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发表于 3 天前 | 查看: 8| 回复: 0

“VC跑动小人游戏的源码”是一个基于Visual C++开发的经典游戏项目,涵盖C++编程、图形界面设计、游戏逻辑构建与事件处理等核心技术。该项目利用MFC实现GUI界面,通过面向对象方式设计游戏角色与行为,包含角色控制、碰撞检测、计分系统及资源管理等功能。源码结构清晰,适合学习游戏开发基础与VC++应用开发,是掌握Windows平台下游戏开发流程的理想实践案例。

游戏设计思想:C++面向对象编程与MFC的实战整合

现代高性能游戏偏爱C++,关键在于其提供的 控制力与性能。在这种高自由度的语言环境中,面向对象编程(OOP) 成为组织复杂游戏系统的最佳范式。

想象一下,“跑动小人”中有玩家、障碍物、背景、UI控件等多种元素。如果全部用全局变量和函数堆砌,代码将迅速变得难以维护。OOP的三大特性为此提供了解决方案:

  • 封装:将数据和操作打包成类。例如,CPlayer类仅对外暴露Jump()Move()等公有接口。
  • 继承:让不同游戏实体共享基础行为。例如,所有可交互对象都可派生自一个公共的CGameObject基类。
  • 多态:游戏主循环无需关心具体对象类型,通过统一的虚函数接口(如Update()Draw())驱动整个游戏世界。

一个典型的抽象基类设计如下:

class CGameObject {
public:
    virtual void Update() = 0; // 纯虚函数,更新逻辑
    virtual void Draw(CDC* pDC) = 0; // 纯虚函数,绘制自身
    virtual ~CGameObject() {} // 虚析构函数
};

所有游戏实体只要继承并实现了这个基类,就可以被统一管理。主循环变得异常简洁:

for (auto& obj : m_objects) {
    obj->Update(); // 更新所有对象状态
    obj->Draw(pDC); // 绘制所有对象
}

这种设计体现了OOP应对复杂性的工程智慧,也是构建清晰、可扩展游戏架构的基础。掌握这种设计模式,对理解更复杂的数据结构与算法在系统设计中的应用也大有裨益。

MFC:Windows图形编程的高效路径

MFC(Microsoft Foundation Classes)常被认为是“过时”的技术,但在构建原生Windows桌面应用,特别是需要快速开发且不涉及复杂3D渲染的场景下,它依然是一个高效且稳定的选择。它本质上是Win32 API的一套C++封装,将许多繁琐的底层操作简化。

应用程序骨架与消息驱动机制

每个MFC程序都始于一个全局应用程序对象,它是程序的入口点:

CRunManApp theApp; // 全局唯一实例

MFC运行时会自动查找此实例,并调用其InitInstance()方法进行初始化。在这个方法中,我们创建并显示主窗口:

BOOL CRunManApp::InitInstance() {
    m_pMainWnd = new CGameFrame(); // 创建主框架窗口
    m_pMainWnd->ShowWindow(m_nCmdShow);
    m_pMainWnd->UpdateWindow();
    return TRUE;
}

主窗口类CGameFrame继承自CFrameWnd,并通过消息映射宏将Windows消息(如WM_PAINT)与对应的成员函数(如OnPaint())关联起来,避免了原生Win32编程中冗长的switch-case语句。

class CGameFrame : public CFrameWnd {
public:
    CGameFrame();
protected:
    afx_msg void OnPaint(); // 声明消息处理函数
    DECLARE_MESSAGE_MAP() // 声明消息映射
};

BEGIN_MESSAGE_MAP(CGameFrame, CFrameWnd)
    ON_WM_PAINT() // 将WM_PAINT消息映射到OnPaint函数
END_MESSAGE_MAP()

对于游戏这类实时应用,通常可以跳过MFC中复杂的“文档/视图”架构,直接在框架窗口中进行绘制,以减少不必要的抽象层次,提升运行效率。

理解消息循环

Windows是一个事件驱动的操作系统,用户输入、系统事件都被转换为“消息”。MFC的CWinApp::Run()方法内部封装了一个经典的消息循环:

int CWinApp::Run() {
    MSG msg;
    while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0)) {
        if (!PreTranslateMessage(&msg)) {
            TranslateMessage(&msg);
            DispatchMessage(&msg);
        }
    }
    return (int)msg.wParam;
}

PreTranslateMessage()是一个关键钩子,允许我们在消息被分发给窗口过程前进行拦截处理,例如实现全局快捷键。理解这一机制,是掌握Windows平台 网络与系统编程中事件驱动模型的基础。

游戏主窗口与图形渲染技术

双缓冲技术:消除画面闪烁

OnPaint()中直接进行绘制操作常会导致画面闪烁,因为Windows会先擦除背景再绘制新内容。解决方案是双缓冲技术:先在内存设备上下文(Memory DC)中完成整帧画面的绘制,再一次性拷贝到屏幕。

void CGameFrame::OnPaint() {
    CPaintDC dc(this); // 屏幕设备上下文
    CRect rect;
    GetClientRect(&rect);

    CDC memDC; // 内存设备上下文
    memDC.CreateCompatibleDC(&dc);

    CBitmap bitmap;
    bitmap.CreateCompatibleBitmap(&dc, rect.Width(), rect.Height());
    CBitmap* pOldBmp = memDC.SelectObject(&bitmap); // 选入位图

    // 所有绘制操作在memDC上进行
    memDC.FillSolidRect(&rect, RGB(240, 240, 240)); // 绘制背景
    DrawPlayer(&memDC);
    DrawObstacles(&memDC);

    // 一次性将内存位图拷贝到屏幕
    dc.BitBlt(0, 0, rect.Width(), rect.Height(), &memDC, 0, 0, SRCCOPY);

    memDC.SelectObject(pOldBmp); // 恢复旧位图,防止资源泄漏
}

精灵动画与透明合成

要让角色动起来,需要使用精灵动画。首先加载包含多帧动画的精灵图(Sprite Sheet),然后根据时间或状态切换显示的帧。

class CSpriteAnimator {
    CDC m_memDC;
    CBitmap m_sheet;
    int m_frameWidth = 64, m_frameHeight = 64;
    int m_cols = 8; // 精灵图每行的帧数
public:
    bool Load(LPCTSTR path) {
        return m_sheet.LoadBitmap(path);
    }
    void DrawFrame(CDC* pDC, int x, int y, int frameIndex) {
        CDC* src = &m_memDC;
        src->SelectObject(&m_sheet);
        // 从精灵图中拷贝指定帧
        pDC->BitBlt(x, y, m_frameWidth, m_frameHeight,
                    src, frameIndex * m_frameWidth, 0, SRCCOPY);
    }
};

通过结合状态机(State Machine),可以根据角色的不同状态(奔跑、跳跃、下蹲)播放对应的动画序列,使动作过渡更加自然流畅。实现状态机是编程中一项核心的 算法与逻辑设计技能。

资源管理:预加载与缓存

切忌在每一帧的绘制循环中从磁盘加载图片,这会导致严重的性能问题。正确的做法是在游戏初始化阶段进行预加载,并统一管理。

// GraphicsManager.h
#pragma once
class CGraphicsManager {
private:
    static CImage s_playerImg;
    static CImage s_bgImg;
public:
    static bool LoadAll(); // 初始化时调用
    static void ReleaseAll(); // 退出时调用
    static CImage* GetPlayer() { return &s_playerImg; }
};

游戏逻辑实现:角色、交互与物理

角色系统设计

玩家角色类CPlayer是游戏核心,它管理角色的位置、速度、状态等信息,并采用状态机驱动行为。

enum PlayerState { STATE_RUNNING, STATE_JUMPING, STATE_DUCKING, STATE_DEAD };

class CPlayer {
private:
    CPoint m_pos; // 位置
    CSize m_vel;  // 速度
    PlayerState m_state;
    bool m_onGround;
public:
    void Update(float deltaTime); // 更新逻辑,传入时间增量
    void Jump();
    void Draw(CDC* pDC);
};

Update函数使用时间增量deltaTime进行计算,确保无论帧率如何变化,角色的运动速度都是恒定的,实现帧率无关的运动。

输入处理与定时器循环

游戏需要实时响应键盘输入。在MFC中,可以通过ON_WM_KEYDOWN消息映射来处理按键。为了避免按键“连发”过快,可以采用边缘检测逻辑。

static BYTE s_keyStates[256] = {0};

void ProcessKey(UINT key, BOOL isDown) {
    if (isDown && !s_keyStates[key]) { // 按键刚被按下
        HandleKeyPress(key);
    }
    s_keyStates[key] = isDown;
}

游戏主循环通过Windows定时器SetTimer驱动。在定时器回调OnTimer中更新游戏世界并请求重绘。

SetTimer(1, 33, NULL); // 约30FPS

void CGameView::OnTimer(UINT_PTR nIDEvent) {
    if (nIDEvent == 1) {
        float dt = CalculateDeltaTime(); // 计算与上一帧的时间差
        m_player.Update(dt);
        UpdateObstacles(dt);
        CheckCollisions();
        Invalidate(FALSE); // 请求重绘,FALSE参数防止背景被擦除
    }
    CView::OnTimer(nIDEvent);
}

碰撞检测优化

最简单的碰撞检测是轴对齐包围盒(AABB)检测。

bool Intersect(const CRect& a, const CRect& b) {
    return !(a.right < b.left || b.right < a.left ||
             a.bottom < b.top || b.bottom < a.top);
}

当游戏对象数量增多时,两两检测(O(n²)复杂度)会带来性能压力。此时可以引入空间划分策略,例如将屏幕横向划分为多个区域(格子),每个对象根据其位置放入对应的格子。检测时,只需检测玩家所在格子及相邻格子内的对象,从而大幅减少检测次数。

像素化的T形图案 像素化的T形图案 像素化的T形图案 像素化的T形图案 像素化的T形图案
精灵动画序列帧示例(像素化T形图案)

纯黑色图像
双缓冲技术示意图:先在后台缓冲区(黑色区域代表)绘制完整帧

项目优化与发布

项目结构规范化

清晰的目录结构是项目可维护的基础。

/RunManGame/
├── /Include/      // 头文件
│   ├── Player.h
│   ├── Obstacle.h
│   └── GraphicsManager.h
├── /Source/       // 源文件
│   ├── Player.cpp
│   ├── Obstacle.cpp
│   └── MainFrm.cpp
├── /Resources/    // 资源文件
│   ├── /Images/
│   ├── /Sounds/
│   └── Game.rc
└── RunManGame.sln // 解决方案文件

性能调优清单

  • 资源预加载:确保所有图片、音效在初始化阶段加载完毕,而非在游戏循环中。
  • 发布构建配置:在Release模式下,启用优化(如/O2),使用静态链接运行时库(/MT),以生成独立、高效的可执行文件。
  • 内存泄漏检测:在Debug版本中,可以利用_CrtDumpMemoryLeaks()等工具确保没有内存泄漏。

增强体验:音效

使用Windows多媒体API可以轻松添加音效,增强游戏沉浸感。

#include <mmsystem.h>
#pragma comment(lib, "winmm.lib")
// 播放跳跃音效(异步,不阻塞)
PlaySound(_T("jump.wav"), NULL, SND_FILENAME | SND_ASYNC);
// 循环播放背景音乐
PlaySound(_T("bgm.wav"), NULL, SND_FILENAME | SND_ASYNC | SND_LOOP);

总结

通过Visual C++与MFC开发“跑动小人”游戏,是一次深入理解Windows桌面应用开发、C++面向对象设计以及经典游戏循环原理的绝佳实践。虽然现代游戏开发多采用更高级的引擎,但掌握这些底层技术能赋予开发者更强的系统掌控力和问题解决能力。从窗口创建、消息处理、图形渲染到游戏逻辑整合,每一步都蕴含着扎实的编程思想,值得每一位对Windows平台开发或游戏编程感兴趣的开发者动手实践。

纯黑色图像




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