二次开发

来源：https://www.cnblogs.com/jacen789/p/4674675.html
运行环境：Windows 系统
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#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstdlib>
#include<ctime>
#include<conio.h>
using namespace std;

typedef struct{ int x, y; }Point;

char map[22][22];                        //定义一个22*22的地图（含边界）
Point snake[400], food, Next;            //定义蛇、食物、下一步蛇头的位置
int head, tail;                            //用于储存蛇头和蛇尾的下标
int grade, length, autotime;            //游戏等级、蛇长、自动前进所需时间
char direction;                            //前进方向

//用inline定义内联函数节省程序运行时的调用开销
//刷新地图
inline void Update(char map[][22], int grade, int length, int autotime)
{
    system("cls");                        //清屏
    int i, j;
    printf("\n");
    for (i = 0; i < 22; i++)
    {
        printf("\t");
        for (j = 0; j < 22; j++)
            printf("%c ", map[i][j]);
        if (i == 0)
            printf("\t等级为：%d", grade);
        if (i == 2)
            printf("\t长度为：%d", length);
        if (i == 6)
            printf("\t自动前进时间");
        if (i == 8)
            printf("\t间隔为：%d ms", autotime);
        printf("\n");
    }
}

//欢迎界面
inline void hello()
{
    puts("\n\n\n\t\t\t贪吃蛇游戏即将开始！");                        //准备开始
    double start;
    for (int i = 3; i >= 0; i--)
    {
        start = (double)clock() / CLOCKS_PER_SEC;                //得到程序目前为止运行的时间
        while ((double)clock() / CLOCKS_PER_SEC - start <= 1);    //经过1秒之后
        if (i > 0)
        {
            system("cls");                                        //清屏
            printf("\n\n\n\t\t\t进入倒计时：%d\n", i);                //倒计时
        }
        else
            Update(map, grade, length, autotime);                //刷新地图
    }
}

//随机生成食物位置
inline void f()
{
    srand(int(time(0)));                                        //调用种子函数
    do{
        food.x = rand() % 20 + 1;
        food.y = rand() % 20 + 1;
    } while (map[food.x][food.y] != ' ');
    map[food.x][food.y] = '!';                                    //食物为“!”
}

//初始化
inline void init()
{
    int i, j;
    for (i = 1; i <= 20; i++)
        for (j = 1; j <= 20; j++)
            map[i][j] = ' ';
    for (i = 0; i <= 21; i++)
        map[0][i] = map[21][i] = map[i][0] = map[i][21] = '*';    //边界
    map[1][1] = map[1][2] = 'O';                                //蛇身（含蛇尾）
    map[1][3] = '@';                                            //蛇头
    head = 2; tail = 0;                                            //开始时头和尾的下标
    snake[head].x = 1; snake[head].y = 3;                        //开始时蛇头在地图上的下标
    snake[tail].x = 1; snake[tail].y = 1;                        //开始时蛇尾在地图上的下标
    snake[1].x = 1; snake[1].y = 2;                                //开始时蛇身在地图上的下标
    f();                                                        //随机生成食物位置
    grade = 1; length = 3; autotime = 500;                        //开始的等级、长度、自动前进时间
    direction = 77;                                                //初始的运动方向向右
}

//预前进
inline int GO()
{
    bool timeover = true;
    double start = (double)clock() / CLOCKS_PER_SEC;            //得到程序目前为止运行的时间

    //自动经过1秒或者等待1秒内的键盘输入
    while ((timeover = ((double)clock() / CLOCKS_PER_SEC - start <= autotime / 1000.0)) && !_kbhit());
    //键盘输入
    if (timeover)
    {
        _getch();
        direction = _getch();                                    //获取方向
    }
    switch (direction)
    {
    case 72:
        Next.x = snake[head].x - 1; Next.y = snake[head].y;        //向上
        break;
    case 80:
        Next.x = snake[head].x + 1; Next.y = snake[head].y;        //向下
        break;
    case 75:
        Next.x = snake[head].x; Next.y = snake[head].y - 1;        //向左
        break;
    case 77:
        Next.x = snake[head].x; Next.y = snake[head].y + 1;        //向右
        break;
    default:
        puts("\tGame over!");                                    //按下非方向键游戏失败
        return 0;
    }
    if (Next.x == 0 || Next.x == 21 || Next.y == 0 || Next.y == 21)            //撞到边界
    {
        puts("\tGame over!");
        return 0;
    }
    if (map[Next.x][Next.y] != ' '&&!(Next.x == food.x&&Next.y == food.y))    //吃到自己
    {
        puts("\tGame over!");
        return 0;
    }
    if (length == 400)                                                        //最长蛇长
    {
        puts("\tGood game!");
        return 0;
    }
    return 1;
}

//吃到食物
inline void EAT()
{
    length++;                                        //长度增加1
    int _grade = length / 10 + 1;                    //计算等级
    if (_grade != grade)
    {
        grade = _grade;
        if (autotime >= 100)
            autotime = 550 - grade * 50;            //增加一级自动时间减短50毫秒
    }
    map[Next.x][Next.y] = '@';                        //蛇头位置变化
    map[snake[head].x][snake[head].y] = 'O';        //原蛇头位置变化为蛇身
    head = (head + 1) % 400;                        //蛇头下标加1
    snake[head].x = Next.x; snake[head].y = Next.y;    //蛇头下标变化
    f();                                            //随机生成食物位置
    Update(map, grade, length, autotime);            //刷新地图
}

//没吃到食物
inline void FAILURE()
{
    map[snake[tail].x][snake[tail].y] = ' ';        //蛇尾原来的位置变成“ ”
    tail = (tail + 1) % 400;                        //蛇尾下标加1
    map[Next.x][Next.y] = '@';                        //蛇头位置变化
    map[snake[head].x][snake[head].y] = 'O';        //原蛇头位置变化为蛇身
    head = (head + 1) % 400;                        //蛇头下标加1
    snake[head].x = Next.x;                            //蛇头下标变化
    snake[head].y = Next.y;
    Update(map, grade, length, autotime);            //刷新地图
}

//main函数
int main()
{
    init();                    //初始化
    hello();                //欢迎界面
    while (1)
    {
        if (GO())            //预前进
        {
            if (Next.x == food.x&&Next.y == food.y)
                EAT();        //吃到食物
            else
                FAILURE();    //没吃到食物
        }
        else
            return 0;        //失败或者胜利，游戏结束
    }
    return 0;
}
//

主要问题列表：
1.方向控制逻辑不合理
原代码中，按下非方向键会导致游戏直接结束，而且蛇可以直接反向移动，这不符合正常的贪吃蛇游戏逻辑。
改善：过滤掉非方向键输入，并且禁止蛇直接反向移动。
2.游戏界面简陋
游戏界面仅仅是简单的字符显示，缺乏美感和交互性，用户体验不佳。
改善：增添一些简单的提示信息，像游戏操作说明，同时优化界面布局
3.缺乏暂停和退出功能
原游戏没有提供暂停和退出的操作，玩家在游戏过程中无法灵活控制游戏进程。
改善：增加暂停和退出功能，让玩家可以通过特定按键来暂停或退出游戏。
新代码：
`#include <windows.h> // 为了使用 Sleep 函数实现暂停功能

// 分离键盘输入处理和时间控制逻辑
inline char getDirection()
{
bool timeover = true;
double start = (double)clock() / CLOCKS_PER_SEC;
while ((timeover = ((double)clock() / CLOCKS_PER_SEC - start <= autotime / 1000.0)) && !_kbhit());
if (timeover)
{
_getch();
return _getch();
}
return direction;
}

// 优化刷新地图，添加操作提示和暂停、退出提示
inline void Update(char map[][22], int grade, int length, int autotime)
{
system("cls");
printf("\n\n\t\t贪吃蛇游戏操作说明：方向键控制蛇的移动，P 键暂停，Q 键退出\n");
int i, j;
printf("\n");
for (i = 0; i < 22; i++)
{
printf("\t");
for (j = 0; j < 22; j++)
printf("%c ", map[i][j]);
if (i == 0)
printf("\t等级为：%d", grade);
if (i == 2)
printf("\t长度为：%d", length);
if (i == 6)
printf("\t自动前进时间");
if (i == 8)
printf("\t间隔为：%d ms", autotime);
printf("\n");
}
}

// 优化随机数种子
inline void f()
{
srand(int(time(0)) + head + tail); // 结合当前时间和蛇头蛇尾下标作为种子
do{
food.x = rand() % 20 + 1;
food.y = rand() % 20 + 1;
} while (map[food.x][food.y] != ' ');
map[food.x][food.y] = '!';
}

// 优化预前进函数，过滤非方向键，禁止反向移动，添加暂停和退出功能
inline int GO()
{
char newDirection = getDirection();
if (newDirection == 'P' || newDirection == 'p') { // 暂停功能
puts("\t游戏暂停，按任意键继续...");
_getch();
return 1;
}
if (newDirection == 'Q' || newDirection == 'q') { // 退出功能
puts("\t游戏退出！");
return 0;
}
// 过滤非方向键输入，禁止蛇直接反向移动
if ((newDirection == 72 || newDirection == 80 || newDirection == 75 || newDirection == 77)
&&!((direction == 72 && newDirection == 80) || (direction == 80 && newDirection == 72)
|| (direction == 75 && newDirection == 77) || (direction == 77 && newDirection == 75)))
{
direction = newDirection;
}
switch (direction)
{
case 72:
Next.x = snake[head].x - 1; Next.y = snake[head].y;
break;
case 80:
Next.x = snake[head].x + 1; Next.y = snake[head].y;
break;
case 75:
Next.x = snake[head].x; Next.y = snake[head].y - 1;
break;
case 77:
Next.x = snake[head].x; Next.y = snake[head].y + 1;
break;
default:
// 忽略非方向键输入
break;
}
if (Next.x == 0 || Next.x == 21 || Next.y == 0 || Next.y == 21)
{
puts("\tGame over!");
return 0;
}
if (map[Next.x][Next.y] != ' '&&!(Next.x == food.x&&Next.y == food.y))
{
puts("\tGame over!");
return 0;
}
if (length == 400)
{
puts("\tGood game!");
return 0;
}
return 1;
}`

总结：
难点:
1.方向控制逻辑：实现蛇不能直接反向移动的逻辑需要仔细考虑当前方向和新输入方向的关系，避免出现逻辑错误。
2.暂停和退出功能实现：要在原有的时间控制和键盘输入逻辑中添加暂停和退出的判断，需要对代码结构有清晰的理解，并且要处理好不同状态下的程序流程。

花时间比较久的:
代码结构调整，比如将键盘输入处理和时间控制逻辑分离成独立函数时，需要对原代码进行较大的改动，并且要保证分离后的代码与原代码的功能一致性，这个过程花费了较多时间进行调试。

逆向软件工程的一些思考:
在对贪吃蛇游戏进行逆向分析时，首先要梳理整个代码的结构。从函数的定义和调用关系入手，理解每个函数的功能以及它们是如何协同工作来实现游戏的核心逻辑，比如蛇的移动、食物生成、碰撞检测等。这让我意识到，清晰的代码结构对于软件的可维护性和可扩展性至关重要。原代码中虽然基本功能实现了，但部分函数的逻辑较为混杂，例如GO函数中同时处理了键盘输入、时间控制和移动逻辑，这使得代码阅读和后续修改都有一定难度。如果一开始代码设计时采用更模块化的方式，将这些功能拆分成独立的函数，代码的可读性和可维护性会大大提高 。
理解原开发者的设计思路也有助于发现潜在的优化点。
从功能完整性角度，原游戏缺少一些常见的功能，如暂停和退出功能。这反映出在软件开发过程中，需求分析的重要性。如果在开发前能更全面地考虑用户需求，就可以避免这种功能缺失的情况。在二次开发中，添加这些功能不仅提升了游戏的实用性，也让我思考如何在不破坏原有代码结构的基础上进行功能扩展。
技术局限性与技术选型的影响。
逆向分析和二次开发的过程是一个不断学习和提升的过程。在解决原代码中存在的问题和实现新功能的过程中，锻炼了自己的问题解决能力和创新思维。需要在理解原有代码逻辑的基础上，提出合理的改进方案，并通过不断调试和测试来验证方案的可行性。这一过程让我对软件开发的流程和方法有了更深入的理解，为今后独立开发软件积累了宝贵的经验。