详解matlab之简易2048制作

• 详解matlab之简易2048制作
  • 一制作之前
    • 1关于初始化
    • 2运行时出现2的位置问题
    • 3移动方向问题
    • 4关于数字合并
    • 5关于游戏怎么结束
    • 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
    • 2关于移动后的操作
  • 三关于具体某个方向的操作
    • 1上操作
    • 2下操作
    • 3左操作
    • 4右操作
  • 四命令窗口模拟显示
  • 五关于matlab的GUI实现

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;

（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; End

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 end end end

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); end end end end

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 

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

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

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：

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：

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));

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

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：

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)