用C++实现基于文本界面的纸牌

纸牌是几年前我在一台古老的Windows3.1笔记本电脑上玩的第一款电脑游戏。我从来没有真正实施过。当我说纸牌时，我实际上指的是Klondike的变体，我认为它是电脑玩家中最常见的。

这些天我喜欢C语言，因为它离机器很近，而且几乎所有人都可以随身携带，这让我有一种禅宗般的感觉。标准库不像Python、Java或JavaScript那样方便，但是我们不需要太多复杂的数据结构，所以我们可以使用自己的结构。

最初不会有图形版本，但基于终端字符的版本似乎是一个好主意，本着一次只做一件事的精神-先做一些游戏逻辑，然后再做一些用户界面，甚至可能是后来的GUI。

我不会为自己喜欢的项目做太多的前期计划，它们大多是在旅途中发展起来的。然而，在这个游戏中，计划是按照以下路线进行：

枚举{套装心脏，套装黑桃，套装俱乐部，套装钻石//♥♠♣♦}；枚举{RANK_A，RANK_2，RANK_3，RANK_4，RANK_5，RANK_6，RANK_7，RANK_8，RANK_9，RANK_10，RANK_J，RANK_Q，RANK_K}；类型定义结构卡{INT SUIT；INT RANK；}；

两张牌是交替颜色的吗？(因为列中的卡片颜色必须在红色和黑色之间交替)。

卡可以放在底座上吗？(A♥->；2♥->；3♥->；.->；Q♥->；K♥)。

卡片可以放在底部吗？(交替且按顺序)(J♦->；10♠->；9♥->；8♣->；7♥)

int is_Black(卡片c){return C.Suit==Suit_Club||C.Suit==Suit_Spade；}int is_red(卡片c){Return C.Suit==Suit_Heart||C.Suit==Suit_Diamond；}int IS_Alternate_Color(卡片第一，卡片第二){Return IS_Black(第一)！=IS_Black(第二)；}int is_in_Sequence(卡片较低，卡片较高){返回较高。排名==较低。排名+1；}int Can_Be_Placed_Bottom(卡片父项，卡片子项){return is_Alternate_color(父项，子项)&；&；is_in_Sequence(子项，父项)；}int is_Same_Suit(卡片第一，卡片第二){返回第一。西装==第二件。Suit；}int Can_be_Placed_on_Foundation(卡片父项，卡片子项){return is_ame_Suit(父项，子项)&；&；is_in_Sequence(父项，子项)；}。

卡C5s=make_card(Suit_Spade，RANK_5)；卡C6H=MAKE_CARD(Suit_HARD，RANK_6)；printf("；5s为黑色%d vs 1\n"；，is_Black(C5s))；printf("；5s为红色%d vs 0\n"；，is_red(C5s))；printf("；5s 6h为备用%d vs 0\n"；)；printf("；5s 6h为备用%d vs 0\n"；，is_red(C5s))。

注意：如果您想要比在开发期间在main()函数中转储一些代码更正确地进行测试，那么在C中有很多单元测试框架。

让我们来定义我们的第一堆卡片--最初的52张卡片(股票)。

纸牌周围似乎还有几堆纸牌--例如，废纸牌(显露的卡片)、地基上的一堆纸牌和底部的几堆纸牌，我们称之为柱子。将桩的概念封装为具有相关功能的结构是有意义的。游戏板/游戏状态结构将包含所有这些堆。

#DEFINE CARD_COUNT 52 tyfinf struct card_node{card*value；struct card_node*next；}card_node；tyfinf struct pilt{card_node*head；int num_card；}pill；tyfinf struct Game_state{pil**pols；int pile_count；}Game_state；

堆**堆是指向堆的指针数组，也可以写为堆*堆[PILL_COUNT]。

我们可以用链表表示一堆牌的集合，或者只是假设不会有超过52张的牌堆，并使用一个数组作为后备存储和一个计数器。这样，以每堆更多的内存开销为代价。由于有一个已知的桩数：未翻转和已翻转的卡片组，4个基础，7根柱，总数为2+4+7=13个桩。在32位系统上，这最多是13*(卡的大小*)*card_count=13*4*52=2704字节开销，在PC上没有那么多，这可能是微控制器的一个因素。

另一方面，链表是一种传统的C结构，因此使用它们可能会更好。让我想想。

我们需要一套桩操作函数。Push/Pop处理卡片列表的末尾。对于处理列表开头的函数，我选择使用JavaScript命名法(Shift/UnShift)。

Java LinkedList使用addFirst、addLast、pollFirst、polllast、getFirst、getLast等名称，但它们更一致。

pileMake_pile()；void ush(堆*堆，card*card)；card*pop(堆*堆)；card*shift(堆*堆)；void unShift(堆*堆，card*card)；card*peek_card_at(堆*堆，int index)；card*peek(堆*堆)；card*peek_last(堆*堆)；void delete(堆*堆，card*card)；

这些函数的实现非常简单-我们必须链接或取消链接列表中的项目。我还选择使用非侵入式列表结构，节点类型为CARD_NODE，数据类型为CARD。

介入式容器和非介入式容器之间的区别在于，介入式容器中的值类型知道它们是某个集合的一部分，这意味着链接嵌入在结构中，例如：

在非侵入式列表中，值类型不嵌入链接，因此我们引入了具有指向card`值的指针的card_node节点类型。

这会影响列表操作函数的实现，性能侵入型列表在迭代时分配较少，取消引用也较少。使用非侵入式容器可以分离值和容器数据，我喜欢在软件中分离关注点(和职责)。

我也可能受到Java/C#等平台提供的数据结构是非侵入性的影响。

为了实例化结构，我使用了make_type的约定，它使用malloc()为它们分配内存。此内存必须稍后释放，这是销毁列表节点的函数的责任：POP/SHIFT/DELETE。由于纸牌中的所有52张牌碰巧都不会消失，我们不需要删除牌本身或游戏状态-当玩家退出游戏时，它们将被释放。

我一直试图一致地跟踪枚举中的项数。我喜欢将最后一个枚举项添加为ENUM_COUNT，由于枚举值在C中为零索引，因此它可以方便地解析为以前项的数量。

当然，您也可以#定义Suite_Count 5，但是您还应该记住在枚举增长或缩小时更改定义。

了解了基本函数后，让我们编写第一个填充初始纸牌的游戏手持设备函数。

void Fill_Deck(堆*堆){FOR(int rank=0；ank<；rank_count；rank++){for(int Suit=0；Suit<；Suit_count；Suit++){PUSH(PILL，MAKE_CARD_PTR(Suit，RANK)；}。

由于没有内置的列表混洗功能，我不得不使用自己的功能。它类似于Fisher-Yates Shuffle，但是我们在技术上不交换元素，而是将第一个元素插入到一个随机的位置。

void shashffle_堆(堆*堆){int shashffle_Times=堆->；num_card*10；for(int i=0；i<；Shuffle_Times；i++){//取消卡片移位并插入到随机位置int idx=rand()%堆->；num_card-1；card_ptrcard=Shift(堆)；INSERT(堆，卡，idx)；}}

一个流行的文本用户界面库被称为ncurses(新的curses)。我们可以通过使用它的Unicode版本ncursesw来获得对Unicode卡符号的支持，比如♥♠♣♦。这使我们能够将卡片表示为相当易读的10♠或J♥。

我们可以引入帮助器函数，例如RANK_to_charptr和Suit_to_charptr，我们将使用这些函数来打印卡片表示，并使用花色的Unicode字符代码：

const char*Suit_to_charptr(Int Suit){Switch(Suit){case Suit_Heart：return"；\u2665"；；case Suit_Spade：return"；\u2660"；；case Suit_Club：return"；\u2663"；；case Suit_Diamond：return"；\u2666"；.}}。

要在屏幕上的某个位置打印卡，我们使用MOVE(int row，int column)函数设置光标位置，然后使用printw ncurses函数进行打印，该函数的行为类似于printf。还有一些变体，比如mvprintw，它将移动光标和打印结合在一起。

现在我们需要在屏幕上布置堆积。对于纸牌玩家来说，它应该看起来很熟悉：

在这里，我还必须决定如何对成堆的卡片进行排序。我认为，第一张卡片主要是展示的那张-用于库存、废物和饲料堆放，这是有道理的。

我需要添加一个peek(堆*堆)函数来查看堆，因为这些堆只会显示最上面的卡片。

柱堆将按从上到下的顺序排列，所以最初只会显示最后一张牌，但我们可以从第一张牌画到最后一张牌。

呈现代码相当乏味，它使用字符串数组作为标题，选择任意大小(100)作为游戏终端宽度，然后遍历堆积如山并在屏幕上移动光标，直到全部布置完毕。

char*first_row_headers[]={"；Stock"；，"；waste"；，"；，"；Foundation 1"；，"；Foundation 2"；，"；Foundation 3"；，"；Foundation 4"；}；.//第一行标题int column_size=14；for(int i=0；i<；7；i++){Move(0，column_size*i)；printw("；%s"；，first_row_headers[i])；}//第一行内容移动(1，0)；printw_card(peek(stock(State)；move(2，0)；printw_堆_size(stock(State))；.//Foundations for(int f=0；f<；Foundation_count；f++){int Foundation_。Move(1，(Foundation_1_Column+f)*Column_Size)；printw_card(peek(Foundation(state，f)；Move(2，(Foundation_1_Column+f)*Column_Size)；printw_堆_Size(Foundation(state，f))；}。

在开发这一点上，显示正面朝下的牌(未显示的牌，列中的大多数牌)的等级和花色是有意义的，表示为(Q♦)。我还将显露的旗帜(正面朝上)添加到卡片结构中，因为列中可能有多张正面朝上的卡片序列。

如果我们增加一点颜色，玩家将更容易区分4个♣和4个♥(四个黑桃和四个红心)。幸运的是，Ncurses支持终端中的颜色。我用了吉姆·霍尔的教程来快速掌握基础知识。

游戏机只支持八种基本颜色-黑、红、绿、黄、蓝、品红、青、白。然后，我们必须使用init_air(索引、前景、背景)定义颜色对。您还可以将-1作为颜色传递给此函数，以使用默认值。

要在打印期间实际使用该颜色对，请使用ATTRON(COLOR_Pair(Int Pair))打开颜色属性。稍后应该通过相应的attroff()调用将其关闭。

我们可以选择使用基于文本的控件，它(在移动卡片的情况下)具有源目标的形式，因此，例如，c3c4表示从第3列中取出1张卡片，并将其放在第4列。我们还需要从库存中抽出一张卡片，因此这可能是命令s。要移动抽出的卡片(从废品中)，我们将使用w。因为有时需要移动多张卡片，所以可以使用类似3c1c5-从第1列中取出3张卡片并将其放入第4列的命令来解决。由于有时需要移动多张卡片，因此可以使用类似3c1c5-从第1列和第4列中取出三张卡片的命令来解决。

有些事情，应该是不可能的。将多张牌从一列移到一个基础是没有意义的，因为它们不会按照同一花色的升序排列。将多张卡片从废品移入一列也是不允许的。从库存中抽出多张牌可能是可能的，但让我们忽略它，稍后再添加它。让我们也禁止将卡从基金会转移到其他地方。

关于如何用C语言解析用户输入，我们有多种选择。我最初想手动解析它，逐个字符并跟踪状态，或者将scanf函数与多个输入模板一起使用，例如%c%d%c%d，用于c3f1之类的东西。scanf系列函数返回特定转换的数量，因此我们可以检查返回值是否成功并级联检查。

使用scanf选项时，应该按照从最具体到最不具体的顺序准备模板，我们最终得到四种特定模式：

%dC%d c%d->；3c4 c5%dC%c%d->；c3 F1/c7 c2w%c%d->；w c4/w F3s->；s。

由于解析函数parsed_input parse_input(char*command)应该返回多个值，让我们将其封装在一个结构中：

tyfinf struct parsed_input{char source；char destination；int source_index；int target_index；int source_mount；int SUCCESS；}parsed_input；

解析函数逐个尝试模式，同时填充源/目的地，因为某些模式暗示了它们-例如，Pattern_STOCK表示源是库存堆，而目的地是未定义的。

parsed_input parse_input(char*command){parsed_input parsed；parsed。Success=1；已解析。source_mount=1；//解析器模式char*Pattern_MULTI_MOVE="；%dC%d%d"；；char*Pattern_Single_Move="；c%d%c%d"；；char*Pattern_Waste_Move="；w%c%d"；；char*pattern_stock="；s"；if(sscanf(command，Pattern_MULTI_MOVE，&；para；已解析SOURCE_AMOUNT(&A)。SOURCE_INDEX已解析(&；)。Destination_Index)==3){已解析。源='；c'；已解析。Destination='；c'；；}Else if(sscanf(command，pattern_Single_Move，&；parsed。SOURCE_INDEX已解析(&；)。目标，已解析(&；)。Destination_Index)==3){已解析。source='；c'；；}Else IF(sscanf(command，pattern_waste_move，&；parsed。目标，已解析(&；)。Destination_Index)==2){已解析。source='；w'；；}Else if(strcmp(command，pattern_stock)==0){已解析。Source='；s&39；；}其他{已解析。成功=0；}返回已解析；}。

请注意，如果我们使用箭头键控制纸牌，我们也可以重用parsed_input结构，或者在以后的图形版本中，当开发出更图形化的界面时，我们还可以有一个光标的概念，我们可以用箭头键在堆中移动。

我们使用的伪随机数生成器-rand()需要一个种子来生成数字序列。如果种子相同，则在应用程序的不同运行中，序列最终是相同的。根据srand的手册页，如果没有提供种子值，rand()函数将自动设定为值1的种子。

使用系统时钟中的值为生成器设定种子是一种常见的做法：

它还意味着，如果我们使用一个特定值，比如srand(123)，我们就可以用它来重现正在发牌的特定的牌序列。

一旦我们解析了用户的命令，我们就知道他们想要将卡片从哪里移动到哪里。现在是基于源列和目标列应用规则的时候了。我们可以应用一个简单的来源栏目规则--我们可以从废物或栏目中挑选来源卡片，只有当它不是空的时候，我们才会挑选最后一张卡片。

无论是基金会还是专栏，目的地都有不同的规则，但事件的顺序是相似的。我们从目标堆中拿起最后一张牌，使用游戏逻辑比较功能，如果卡可以移动，我们将其从其源中移除，并将其推送到目标堆的末尾：

void MOVE_CARD(card*card，pill*source_pill，堆*目的堆){POP(Source_Pill)；show(PEEK_LAST(Source_Pille))；Push(目的地_堆，card)；}.card*source_card=peek_last(Source_Pill)；.card*top_Foundation_card=peek(Source_Piler)；if(can_be_placed_on_foundation(*top_foundation_card，*SOURCE_CARD)){MOVE_CARD(SOURCE_CARD，SOURCE_PARD，Destination_PILD)；返回MOVE_OK；}。

还需要包含在空基上放置A或在空列上放置国王的特殊规则：

IF(parsed.Destination=='；f'；){if(Destination_Pill->；Num_Card==0&；&；source_card->；rank==RANK_A)MOVE_CARD(SOURCE_CARD，SOURCE_PILD，Destination_PILD)；.}.。IF(parsed.Destination=='；c'；){if(Destination_Pill->；Num_Card==0&；&；source_card->；RANK==RANK_K)MOVE_CARD(SOURCE_CARD，SOURCE_PARD，Destination_PILD)；.}

我们还希望允许玩家一次移动多张牌，从一列到另一列。

要做到这一点，我们必须更改移动的逻辑-从检查源列的最下面的卡片是否适合目标列，到检查第N张卡片是否适合。

幸运的是，这只是围绕整个卡片移动逻辑的单个for循环，但有一个警告：我们不能只是从源堆中弹出最底层的卡，而是从堆中间删除可能的第N张卡，这意味着要实现另一个链表操作函数delete(堆*，卡*)。

//将卡片从堆中移除，重新链接列表void delete(堆*堆，卡*卡){if(is_空(堆)){return；}//第一个项目没有上一个节点card_node*prev=null；card_node*current；for(Current=堆->Head；Current！=null；Prev=Current，Current=Current-&>Next){if(Current-&>Next){IF(当前-&>下一个){IF(当前-&>下一个)。value==card){//如果找到第一个项目，则为特殊情况-如果(prev==null){堆->头=Current->；Next；}否则{//跳过当前项目Prev-&>；Next=Current-&>；Next；}//跳过列表中的当前项目-&>Head=Current-&>；Next；Next；//递减卡片计数器堆-&>；Num_Carders--；free。

既然这个游戏大部分都能用，我们就可以安装一个计分机制了。根据维基百科，Windows纸牌的标准评分是：

我们知道所有这些事件何时发生，因此我们可以使用一个小助手函数逐个添加分数操作：

void add_core(GAME_STATE*STATE，INT SCORE){STATE->SCORE+=SCORE；IF(STATE->；SCORE<；0){STATE-&>SCORE=0；}}。

丰富桩类型以跟踪其桩类型(柱、基础等)以保留MOVE_CARD函数中的大部分分数也很有意义：

void MOVE_CARD(GAME_STATE*STATE，卡*卡，堆*源_堆，堆*目的地_堆){.//如果(目的地_堆-&>类型=='；f'；){添加_分数(状态，10)；}如果(源_堆->类型=='；w'；&；&；目的地_堆-&>类型=='；c'；){ADD_SCORE(STATE，5)；}}。

我添加了一个不使用Unicode符号进行编译的选项，使用Makefile中定义为-DUNICODE的#ifdef Unicode。即使在使用userland Linux兼容层的Android手机上编译和运行这款游戏也是相当巧妙的。

我还在考虑将源代码拆分成多个文件。在考虑将端口移植到不同平台时，这确实是有意义的，我希望这样做！我至少会将整个ncurses接口拆分成一个单独的模块，并将其余的逻辑放在一起。

我想在开发这款游戏的同时尝试一些新东西，同时也在寻找一个有趣的项目来学习传统的VIM+GCC+GDB Linux堆栈。入门相当慢，从我通常使用的Visual Studio/VSCode/IDEA堆栈开始，这个堆栈稍微有点.。集成的。

语法着色是必须的。为了使VIM的行为更像现代IDE，我还将其配置为。

我发现保留.vimrc文件作为要点非常有用，这样我所有的机器都可以访问它。

您首先需要使用调试符号进行编译，使用GCC标志-g。这也可以在Makefile中完成，我已经创建了一个使用符号构建的调试目标。

最有用的gdb命令是p，用于打印expr的值

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