CentOS下C++游戏开发实战教程

CentOS 下 C++ 游戏开发实战教程

一环境搭建与工具链

更新系统并安装基础工具：
- 命令：sudo yum update
- 命令：sudo yum groupinstall "Development Tools" -y
- 命令：sudo yum install -y gcc gcc-c++ make cmake gdb git vim
可选：升级 GCC 以获得 C++17/20 支持（CentOS 7/8 默认版本较低）
- 命令：sudo yum install -y centos-release-scl
- 命令：sudo yum install -y devtoolset-11（或 devtoolset-9）
- 启用：scl enable devtoolset-11 bash（当前会话生效；如需持久化，可写入 ~/.bashrc）
验证工具链：
- 命令：gcc -v、g++ -v、cmake --version、gdb -v
建议编辑器与远程开发：
- 安装 VS Code，配合 Remote - SSH 插件在本地编辑、远程编译运行
- 或安装 Qt Creator：sudo yum install -y qt-creator（图形化项目管理与调试）

二项目骨架与构建系统

目录结构建议：
- src/、include/、tests/、third_party/、CMakeLists.txt、build/

最小 CMakeLists.txt（C++17）

cmake_minimum_required(VERSION 3.16)
project(Game LANGUAGES CXX)

set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)
set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON)
set(CMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS ON)

add_executable(game main.cpp)

# 可选：单元测试
# enable_testing()
# add_subdirectory(tests)

构建与运行

mkdir -p build && cd build
cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release ..
make -j$(nproc)
./game

调试与性能分析
- 调试：gdb ./game
- 内存与热点：valgrind --leak-check=full ./game
- 编译期优化：在 CMakeLists.txt 中为 Release 目标添加 -O2/-O3

三实战一终端小游戏猜数字

目标：练习输入输出、循环与分支、随机数

代码：guess.cpp

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>

int main() {
    std::srand(static_cast<unsigned>(std::time(nullptr)));
    int number = std::rand() % 100 + 1;
    int guess = 0;

    std::cout << "Guess a number between 1 and 100:\n";

    do {
        std::cout << "> ";
        std::cin >> guess;

        if (guess > number) {
            std::cout << "Too high.\n";
        } else if (guess < number) {
            std::cout << "Too low.\n";
        } else {
            std::cout << "That's right!\n";
        }
    } while (guess != number);

    return 0;
}

构建与运行

g++ -std=c++17 -O2 -o guess guess.cpp
./guess

要点
- 使用 std::srand + std::time(nullptr) 初始化随机种子
- 用 do-while 保证至少一次输入
- 条件分支给出提示，直到猜中为止

四实战二终端小游戏贪吃蛇

方案选择
- 在 Linux 终端使用 ncurses 库实现非阻塞输入与清屏
- 安装：sudo yum install -y ncurses-devel

代码：snake.cpp（简化版，WASD 控制，无墙碰撞优化）

#include <iostream>
#include <vector>
#include <ncurses.h>
#include <unistd.h>
#include <cstdlib>
#include <ctime>

struct Point { int x, y; };

enum Dir { STOP = 0, LEFT, RIGHT, UP, DOWN };

int main() {
    initscr();
    cbreak(); noecho();
    keypad(stdscr, TRUE);
    curs_set(0);
    timeout(100); // 100ms 刷新

    int w = 40, h = 20;
    WINDOW *win = newwin(h, w, 0, 0);
    box(win, 0, 0);

    std::srand(static_cast<unsigned>(time(nullptr)));
    Dir dir = STOP;
    Point head{w/2, h/2};
    std::vector<Point> body;
    int score = 0;

    auto spawnFood = [&]() {
        Point f;
        do {
            f.x = 1 + rand() % (w-2);
            f.y = 1 + rand() % (h-2);
        } while (std::find(body.begin(), body.end(), f) != body.end() ||
                 (f.x == head.x && f.y == head.y));
        return f;
    };
    Point food = spawnFood();

    while (true) {
        int ch = getch();
        switch (ch) {
            case 'q': case 'Q': goto end;
            case KEY_LEFT:  if (dir != RIGHT) dir = LEFT;  break;
            case KEY_RIGHT: if (dir != LEFT)  dir = RIGHT; break;
            case KEY_UP:    if (dir != DOWN)  dir = UP;    break;
            case KEY_DOWN:  if (dir != UP)    dir = DOWN;  break;
            case 'a': if (dir != RIGHT) dir = LEFT;  break;
            case 'd': if (dir != LEFT)  dir = RIGHT; break;
            case 'w': if (dir != DOWN)  dir = UP;    break;
            case 's': if (dir != UP)    dir = DOWN;  break;
        }

        Point newHead = head;
        switch (dir) {
            case LEFT:  newHead.x--; break;
            case RIGHT: newHead.x++; break;
            case UP:    newHead.y--; break;
            case DOWN:  newHead.y++; break;
            default: break;
        }

        // 撞墙或自撞
        if (newHead.x <= 0 || newHead.x >= w-1 ||
            newHead.y <= 0 || newHead.y >= h-1 ||
            std::find(body.begin(), body.end(), newHead) != body.end()) {
            break;
        }

        body.insert(body.begin(), head);
        if (newHead.x == food.x && newHead.y == food.y) {
            score++;
            food = spawnFood();
        } else {
            body.pop_back();
        }
        head = newHead;

        werase(win);
        box(win, 0, 0);
        mvwprintw(win, food.y, food.x, "*");
        for (size_t i = 0; i < body.size(); ++i) {
            mvwprintw(win, body[i].y, body[i].x, "o");
        }
        mvwprintw(win, head.y, head.x, "@");
        mvwprintw(win, h-1, 1, "Score: %d  WASD/q", score);
        wrefresh(win);
        usleep(80000);
    }

end:
    delwin(win);
    endwin();
    std::cout << "Game Over! Score: " << score << "\n";
    return 0;
}

构建与运行

g++ -std=c++17 -O2 -lncurses -o snake snake.cpp
./snake

要点
- 使用 ncurses 的 initscr、cbreak、noecho、keypad、timeout、wrefresh 等
- 非阻塞输入通过 timeout(ms) 实现
- 蛇身用 std::vector<Point> 管理，食物随机生成并避免与蛇身重叠

五进阶路线与常见问题

进阶路线
- 图形渲染：基于 SDL2（多媒体/事件/计时器完善，适合 2D 小游戏）
- 跨平台 GUI：使用 Qt（QWidget/QML，适合工具链与简单 2D 游戏）
- 网络联机：基于 TCP/UDP 的异步 I/O（如 epoll），注意粘包、超时、序列化与心跳
- 性能优化：编译器 -O2/-O3、内联与数据局部性、对象池、帧率稳定与固定时间步
常见问题
- 终端输入不响应：确认已调用 cbreak()、noecho()、keypad(stdscr, TRUE) 并设置 timeout
- 中文或宽字符乱码：终端需设置 UTF-8，ncurses 以字节绘制为主，建议使用 ASCII/半角符号
- 旧版 GCC 不支持 C++17：启用 devtoolset-9/11 后再编译
- 构建失败提示找不到库：安装对应 -devel 包（如 ncurses-devel），并在 CMake 中使用 find_package(Curses REQUIRED) 链接
- 调试困难：使用 gdb 断点/观察点，配合 valgrind 排查内存与越界问题

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