现一个简单的贪吃蛇游戏（代码不到270行）。先看下效果图吧。

0x01简单分析贪吃蛇游戏

首先，先来简单分析下贪吃蛇游戏的组成（下图）。贪吃蛇游戏一般由 蛇、食物、墙 （边界）三大部分组成。其中，关键的游戏主体 蛇 又被分为 蛇身 和 蛇头。在游戏中，蛇 可以吃 食物 ，可以上下左右移动。而 食物 是随机生成。最后触发游戏结束的条件有两个，一是蛇头触及蛇身，二是蛇头触及 墙（边界）。

0x02 将元素代码化

墙

墙 是一个四周封闭的空间，我们可以将 墙 用一个二维数组表示，它的大小就是 长 * 宽 。我们边界用 ■ 表示，其余的都是空白字符表示了。

食物

蛇 和 食物 可以看做是二维数组内的任一元素。食物 和 蛇 我们可以用结构体来表示。食物 一般只有一个小方格，它的坐标只是 x 和 y，我们用一个只包含两个元素的数组表示。另外，食物 还需要一个状态，判断是否被吃了，如果被吃了我们需要生成新的食物。食物我们用 ▣ 表示。

蛇

蛇 由两部分组成，蛇头跟 食物 类似，只占一个小方格。而蛇身是一个点的集合，而且是一直在动态变化的，我们使用向量来保存。为了增加游戏趣味性，可以再增加一个速度变量。蛇头我们用 ● 表示，蛇身我们用 ▣ 表示

最终的代码如下：

// 墙 -> 二维数组
const WIDTH: usize = 50;
const HEIGHT: usize = 10;
let mut map: [[&'static str; WIDTH]; HEIGHT] = [[" "; WIDTH]; HEIGHT];


/// 食物
struct Food {
    position: [usize; 2],
    eat: bool,
}

/// 蛇
struct Snake {
    // ● 蛇头
    head: [usize; 2],
    // 速度
    speed: u64,
    // 蛇身
    body: Vec<[usize; 2]>,
}

由于 墙 的定义太长了，我们使用 type 起个别名 type Map = [[&'static str; WIDTH]; HEIGHT];。

0x03 蛇的移动

蛇 每次移动都会前进一个小方格，我们是否需要把蛇头和蛇身都前进一小格呢？我们对比移动前后的图片（下图）。

move

仔细观察不难发现，我们只需要将蛇尾的位置移动到之前蛇头的位置，并将蛇头前进一格，整个移动过程就结束了。代码如下：

// 以向右移动为例

// 移动前蛇头的位置
let before_head = snake.head;
// 蛇头的横坐标 + 1
snake.head[1] += 1;
// 以前的蛇头位置变为蛇身
map[before_head[0]][before_head[1]] = "▣";
snake.body.insert(0, before_head);
// 移除蛇尾的位置并将将原位置的元素清空
let snake_foot = snake.body.remove(snake.body.len() - 1);
map[snake_foot[0]][snake_foot[1]] = " ";

0x04 蛇吃食物

蛇 吃 食物 应该算是移动的升级版。来看下图。

吃食物

吃食物的时候，我们只需要交换蛇头和食物的位置即可。

// 移动前蛇头的位置
let before_head = snake.head;
// 蛇头的横坐标 + 1
snake.head[1] += 1;
// 以前的蛇头位置变为蛇身
map[before_head[0]][before_head[1]] = "▣";
snake.body.insert(0, before_head);
// 我们再把食物是否吃掉的标注更改下
food.eat = true;

其实可以与移动相对比下我们会发现，吃 食物 后与移动的区别就是是否移除蛇身的最后一个元素。食物 被吃掉后，就需要重新生成食物。生成食物，只需要随机生成一个食物坐标即可。这里我们使用随机库rand。

	// 随机算法这里仅是简单实现，生成食物的时候需要避开蛇的身体
	let mut rng = rand::thread_rng();
    let x = rng.gen_range(1..HEIGHT - 1);
    let y = rng.gen_range(1..WIDTH - 1);
    map[x][y] = "▣";
    food.position = [x, y];
    food.eat = false;

0x05 判断游戏结束

我们开篇已经说过游戏结束的两个条件，一是蛇头触及蛇身，二是蛇头触及 墙（边界）。这个判断很简单，代码如下。

/// 游戏是否结束
fn is_game_over(snake: &Snake) -> bool {
    let head = snake.head;
    // 如果蛇头触及到边界 触发游戏结束
    if head[0] == 0 || head[0] == HEIGHT - 1
        || head[1] == 0 || head[1] == WIDTH - 1 {
        return true;
    }
    let body_list = &snake.body;
    if body_list.is_empty() {
        return false;
    }
    // 蛇头触及到蛇的身体
    for body in body_list.iter() {
        if body[0] == head[0]
            && body[1] == head[1] {
            return true;
        }
    }
    return false;
}

0x06 其它注意事项

由于 Rust 并没有提供类似 C 语言的 getch、kbhit 等方法。在 Rust 获取键盘按键控制的方法中，我使用的是 device_query 这个库。但是有反馈这个库占内存比较大。

另外，在 Windows 下，每次输出都需要清屏：

Command::new("cmd.exe").arg("/c").arg("cls").status().expect("clear error!");

最后再补充一句，本篇文章也只是带领大家回顾下之前学习的内容。控制台实现的贪吃蛇并不是很完美，如果你对游戏比较感兴趣，那可以使用 bevy 引擎来实现。

0x07 第三方库

device_query : docs.rs/device_quer…

rand: docs.rs/rand/0.8.5/…

bevy : bevyengine.org/

0x08 源码

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