详解matlab之简易2048制作

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了详解matlab之简易2048制作相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

详解matlab之简易2048制作

一):制作之前

小游戏2048出来也算很久了,基本上大家都知道,通俗易懂,玩法也很简单,前几天兴趣来了,通过matlab小做了一下,并做成了gui界面,总的来说基本功能是实现了,还是挺有意思的。

好吧,下面来说说具体实现过程。虽然不是专业做游戏的,但是想想,做一个游戏或者编一个程序,首先得有框架,或者大体实现思路,第一步该干啥,下一步,等等等等,最后实现了。这之中先不管具体到某一步能不能实现,总的架构得有。之后才是具体到某一步,分析合理性以及解决办法。比如像这个游戏,你就得考虑一下几点吧:

(1)关于初始化:

初始化简单,生成最初的数字2吧,一般是生成2个2,那么生成的位置呢?肯定是随机的,也就是16个位置随机挑两个位置放2。

(2)运行时出现2的位置问题

那么在每次执行一次上下左右以后,整个游戏方格中必须出现一个新的2吧,那么这个2出现在哪里?首先得是空余的位置,然后是在这些空余位置里随机放吧。

(3)移动方向问题

自然这个问题是这个游戏的关键。这个游戏每次我们得在“上下左右”四个方向上选择一次运行吧,选择以后,就是关于相同数值的合并问题了,比如说某一次选择的是上这个方向,那么对于4*4的矩阵上,每一列上的四个位置我们得看看有没有数字吧?有几个数字?然后这几个数字能不能合并?合并完以后再把合并完的数字移动位置(依次移动到每一列的最上面排着),移动完以后,剩下的位置得清空为0。这样对于每一列操作一次就把“上”对应的操作做完了,那么“下左右”同理这么实现就可以了。

(4)关于数字合并

合并数字就是当碰到相同数字的时候的相加起来作为一个新的数字,原来两个数字就不见了。有问题的一点就是某次操作时某一列或者行上的数字有几个,要是一个就不用合并了,直接移动到这一行或者列的最当头就是了,如果多余一个数字,再看数字能不能合并?那么怎么合并,比如有一次往右边移动,那就是四行数字往右边走,假设某一行是[2 2 4 0],那么变成[0 0 4 4],如果是[0 2 2 2],那么怎么合?是第2和3合,还是第3和4合?如果是往右移动,那就是3和4位置的合,往左移动,就是2和3位置的合。理解了合的顺序关系那就简单了。

(5)关于游戏怎么结束

结束的方式似乎很简单,当4*4的位置排满数字,且上下左右都不能合并的时候就算结束了。

(6)其他还有什么,就看着需要办吧

二):实现过程

(1)关于空位置补充一个2

这个好弄,在运行之间把当前的4*4矩阵输入进来,检测一下为0的位置,然后在这些位置中挑一个位置置为2,然后返回这个矩阵就ok了,如下:

function M = add_single_2(M)
index = find(M == 0);%找为0的位置
num = randperm(length(index),1);%随机挑一个位置
M(index(num)) = 2;
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(2)关于移动后的操作

首先移动,我们的有个方法来检测是往哪个方向移动,比如用检测字符“w s a d”作为上下左右吧,每次检测到一个一以后,再对于这个移动方法,分别对每列(也可能是每行)进行数据合并,移动等等。那么每次移动后,我们得索引那些有数值的点,然后才能进行合并操作。代码如下:

function M = move(M,way)
switch way
    %上去
    case ‘w‘
        [x,y] = find(M~=0);%索引有数字的位置点     
        M = up(M,x,y,1);%输入位置点和第1列数,合并
        M = up(M,x,y,2);%输入位置点和第2列数,合并
        M = up(M,x,y,3);%输入位置点和第3列数,合并
        M = up(M,x,y,4);%输入位置点和第4列数,合并
    case ‘s‘
        [x,y] = find(M~=0);%索引有数字的位置点
        M = down(M,x,y,1);%输入位置点和第1列数,合并
        M = down(M,x,y,2);%输入位置点和第2列数,合并
        M = down(M,x,y,3);%输入位置点和第3列数,合并
        M = down(M,x,y,4);%输入位置点和第4列数,合并
    case ‘a‘
        [x,y] = find(M~=0);%索引有数字的位置点
        M = left(M,x,y,1);%输入位置点和第1行数,合并
        M = left(M,x,y,2);%输入位置点和第2行数,合并
        M = left(M,x,y,3);%输入位置点和第3行数,合并
        M = left(M,x,y,4);%输入位置点和第4行数,合并
     case ‘d‘
         [x,y] = find(M~=0);%索引有数字的位置点
         M = right(M,x,y,1);%输入位置点和第1行数,合并
         M = right(M,x,y,2);%输入位置点和第2行数,合并
         M = right(M,x,y,3);%输入位置点和第3行数,合并
         M = right(M,x,y,4);%输入位置点和第4行数,合并
    otherwise
        warning(‘输入方向键错误,方向描述:上:w 下:s 左:a 右:d‘);
        M = M;           
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三):关于具体某个方向的操作

现在有了矩阵M,也知道了不为0的数据点的行x与列y,以及我们要对哪一行或者那一列进行操作,下面合并就简单了,所需要考虑的问题就是那一行或者列到底有几个数(无非0,1,2,3,4)?这几个数能不能合并?谁更谁合并的问题。这里比较一般的方法,我们可以把所有的可能性都列出来,进行switch选择不就可以了,具体如下:

3.1)上操作:

function M = up(M,x,y,num)
index1 = find(y==num);%找第一列的位置
switch length(index1)
    case 1
        M(1,num) = M(x(index1),y(index1));
        M(2:end,num) = 0;
    case 2
        temp1 = M(x(index1(1)),y(index1(1)));
        temp2 = M(x(index1(2)),y(index1(2)));
        if temp1==temp2
            temp = temp1 + temp2;
            M(1,num) = temp;
            M(2:end,num) = 0;
        else
            M(1,num) = temp1;
            M(2,num) = temp2;
            M(3:end,num) = 0;
        end
    case 3
        temp1 = M(x(index1(1)),y(index1(1)));
        temp2 = M(x(index1(2)),y(index1(2)));
        temp3 = M(x(index1(3)),y(index1(3)));
        if temp1==temp2
            temp = temp1 + temp2;
            M(1,num) = temp;
            M(2,num) = temp3;
            M(3:end,num) = 0;
        else if temp2==temp3
                temp = temp2 + temp3;
                M(1,num) = temp1;
                M(2,num) = temp;
                M(3:end,num) = 0;
            else
                M(1,num) = temp1;
                M(2,num) = temp2;
                M(3,num) = temp3;
                M(4:end,num) = 0;
            end
        end
    case 4
        temp1 = M(x(index1(1)),y(index1(1)));
        temp2 = M(x(index1(2)),y(index1(2)));
        temp3 = M(x(index1(3)),y(index1(3)));
        temp4 = M(x(index1(4)),y(index1(4)));
        if temp1 == temp2
            if temp3 == temp4
                temp = temp1 + temp2;
                tempp = temp3 + temp4;
                M(1,num) = temp;
                M(2,num) = tempp;
                M(3:end,num) = 0;
            else
                temp = temp1 + temp2;
                M(1,num) = temp;
                M(2,num) = temp3;
                M(3,num) = temp4;
                M(4:end,num) = 0;
            end
        else if temp2 == temp3
                temp = temp2 + temp3;
                M(1,num) = temp1;
                M(2,num) = temp;
                M(3,num) = temp4;
                M(4:end,num) = 0;
            else if temp3 == temp4
                    temp = temp3 + temp4;
                    M(1,num) = temp1;
                    M(2,num) = temp2;
                    M(3,num) = temp;
                    M(4:end,num) = 0;
                else
                    M(1:end,num) = M(1:end,num);
                end
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        end
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3.2):下操作:

function M = down(M,x,y,num)
index1 = find(y==num);%找第一列的位置
switch length(index1)
    case 1
        M(4,num) = M(x(index1),y(index1));
        M(3:-1:1,num) = 0;
    case 2
        temp2 = M(x(index1(1)),y(index1(1)));
        temp1 = M(x(index1(2)),y(index1(2)));
        if temp1==temp2
            temp = temp1 + temp2;
            M(4,num) = temp;
            M(3:-1:1,num) = 0;
        else
            M(4,num) = temp1;
            M(3,num) = temp2;
            M(2:-1:1,num) = 0;
        end
    case 3
        temp3 = M(x(index1(1)),y(index1(1)));
        temp2 = M(x(index1(2)),y(index1(2)));
        temp1 = M(x(index1(3)),y(index1(3)));
        if temp1==temp2
            temp = temp1 + temp2;
            M(4,num) = temp;
            M(3,num) = temp3;
            M(2:-1:1,num) = 0;
        else if temp2==temp3
                temp = temp2 + temp3;
                M(4,num) = temp1;
                M(3,num) = temp;
                M(2:-1:1,num) = 0;
            else
                M(4,num) = temp1;
                M(3,num) = temp2;
                M(2,num) = temp3;
                M(1:-1:1,num) = 0;
            end
        end
    case 4
        temp4 = M(x(index1(1)),y(index1(1)));
        temp3 = M(x(index1(2)),y(index1(2)));
        temp2 = M(x(index1(3)),y(index1(3)));
        temp1 = M(x(index1(4)),y(index1(4)));
        if temp1 == temp2
            if temp3 == temp4
                temp = temp1 + temp2;
                tempp = temp3 + temp4;
                M(4,num) = temp;
                M(3,num) = tempp;
                M(2:-1:1,num) = 0;
            else
                temp = temp1 + temp2;
                M(4,num) = temp;
                M(3,num) = temp3;
                M(2,num) = temp4;
                M(1:-1:1,num) = 0;
            end
        else if temp2 == temp3
                temp = temp2 + temp3;
                M(4,num) = temp1;
                M(3,num) = temp;
                M(2,num) = temp4;
                M(1:-1:1,num) = 0;
            else if temp3 == temp4
                    temp = temp3 + temp4;
                    M(4,num) = temp1;
                    M(3,num) = temp2;
                    M(2,num) = temp;
                    M(1:-1:1,num) = 0;
                else
                    M(1:end,num) = M(1:end,num);
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3.3)左操作:

function M = left(M,x,y,num)
index1 = find(x==num);%找第一列的位置
switch length(index1)
    case 1
        M(num,1) = M(x(index1),y(index1));
        M(num,2:end) = 0;
    case 2
        temp1 = M(x(index1(1)),y(index1(1)));
        temp2 = M(x(index1(2)),y(index1(2)));
        if temp1==temp2
            temp = temp1 + temp2;
            M(num,1) = temp;
            M(num,2:end) = 0;
        else
            M(num,1) = temp1;
            M(num,2) = temp2;
            M(num,3:end) = 0;
        end
    case 3
        temp1 = M(x(index1(1)),y(index1(1)));
        temp2 = M(x(index1(2)),y(index1(2)));
        temp3 = M(x(index1(3)),y(index1(3)));
        if temp1==temp2
            temp = temp1 + temp2;
            M(num,1) = temp;
            M(num,2) = temp3;
            M(num,3:end) = 0;
        else if temp2==temp3
                temp = temp2 + temp3;
                M(num,1) = temp1;
                M(num,2) = temp;
                M(num,3:end) = 0;
            else
                M(num,1) = temp1;
                M(num,2) = temp2;
                M(num,3) = temp3;
                M(num,4:end) = 0;
            end
        end
    case 4
        temp1 = M(x(index1(1)),y(index1(1)));
        temp2 = M(x(index1(2)),y(index1(2)));
        temp3 = M(x(index1(3)),y(index1(3)));
        temp4 = M(x(index1(4)),y(index1(4)));
        if temp1 == temp2
            if temp3 == temp4
                temp = temp1 + temp2;
                tempp = temp3 + temp4;
                M(num,1) = temp;
                M(num,2) = tempp;
                M(num,3:end) = 0;
            else
                temp = temp1 + temp2;
                M(num,1) = temp;
                M(num,2) = temp3;
                M(num,3) = temp4;
                M(num,4:end) = 0;
            end
        else if temp2 == temp3
                temp = temp2 + temp3;
                M(num,1) = temp1;
                M(num,2) = temp;
                M(num,3) = temp4;
                M(num,4:end) = 0;
            else if temp3 == temp4
                    temp = temp3 + temp4;
                    M(num,1) = temp1;
                    M(num,2) = temp2;
                    M(num,3) = temp;
                    M(num,4:end) = 0;
                else
                    M(num,1:end) = M(num,1:end);
                end
            end
        end
end 
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3.4)右操作:

function M = right(M,x,y,num)
index1 = find(x==num);%找第一列的位置
switch length(index1)
    case 1
        M(num,4) = M(x(index1),y(index1));
        M(num,3:-1:1) = 0;
    case 2
        temp2 = M(x(index1(1)),y(index1(1)));
        temp1 = M(x(index1(2)),y(index1(2)));
        if temp1==temp2
            temp = temp1 + temp2;
            M(num,4) = temp;
            M(num,3:-1:1) = 0;
        else
            M(num,4) = temp1;
            M(num,3) = temp2;
            M(num,2:-1:1) = 0;
        end
    case 3
        temp3 = M(x(index1(1)),y(index1(1)));
        temp2 = M(x(index1(2)),y(index1(2)));
        temp1 = M(x(index1(3)),y(index1(3)));
        if temp1==temp2
            temp = temp1 + temp2;
            M(num,4) = temp;
            M(num,3) = temp3;
            M(num,2:-1:1) = 0;
        else if temp2==temp3
                temp = temp2 + temp3;
                M(num,4) = temp1;
                M(num,3) = temp;
                M(num,2:-1:1) = 0;
            else
                M(num,4) = temp1;
                M(num,3) = temp2;
                M(num,2) = temp3;
                M(num,1:-1:1) = 0;
            end
        end
    case 4
        temp4 = M(x(index1(1)),y(index1(1)));
        temp3 = M(x(index1(2)),y(index1(2)));
        temp2 = M(x(index1(3)),y(index1(3)));
        temp1 = M(x(index1(4)),y(index1(4)));
        if temp1 == temp2
            if temp3 == temp4
                temp = temp1 + temp2;
                tempp = temp3 + temp4;
                M(num,4) = temp;
                M(num,3) = tempp;
                M(num,2:-1:1) = 0;
            else
                temp = temp1 + temp2;
                M(num,4) = temp;
                M(num,3) = temp3;
                M(num,2) = temp4;
                M(num,1:-1:1) = 0;
            end
        else if temp2 == temp3
                temp = temp2 + temp3;
                M(num,4) = temp1;
                M(num,3) = temp;
                M(num,2) = temp4;
                M(num,1:-1:1) = 0;
            else if temp3 == temp4
                    temp = temp3 + temp4;
                    M(num,4) = temp1;
                    M(num,3) = temp2;
                    M(num,2) = temp;
                    M(num,1:-1:1) = 0;
                else
                    M(num,1:end) = M(num,1:end);
                end
            end
        end
end
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四):命令窗口模拟显示

为了测试这种方式的好坏,我们先在命令窗口模拟现实一下,而后再转到GUI上。编写主函数如下(这个里面并不包含结束条件):

clc
clear
% 初始化M矩阵  
M = zeros(4,4);
num = randperm(16,2);
M(num) = 2;
M
while nnz(M)~=16 % M中不为0的个数
    way = input(‘输入选择方向:‘,‘s‘);
    M1 = move(M,way);
    if sum(sum(abs(M-M1))) ~= 0   %如果前后有变化,才添加2
        M1 = add_single_2(M1);
    end
    M = M1;
    M
end
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这样运行主函数(前几步):

M =

     0     0     2     0
     0     2     0     0
     0     0     0     0
     0     0     0     0

输入选择方向:a

M =

     2     0     0     0
     2     2     0     0
     0     0     0     0
     0     0     0     0

输入选择方向:w

M =

     4     2     0     2
     0     0     0     0
     0     0     0     0
     0     0     0     0

输入选择方向:a

M =

     4     4     0     0
     0     2     0     0
     0     0     0     0
     0     0     0     0

输入选择方向:d

M =

     0     0     0     8
     0     0     0     2
     0     0     0     0
     0     2     0     0

输入选择方向:
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总的来看还是可以,运行正确。

五):关于matlab的GUI实现

为了使得游戏更具有可玩性,考虑做出GUI界面,这样更贴近与游戏。
Matlab制作GUI还是比较容易,它自带一个GUI生产器,关于界面的布局什么的都可以自己产生,不需要程序来实现,需要的仅仅是当你按下某个按钮以后所触发的事件函数。
Matlab打开GUI的方式,直接新建一个图形用户见面就可以打开了。具体使用就不说了,像很多各种控件,输入框等等都可以随便使用,拖入到一个新建的GUI下就可以。做个简单的画面如下所示:
技术分享

左边那个框都是各类可用的控件。
之后就是编写事件触发函数,而这些函数都是可以用到我们前面编写的那些函数的。
这里需要几个呢?无非“开始”,“上下左右”这五个触发函数,剩下的是显示区域,只需要在运行时set一下对应的某个框中的值就可以了,当然每个控件都有一些其他的属性的,比如字体大小,控件名称等等,这些都需要调调才好用。
编辑函数,点上面的那个函数编辑就可以,直接进入这个GUI对应的函数代码了。这里只给出部分触发函数的代码如下:
比如“开始”控件回调函数:

function start_Callback(hObject, eventdata, handles)
% 初始化M矩阵  
global M
global step_num
step_num = 0;
M = zeros(4,4);
num = randperm(16,2);
M(num) = 2;

index = find(M~=0);
M1 = cell(1,16);
for i = 1:length(index)
    M1{index(i)} = M(index(i));
end
set(handles.up,‘enable‘,‘on‘);
set(handles.down,‘enable‘,‘on‘);
set(handles.left,‘enable‘,‘on‘);
set(handles.right,‘enable‘,‘on‘);

set(handles.w1,‘String‘,num2str(M1{1}));
set(handles.w2,‘String‘,num2str(M1{2}));
set(handles.w3,‘String‘,num2str(M1{3}));
set(handles.w4,‘String‘,num2str(M1{4}));
set(handles.w5,‘String‘,num2str(M1{5}));
set(handles.w6,‘String‘,num2str(M1{6}));
set(handles.w7,‘String‘,num2str(M1{7}));
set(handles.w8,‘String‘,num2str(M1{8}));
set(handles.w9,‘String‘,num2str(M1{9}));
set(handles.w10,‘String‘,num2str(M1{10}));
set(handles.w11,‘String‘,num2str(M1{11}));
set(handles.w12,‘String‘,num2str(M1{12}));
set(handles.w13,‘String‘,num2str(M1{13}));
set(handles.w14,‘String‘,num2str(M1{14}));
set(handles.w15,‘String‘,num2str(M1{15}));
set(handles.w16,‘String‘,num2str(M1{16}));
set(handles.step,‘String‘,num2str(step_num));
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再比如“上”按钮回调函数:

function up_Callback(hObject, eventdata, handles)
global M
global step_num
if nnz(M)~=17 % M中不为0的个数
    temp = 1;
    MM1 = move(M,‘w‘);
    if sum(sum(abs(M-MM1))) ~= 0   %如果前后有变化,才添加2
        MM1 = add_single_2(MM1);
        step_num = step_num+1;
        temp = 0;
    end
    M = MM1;

    index = find(M~=0);
    M1 = cell(1,16);
    for i = 1:length(index)
        M1{index(i)} = M(index(i));
    end
    set(handles.w1,‘String‘,num2str(M1{1}));
    set(handles.w2,‘String‘,num2str(M1{2}));
    set(handles.w3,‘String‘,num2str(M1{3}));
    set(handles.w4,‘String‘,num2str(M1{4}));
    set(handles.w5,‘String‘,num2str(M1{5}));
    set(handles.w6,‘String‘,num2str(M1{6}));
    set(handles.w7,‘String‘,num2str(M1{7}));
    set(handles.w8,‘String‘,num2str(M1{8}));
    set(handles.w9,‘String‘,num2str(M1{9}));
    set(handles.w10,‘String‘,num2str(M1{10}));
    set(handles.w11,‘String‘,num2str(M1{11}));
    set(handles.w12,‘String‘,num2str(M1{12}));
    set(handles.w13,‘String‘,num2str(M1{13}));
    set(handles.w14,‘String‘,num2str(M1{14}));
    set(handles.w15,‘String‘,num2str(M1{15}));
    set(handles.w16,‘String‘,num2str(M1{16}));
    set(handles.step,‘String‘,num2str(step_num));
end
if nnz(M)==16 && temp
M1 = cell(1,16);
for i = 1:16
    M1{i} = ‘over‘;
end
set(handles.w1,‘String‘,(M1{1}));
set(handles.w2,‘String‘,(M1{2}));
set(handles.w3,‘String‘,(M1{3}));
set(handles.w4,‘String‘,(M1{4}));
set(handles.w5,‘String‘,(M1{5}));
set(handles.w6,‘String‘,(M1{6}));
set(handles.w7,‘String‘,(M1{7}));
set(handles.w8,‘String‘,(M1{8}));
set(handles.w9,‘String‘,(M1{9}));
set(handles.w10,‘String‘,(M1{10}));
set(handles.w11,‘String‘,(M1{11}));
set(handles.w12,‘String‘,(M1{12}));
set(handles.w13,‘String‘,(M1{13}));
set(handles.w14,‘String‘,(M1{14}));
set(handles.w15,‘String‘,(M1{15}));
set(handles.w16,‘String‘,(M1{16}));
set(handles.up,‘enable‘,‘off‘);
set(handles.down,‘enable‘,‘off‘);
set(handles.left,‘enable‘,‘off‘);
set(handles.right,‘enable‘,‘off‘);
end
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完整代码就不贴了,太多,后面有下载地址,可以下载着去试试。

设计完成后就可以点击运行开玩了,如下:
技术分享
技术分享

当然了,你还可以加需求多其他的控件什么的,并且玩的过程中会发现,网络上的游戏,合并的过程慢悠悠的,我们这个飞快,也就是说缺少个动画过程,当然是简陋,不过还是可以玩的。

完整代码下载地址:(http://download.csdn.net/detail/on2way/8686483)










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