（31）贪吃蛇游戏（1）
最后更新于：2022-04-01 06:29:23
#（31）：贪吃蛇游戏（1）
经过前面一段时间的学习，我们已经了解到有关 Qt 相当多的知识。现在，我们将把前面所讲过的知识综合起来，开发一个贪吃蛇游戏。游戏很简单，相信大家都有见过，多多少少也都玩过。我们在实现这个贪吃蛇游戏时，会利用到事件系统、Graphics View Framework、QPainter 等相关内容，也会了解到一个游戏所具有的一些特性，比如游戏循环等，在 Qt 中如何体现出来。当然，最重要的是，通过一个相对较大的程序，学习到如何将之前的点点滴滴结合在一起。
本部分的代码出自：[http://qtcollege.co.il/developing-a-qt-snake-game/](http://qtcollege.co.il/developing-a-qt-snake-game/)，但是有一些基于软件工程方面考虑的修改，例如常量放置的位置等。
前面说过，Qt 提供了自己的绘制系统，还提供了 Graphics View Framework。很明显，绘制图形和移动图形，是一个游戏的核心。对于游戏而言，将其中的每一个部分看做对象是非常合理的，也是相当有成效的。因此，我们选择 Graphics View Framework 作为核心框架。回忆一下，这个框架具有一系列面向对象的特性，能够让我们将一个个图形作为对象进行处理。同时，Graphics View Framework 的性能很好，即便是数千上万的图形也没有压力。这一点非常适合于游戏。
正如我们前面所说，Graphics View Framework 有三个主要部分：
* `QGraphicsScene`：能够管理元素的非 GUI 容器；
* `QGraphicsItem`：能够被添加到场景的元素；
* `QGraphicsView`：能够观察场景的可视化组件视图。
对于游戏而言，我们需要一个`QGraphicsScene`，作为游戏发生的舞台；一个`QGraphicsView`，作为观察游戏舞台的组件；以及若干元素，用于表示游戏对象，比如蛇、食物以及障碍物等。
大致分析过游戏组成以及各部分的实现方式后，我们可以开始编码了。这当然是一个 GUI 工程，主窗口应该是一个`QGraphicsView`。为了以后的实现方便（比如，我们希望向工具栏添加按钮等），我们不会直接以`QGraphicsView`作为顶层窗口，而是将其添加到一个主窗口上。这里，我们不会使用 QtDesigner 进行界面设计，而是直接编码完成（**注意，我们这里的代码并不一定能够通过编译，因为会牵扯到其后几章的内容，因此，如果需要编译代码，请在全部代码讲解完毕之后进行**）：
~~~
#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H
#include <QMainWindow>
class QGraphicsScene;
class QGraphicsView;
class GameController;
class MainWindow : public QMainWindow
{
Q_OBJECT
public:
MainWindow(QWidget *parent = 0);
~MainWindow();
private slots:
void adjustViewSize();
private:
void initScene();
void initSceneBackground();
QGraphicsScene *scene;
QGraphicsView *view;
GameController *game;
};
#endif // MAINWINDOW_H
~~~
在头文件中声明了`MainWindow`。构造函数除了初始化成员变量，还设置了窗口的大小，并且需要对场景进行初始化：
~~~
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :
QMainWindow(parent),
scene(new QGraphicsScene(this)),
view(new QGraphicsView(scene, this)),
game(new GameController(*scene, this))
{
setCentralWidget(view);
resize(600, 600);
initScene();
initSceneBackground();
QTimer::singleShot(0, this, SLOT(adjustViewSize()));
}
~~~
值得说明的是最后一行代码。`singleShot()`函数原型如下：
~~~
static void QTimer::singleShot(int msec, QObject * receiver, const char * member);
~~~
该函数接受三个参数，简单来说，它的作用是，在 msec 毫秒之后，调用 receiver 的 member **槽函数**。在我们的代码中，第一个参数传递的是 0，也就是 0ms 之后，调用`this->adjustViewSize()`。这与直接调用`this->adjustViewSize();`有什么区别呢？如果你看文档，这一段的解释很隐晦。文档中写到：“It is very convenient to use this function because you do not need to bother with a timerEvent or create a local QTimer object”，也就是说，它的作用是方便使用，无需重写`timerEvent()`函数或者是创建一个局部的`QTimer`对象。当我们使用`QTimer::signleShot(0, ...)`的时候，实际上也是对`QTimer`的简化，而不是简单地函数调用。`QTimer`的处理是将其放到事件列表中，等到下一次事件循环开始时去调用这个函数。那么，`QTimer::signleShot(0, ...)`意思是，在下一次事件循环开始时，立刻调用指定的槽函数。在我们的例子中，我们需要在视图绘制完毕后才去改变大小（视图绘制当然是在`paintEvent()`事件中），因此我们需要在下一次事件循环中调用`adjustViewSize()`函数。这就是为什么我们需要用`QTimer`而不是直接调用`adjustViewSize()`。如果熟悉 flash，这相当于 flash 里面的`callLater()`函数。接下来看看`initScene()`和`initSceneBackground()`的代码：
~~~
void MainWindow::initScene()
{
scene->setSceneRect(-100, -100, 200, 200);
}
void MainWindow::initSceneBackground()
{
QPixmap bg(TILE_SIZE, TILE_SIZE);
QPainter p(&bg);
p.setBrush(QBrush(Qt::gray));
p.drawRect(0, 0, TILE_SIZE, TILE_SIZE);
view->setBackgroundBrush(QBrush(bg));
}
~~~
`initScene()`函数设置场景的范围，是左上角在 (-100, -100)，长和宽都是 200px 的矩形。默认情况下，场景是无限大的，我们代码的作用是设置了一个有限的范围。Graphics View Framework 为每一个元素维护三个不同的坐标系：场景坐标，元素自己的坐标以及其相对于父组件的坐标。除了元素在场景中的位置，其它几乎所有位置都是相对于元素坐标系的。所以，我们选择的矩形 (-100, -100, 200, 200)，实际是设置了场景的坐标系。此时，如果一个元素坐标是 (-100, -100)，那么它将出现在场景左上角，(100, 100) 的坐标则是在右下角。
`initSceneBackground()`函数看似很长，实际却很简单。首先我们创建一个边长`TILE_SIZE`的`QPixmap`，将其使用灰色填充矩形。我们没有设置边框颜色，默认就是黑色。然后将这个`QPixmap`作为背景画刷，铺满整个视图。
现在我们的程序看起来是这样的：
[](http://files.devbean.net/images/2012/12/snake-scene.png)
在后面的章节中，我们将继续我们的游戏之旅。下一章，我们开始创建游戏对象。