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基于Qt4的掃雷游戲的設計與實現

來源：微型機與應用2012年第16期

柯勝1, 孫進1, 鄧志良2

（1.江蘇科技大學，江蘇鎮江 2120031； 2.常州信息職業技術學院，江蘇常州 213164

摘要： 在簡要介紹掃雷游戲主界面設計的基礎上，給出了一種基于Qt的掃雷游戲的設計與實現方法，并在Qt4.3.2和Red Hat Enterprise Linux 4操作系統下成功實現。經過實驗測試，結果正確，各項功能達到游戲要求。該實現方法對其他基于Qt的游戲開發起到拋磚引玉的作用，同時對各專業人員借助Qt快速開發具備強大計算功能的專業應用軟件具有重要的意義。

關鍵詞： 軟件 QT 掃雷游戲事件信號與槽

Abstract：

Key words :

    最初以訓練鼠標操作為目的而設計的掃雷游戲是一款經久不衰的Windows平臺休閑游戲。盡管Windows操作系統經歷數次換代,變得越來越龐大、復雜，但這個可愛的小游戲在任何版本的Windows操作系統里卻依然保持著原貌,幾乎每個電腦使用者都接觸過[1]。
   Qt是諾基亞開發的一個跨平臺的C++圖形用戶界面應用程序框架。它為應用程序開發者提供建立藝術級的圖形用戶界面所需的所有功能。Qt是完全面向對象的，很容易擴展，并且允許真正地組件編程。自1996年，Qt進入商業領域，它已經成為全世界范圍內數千種成功的應用程序的基礎。Qt也是流行的Linux桌面環境KDE 的基礎。基本上，Qt與X Window上的Motif、Openwin、GTK等圖形界面庫和Windows平臺上的MFC、OWL、VCL、ATL屬同類型，但Qt具有優良的跨平臺特性、面向對象、豐富的API、大量的開發文檔等優點[2]。
   本課題是在Linux系統下設計并開發的,設計了一款基于Qt環境的掃雷游戲，使用了C++語言程序。
1 掃雷游戲主界面的設計
　　游戲主界面由菜單、游戲區、按鈕區、信息顯示區等幾部分構成，如圖1所示。Qt提供了一套完整的GUI模塊，能夠完成基本的Windows窗體應用程序，因此可以簡單地為掃雷程序制作出界面[3]。圖1主要通過子類化QmainWindow創建掃雷游戲應用程序用戶界面。Qt還提供了定時器，能夠完成游戲的計時。

2 鼠標事件的處理
    當點擊鼠標左鍵時，設置ok_flag_為true，說明此方塊進行了翻開操作。如果方塊是地雷，發出一個explode()信號；如果不是地雷，發出一個safe()信號，同時顯示數字。這動作應當在ok_flag_無效且mark_flag_也無效的前提下進行，因為如果ok_flag_有效，則說明此方塊已經翻開了，沒有必要重做；如果mark_flag_有效，則說明玩家標志此方塊有雷，不應該去翻開，否則即為自取滅亡。
    點擊鼠標右鍵進行旗幟安插或者移除操作應該在ok_flag_無效的前提下進行，因為對于一個已經翻開的方塊，安插毫無意義。
　類的定義如下：
　class BlockArea:public Qwidget
　　{
　　Q_OBJECT
　　public:
　　 BlockArea(QWidget* parent=0);
　　 private slots:
     void slotSafe();
     void slotExplode();
　　private:
     int calculateMines(int x,int y)const; //計算以（x,y）為中心的九宮格內的雷數
　   private:
        QGridLayout* mainLayout;
             int row_;
             int column_;
             int total_block_number_;
             int total_mine_number_;
             int ok_block_number_;
　   };
　   下面是代碼實現部分：
　　void
Block::mousePressEvent(QMouseEvent* event)
　   {
　　    if(event->button()==Qt::LeftButton)
　   {
　　    if(ok_flag_==false&&mark_flag_==false)
　   {
　　    ok_flag_=true;
　　    if(mine_flag_==true)
　　       {
　　   setPixmap(QPixmap(":/images/mine.png"));
             update();
             emit explode();
　　       }else{
            setPixmap(QPixmap(":/images/mine_"+QString("%1").
             arg
        (number_)+".png"));
                 update();
                 emit safe();
　　       }
　　       }
　       }else
   if(event->button()==Qt::RightButton){
　　    if(ok_flag_==false){
　　    if(mark_flag_==false){
　　    mark_flag_=true;
　　   setPixmap(QPixmap(":/images/flag.png"));
　　       }else{
             mark_flag_=false;
　　   setPixmap(QPixmap(":/images/normal.png"));
　       }
                 update();
　　       }
　　       }
　       }
   設計的實現比較簡單，需要說明的是本文模擬的鼠標事件并不是單擊而是按下，這對于掃雷已經足夠了。同時，會發現兩個信號函數沒有實現，這個工作會由moc自動完成，因此不必在.cpp中實現，并且它們永遠不會有返回值（即void）。
3 初始化
3.1 雷區/非雷區的產生
　   下面是BlockArea的構造函數：
　　BlockArea::BlockArea(QWidget* parent)
　　   :QWidget(parent)
　　   {
　　   //下面5行來初始化BlockArea的信息，自定義行數為10、列數為10、總格數為100、雷數為10。
　　   row_=10;
　　   column_=10;
　　   total_block_number_=row_*column_;
　　   total_mine_number_=10;
　　   ok_block_number_=0;

　　//下面6行生成一個具有 total_block_number_個元素的bool類型的隨機序列，用來布雷（即確定哪些方塊放雷，哪些不放），因為QtAlgorithms中沒有包含打亂序列的算法，故采用C++的STL里的random_shuffle。
　   bool mine_flag[total_block_number_];
　　   for(int i=0;i<total_mine_number_;i++)
　　   mine_flag[i]=true;
　　   for(int i=total_mine_number_;i<total_block_number_;i++)
　　   mine_flag[i]=false;
   std::random_shuffle(mine_flag,mine_flag+total_block_number_);
　　
   //下面4行將方塊放進布局
　   mainLayout=new QGridLayout(this);
　   for(int i=0;i<row_;i++)
　   for(int j=0;j<column_;j++)
　   mainLayout->addWidget(new Block(mine_flag[i*column_+j]),i,j);

　   //下面6行設置每個方塊的周圍雷數，并且將信號safe()與槽slotSafe()相聯，信號explode()與槽slotExplode()相聯。Block* current_block=static_cast<Block*>(mainLayout->itemAtPosition(i,j)->widget());這句話是獲取布局中位于（i，j）位置處的widget*，將其轉換為Block*，static_cast是C++關鍵字，這里執行一個下行轉換動作。
　　   for(int i=0;i<row_;i++){
　　   for(int j=0;j<column_;j++){
　   Block* current_block=static_cast<Block*>(mainLayout->
        itemAtPosition(i,j)->widget());
　   current_block->setNumber(calculateMines(i,j));
　   connect(current_block,SIGNAL(safe()),this,SLOT(slotSafe
        ()));
　   connect(current_block,SIGNAL(explode()),this,SLOT(slot
        Explode()));
　   }
　   }
3.2 周邊雷數的計算

　   要計算（x，y）位置周邊地雷的個數，首先需計算出一個點，然后判斷此點是否落在BlockArea中，如果落在BlockArea中，再判斷是否是雷，如果是，則計數器加1。
   int BlockArea::calculateMines(int x,int y)const
　   {
        int number=0;
        for(int i=0;i<3;i++)
             for(int j=0;j<3;j++)
             if( (x-1+i>=0) && (x-1+i<row_) && (y-1+j>=0)           && (y-1+j<column_) )
             if(static_cast<Block*>(mainLayout->itemAtPosition(x-
            1+i,y-1+j)->widget())->isMine())
             ++number;
            return number;
　　}
   該掃雷游戲在Qt4和Red Hat Enterprise Linux 4操作系統上成功實現，能在Windows和Linux平臺下運行。除能實現基本的左鍵打開、右鍵標記的掃雷功能以外，還能實現計時、自定義游戲難度、作弊、語音提示等擴展功能。經過試驗測試，界面美觀，結果正確，各項功能達到游戲要求。該實現方法對其他基于Qt的游戲開發起到了拋磚引玉的作用，其中的鍵盤、鼠標等功能的實現方法可用于其他Qt編程，同時對各專業人員借助Qt快速開發具備強大計算機功能的專業應用軟件具有重要的意義。
參考文獻
[1] 陳子為.基于Matlab GUI掃雷游戲的設計與實現[J]. 現代電子技術，2008（24）：85-88.
[2] BLANCHETTE J，SUMMERFIELD M.C++ GUI QT4編程(第二版）[M].北京：電子工業出版社,2008.
[3] 張建強,張秀梅.掃雷游戲策略初探[J]. 數學教學，2004（6）：32-33.
[4] 成潔, 盧紫毅. Linux窗口程序設計——Qt精彩實例分析[M].北京：清華大學出版社，2008.
[5] 趙大偉，肖周芳，張艷.從掃雷游戲淺談一些算法問題[J]. 科技信息，2008(29):69.
[6] 錢會敏，于守秋.自動掃雷算法淺談[J].科技創新導報，2009(31)：250.
[7] 劉艷青，蘇桂蓮.基于Qt4的圖形用戶界面程序的設計與實現[J].現代計算機（專業版），2009(3):170-172.

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