C语言实现贪吃蛇

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发布于 2024-10-16 14:13:16

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文章被收录于专栏：学习

前言

本文旨在使用C语言和基础数据结构链表来实现贪吃蛇经典小游戏

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正文开始

一 . 游戏背景

1. 背景介绍

贪吃蛇是久负盛名的游戏, 它和俄罗斯方块, 扫雷等游戏位列经典游戏的行列. 在编程语言的学习中, 以贪吃蛇为例, 来提高编程能力和逻辑能力.

2. 项目目标

使用C语言在windows环境下的控制台模拟实现经典小游戏贪吃蛇

实现基本功能:

贪吃蛇地图绘制
蛇吃食物的功能(上, 下, 左, 右方向键控制蛇的动作)
蛇撞墙死亡
蛇自身死亡
计算得分
蛇身加速, 减速
暂停游戏

3. 技术要点

C语言函数, 枚举, 结构体, 动态内存管理, 预处理指令, 链表, Win32API等.

二 . 效果演示

三 . 游戏的设计与分析

1. 核心逻辑

地图: 首先控制台窗口在windows操作平台是有坐标的 x轴向右增长 y轴向下增长

需要使用后到宽字符 , 宽字符和窄字符所占的比例如下,并且需要使用setlocale函数设置本地化,并且包含对应头文件#include<locale.h>

详情点击: setlocale

我们这里可以设置为⼀个棋盘27⾏，58列的棋盘（⾏和列可以根据⾃⼰的情况修改），再围绕地图画出墙

蛇身和食物

初始化状态，假设蛇的长度是5，蛇身的每个节点是●，在固定的⼀个坐标处，比如(24,5)处开始出现蛇，连续5个节点。

注意：蛇的每个节点的x坐标必须是2个倍数，否则可能会出现蛇的⼀个节点有⼀半出现在墙体中，另外⼀般在墙外的现象，坐标不好对齐。

关于食物，就是在墙体内随机生成⼀个坐标（x坐标必须是2的倍数），坐标不能和蛇的⾝体重合，然后打印★。

数据结构设计

在游戏运行的过程中，蛇每次吃⼀个⻝物，蛇的⾝体就会变⻓⼀节，如果我们使⽤链表存储蛇的信息，那么蛇的每⼀节其实就是链表的每个节点。每个节点只要记录好蛇⾝节点在地图上的坐标就⾏，所以蛇节点结构如下：

//一个节点
typedef struct Snode
{
	int x;
	int y;
	struct Snode* next;
}Snode ,* pSnode;

要管理整条贪吃蛇，我们再封装⼀个Snake的结构来维护整条贪吃蛇：

//蛇的维护
typedef struct Snake
{
	pSnode _pSnake;//指向蛇头的指针
	pSnode _pFood;//指向食物节点的指针
	enum DIRECTION _dir;//蛇的方向
	enum GAME_STATUS _status;//游戏的状态
	int _food_weight;//一个食物的分数
	int _score;      //总成绩
	int _sleep_time; //休息时间，时间越短，速度越快，时间越长，速度越慢
}Snake, * pSnake;

蛇的⽅向，可以⼀⼀列举，使⽤枚举

//蛇的方向
enum DIRECTION
{
	UP = 1,
	DOWN,
	LEFT,
	RIGHT
};

游戏状态，可以⼀⼀列举，使⽤枚举

enum GAME_STATUS
{
	OK, //正常
	KILL_BY_WALL, //撞墙
	KILL_BY_SELF, //撞到自己
	END_NORMAL //正常退出
};

流程设计

程序开始就设置程序支持本地模式，然后进⼊游戏的主逻辑。主逻辑分为3个过程： • 游戏开始（GameStart）完成游戏的初始化 • 游戏运行（GameRun）完成游戏运行逻辑的实现 • 游戏结束（GameEnd）完成游戏结束的说明，实现资源释放

2. 设计与分析

游戏开始Gamestart()函数

第一步:

设置在windows系统下控制台窗口大小, 使用windows的系统命令, 以及控制台窗口的名字然后我们需要隐藏掉光标的显示, 首先使用GetStdHandle函数来获取标准输出的光标, 这里需要用到win32API的一些知识, 接着使用定义一个CONSOLE_CURSOR_INFO类型的结构体变量用来存放光标信息的, GetConsoleCursorInfo和SetConsoleCursorInfo分别是用来获取和设置光标信息的

具体了解可以点击查看官方文档: getstdhandle getconsolecursorinfo setconsolecursorinfo

在游戏开始函数中我们主要需要实现初始化的功能

		//1.打印环境界面
		//2.功能介绍
		//3.地图
		//4.创建蛇
		//5.创建食物
		//6.设置相关属性

void gamestart(pSnake ps)
{
	//设置windows下窗口大小
	system("mode con cols=100 lines=30");//100列30行
	system("title 贪吃蛇");

	HANDLE hOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
	CONSOLE_CURSOR_INFO info;
	GetConsoleCursorInfo(hOutput, &info);
	info.bVisible = false;
	SetConsoleCursorInfo(hOutput, &info);
	
	//打印环境界面和功能介绍
	WelcomeToGame();
	//绘制地图
	CreateMap();
	//创建蛇
	InitSnake(ps);
	//创建食物
	CreateFood(ps);

}

第二步:

打印环境界面和功能介绍

游戏开始之前, 先打印环境界面和功能的介绍, 单独封装为一个函数

void WelcomeToGame()
{
	SetPos(40, 14);
	wprintf(L"欢迎来到贪吃蛇小游戏\n");
	SetPos(42, 20);
	system("pause");
	system("cls");
	SetPos(25, 14);
	wprintf(L"用 ↑. ↓ . ← . → 来控制蛇的移动，按F3加速，F4减速\n");
	SetPos(25, 15);
	wprintf(L"加速能够得到更高的分数\n");

	SetPos(42, 20);
	system("pause");
	system("cls");
}

这里我们可以把光标定位单独封装成一个函数,这也需要用到win32API提供的函数

用来设置光标位置点击详情: setconsolecursorposition

void SetPos(short x,short y)
{
	HANDLE hOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);

	COORD pos = { x,y };
	SetConsoleCursorPosition(hOutput, pos);
}

第三步:

地图绘制: 主要定位光标位置

void CreateMap()
{
	//27⾏，58列
	//上
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 29; i++)
	{
		wprintf(L"%lc", WALL);
	}

	//下
	SetPos(0, 26);
	for (i = 0; i < 29; i++)
	{
		wprintf(L"%lc", WALL);
	}
	//左
	for (i = 1; i <= 25; i++)
	{
		SetPos(0, i);
		wprintf(L"%lc", WALL);
	}

	//右
	for (i = 1; i <= 25; i++)
	{
		SetPos(56, i);
		wprintf(L"%lc", WALL);
	}

	//getchar();
}

第四步蛇身的初始化, 使用链表进行初始化

蛇最开始⻓度为5节，每节对应链表的⼀个节点，蛇⾝的每⼀个节点都有⾃⼰的坐标。创建5个节点，然后将每个节点存放在链表中进⾏管理。创建完蛇⾝后，将蛇的每⼀节打印在屏幕上。 • 蛇的初始位置从(24,5)开始。再设置当前游戏的状态，蛇移动的速度，默认的⽅向，初始成绩，每个⻝物的分数。 • 游戏状态是：OK • 蛇的移动速度：200毫秒 • 蛇的默认⽅向：RIGHT • 初始成绩：0 • 每个⻝物的分数：10

void InitSnake(pSnake ps)
{
	int i = 0;
	pSnode cur = NULL;

	for (i = 0; i < 5; i++)
	{
		cur = (pSnode)malloc(sizeof(Snode));
		if (cur == NULL)
		{
			perror("InitSnake()::malloc()");
			return;
		}
		cur->next = NULL;
		cur->x = POS_X + 2 * i;
		cur->y = POS_Y;

		//头插法插入链表
		if (ps->_pSnake == NULL) //空链表
		{
			ps->_pSnake = cur;
		}
		else //非空
		{
			cur->next = ps->_pSnake;
			ps->_pSnake = cur;
		}
	}

	cur = ps->_pSnake;
	while (cur)
	{
		SetPos(cur->x, cur->y);
		wprintf(L"%lc", BODY);
		cur = cur->next;
	}

	//设置贪吃蛇的属性
	ps->_dir = RIGHT;//默认向右
	ps->_score = 0;
	ps->_food_weight = 10;
	ps->_sleep_time = 200;//单位是毫秒
	ps->_status = OK;
}

第五步: 进行食物的创建,

• 先随机⽣成⻝物的坐标 ◦ x坐标必须是2的倍数 ◦ ⻝物的坐标不能和蛇⾝每个节点的坐标重复 • 创建⻝物节点，打印⻝物

⻝物打印的宽字符:

#define FOOD L'★'

void CreateFood(pSnake ps)
{
	int x = 0;
	int y = 0;

	//生成x是2的倍数
	//x：2~54
	//y: 1~25
again:
	do
	{
		x = rand() % 53 + 2;
		y = rand() % 25 + 1;
	} while (x % 2 != 0);

	//x和y的坐标不能和蛇的身体坐标冲突

	pSnode cur = ps->_pSnake;
	while (cur)
	{
		if (x == cur->x && y == cur->y)
		{
			goto again;
		}
		cur = cur->next;
	}

	//创建食物的节点
	pSnode pFood = (pSnode)malloc(sizeof(Snode));
	if (pFood == NULL)
	{
		perror("CreateFood()::malloc()");
		return;
	}

	pFood->x = x;
	pFood->y = y;
	pFood->next = NULL;

	SetPos(x, y);//定位位置
	wprintf(L"%lc", FOOD);

	ps->_pFood = pFood;
}

游戏运行Gamerun()函数

第一步:

游戏运⾏期间，右侧打印帮助信息，提⽰玩家，坐标开始位置(64,15) 根据游戏状态检查游戏是否继续，如果是状态是OK，游戏继续，否则游戏结束。如果游戏继续，就是检测按键情况，确定蛇下⼀步的⽅向，或者是否加速减速，是否暂停或者退出游戏。需要的虚拟按键的罗列： • 上：VK_UP • 下：VK_DOWN • 左：VK_LEFT • 右：VK_RIGHT • 空格：VK_SPACE • ESC：VK_ESCAPE • F3：VK_F3 • F4：VK_F4 确定了蛇的⽅向和速度，蛇就可以移动了。

检测按键状态，我们封装了⼀个宏

#define KEY_PRESS(VK) ((GetAsyncKeyState(VK)&0x1) ? 1 : 0)

void GameRun(pSnake ps)
{
	PrintHelpInfo();
	do {
		SetPos(64, 10);
		printf("总分数:%d\n", ps->_score);
		SetPos(64, 11);
		printf("当前食物的分数:%2d\n", ps->_food_weight);

		if (KEY_PRESS(VK_UP) && ps->_dir != DOWN)
		{
			ps->_dir = UP;
		}
		else if (KEY_PRESS(VK_DOWN) && ps->_dir != UP)
		{
			ps->_dir = DOWN;
		}
		else if (KEY_PRESS(VK_RIGHT) && ps->_dir != LEFT)
		{
			ps->_dir = RIGHT;
		}
		else if (KEY_PRESS(VK_LEFT) && ps->_dir != RIGHT)
		{
			ps->_dir = LEFT;
		}
		else if (KEY_PRESS(VK_SPACE))
		{
			Pause();
		}
		else if (KEY_PRESS(VK_ESCAPE))
		{
			ps->_status = END_NORMAL;
		}
		else if (KEY_PRESS(VK_F3))
		{
			if (ps->_sleep_time > 80)
			{
				ps->_sleep_time -= 30;
				ps->_food_weight += 2;
			}
		}
		else if (KEY_PRESS(VK_F4))
		{
			if (ps->_food_weight > 2)
			{
				ps->_sleep_time += 30;
				ps->_food_weight -= 2;
			}
		}

		SnakeMove(ps);
		Sleep(ps->_sleep_time);

	} while (ps->_status == OK);
}

第二步: 打印右侧的提示信息

void PrintHelpInfo()
{
	SetPos(64, 14);
	wprintf(L"不能穿墙,不能咬到自己");
	SetPos(64, 15);
	wprintf(L"用 ↑. ↓ . ← . → 来控制蛇的移动");
	SetPos(64, 16);
	wprintf(L"按ESC退出游戏，按空格暂停游戏");
	SetPos(64, 17);
	wprintf(L"按F3加速，F4减速");
}

第三步检测虚拟按键, 然后来修改蛇的方向

第四步: 蛇身移动SnakeMove函数

先创建下⼀个节点，根据移动⽅向和蛇头的坐标，蛇移动到下⼀个位置的坐标。确定了下⼀个位置后，看下⼀个位置是否是⻝物（NextIsFood），是⻝物就做吃⻝物处理（EatFood），如果不是⻝物则做前进⼀步的处理（NoFood）。蛇⾝移动后，判断此次移动是否会造成撞墙（KillByWall）或者撞上⾃⼰蛇⾝（KillBySelf），从⽽影响游戏的状态。具体代码见四

游戏结束Gameend()函数

游戏状态不再是OK（游戏继续）的时候，要告知游戏结束的原因，并且释放蛇⾝节点。我们可以使用一个while循环来判断

具体代码见下

四 . 参考代码

snake.h

#pragma once

#include<stdio.h>
#include<time.h>
#include<stdlib.h>
#include<locale.h>
#include<Windows.h>
#include<stdbool.h>
#include<string.h>

#define POS_X 24
#define POS_Y 5

#define WALL L'□'
#define BODY L'●'
#define FOOD L'★'

//一个节点
typedef struct Snode
{
	int x;
	int y;
	struct Snode* next;
}Snode ,* pSnode;



//蛇的方向
enum DIRECTION
{
	UP = 1,
	DOWN,
	LEFT,
	RIGHT
};

enum GAME_STATUS
{
	OK, //正常
	KILL_BY_WALL, //撞墙
	KILL_BY_SELF, //撞到自己
	END_NORMAL //正常退出
};

//蛇的维护
typedef struct Snake
{
	pSnode _pSnake;//指向蛇头的指针
	pSnode _pFood;//指向食物节点的指针
	enum DIRECTION _dir;//蛇的方向
	enum GAME_STATUS _status;//游戏的状态
	int _food_weight;//一个食物的分数
	int _score;      //总成绩
	int _sleep_time; //休息时间，时间越短，速度越快，时间越长，速度越慢
}Snake, * pSnake;

void SetPos(short x, short y);

void gamestart(pSnake ps);

void GameRun(pSnake ps);

void GameEnd(pSnake ps);

snake.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include"snake.h"

void SetPos(short x,short y)
{
	HANDLE hOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);

	COORD pos = { x,y };
	SetConsoleCursorPosition(hOutput, pos);
}

void WelcomeToGame()
{
	SetPos(40, 14);
	wprintf(L"欢迎来到贪吃蛇小游戏\n");
	SetPos(42, 20);
	system("pause");
	system("cls");
	SetPos(25, 14);
	wprintf(L"用 ↑. ↓ . ← . → 来控制蛇的移动，按F3加速，F4减速\n");
	SetPos(25, 15);
	wprintf(L"加速能够得到更高的分数\n");

	SetPos(42, 20);
	system("pause");
	system("cls");
}

void CreateMap()
{
	//27⾏，58列
	//上
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 29; i++)
	{
		wprintf(L"%lc", WALL);
	}

	//下
	SetPos(0, 26);
	for (i = 0; i < 29; i++)
	{
		wprintf(L"%lc", WALL);
	}
	//左
	for (i = 1; i <= 25; i++)
	{
		SetPos(0, i);
		wprintf(L"%lc", WALL);
	}

	//右
	for (i = 1; i <= 25; i++)
	{
		SetPos(56, i);
		wprintf(L"%lc", WALL);
	}

	//getchar();
}

void InitSnake(pSnake ps)
{
	int i = 0;
	pSnode cur = NULL;

	for (i = 0; i < 5; i++)
	{
		cur = (pSnode)malloc(sizeof(Snode));
		if (cur == NULL)
		{
			perror("InitSnake()::malloc()");
			return;
		}
		cur->next = NULL;
		cur->x = POS_X + 2 * i;
		cur->y = POS_Y;

		//头插法插入链表
		if (ps->_pSnake == NULL) //空链表
		{
			ps->_pSnake = cur;
		}
		else //非空
		{
			cur->next = ps->_pSnake;
			ps->_pSnake = cur;
		}
	}

	cur = ps->_pSnake;
	while (cur)
	{
		SetPos(cur->x, cur->y);
		wprintf(L"%lc", BODY);
		cur = cur->next;
	}

	//设置贪吃蛇的属性
	ps->_dir = RIGHT;//默认向右
	ps->_score = 0;
	ps->_food_weight = 10;
	ps->_sleep_time = 200;//单位是毫秒
	ps->_status = OK;
}

void CreateFood(pSnake ps)
{
	int x = 0;
	int y = 0;

	//生成x是2的倍数
	//x：2~54
	//y: 1~25
again:
	do
	{
		x = rand() % 53 + 2;
		y = rand() % 25 + 1;
	} while (x % 2 != 0);

	//x和y的坐标不能和蛇的身体坐标冲突

	pSnode cur = ps->_pSnake;
	while (cur)
	{
		if (x == cur->x && y == cur->y)
		{
			goto again;
		}
		cur = cur->next;
	}

	//创建食物的节点
	pSnode pFood = (pSnode)malloc(sizeof(Snode));
	if (pFood == NULL)
	{
		perror("CreateFood()::malloc()");
		return;
	}

	pFood->x = x;
	pFood->y = y;
	pFood->next = NULL;

	SetPos(x, y);//定位位置
	wprintf(L"%lc", FOOD);

	ps->_pFood = pFood;
}

void gamestart(pSnake ps)
{
	//设置windows下窗口大小
	system("mode con cols=100 lines=30");//100列30行
	system("title 贪吃蛇");

	HANDLE hOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
	CONSOLE_CURSOR_INFO info;
	GetConsoleCursorInfo(hOutput, &info);
	info.bVisible = false;
	SetConsoleCursorInfo(hOutput, &info);
	
	//打印环境界面和功能介绍
	WelcomeToGame();
	//绘制地图
	CreateMap();
	//创建蛇
	InitSnake(ps);
	//创建食物
	CreateFood(ps);

}

void PrintHelpInfo()
{
	SetPos(64, 14);
	wprintf(L"不能穿墙,不能咬到自己");
	SetPos(64, 15);
	wprintf(L"用 ↑. ↓ . ← . → 来控制蛇的移动");
	SetPos(64, 16);
	wprintf(L"按ESC退出游戏，按空格暂停游戏");
	SetPos(64, 17);
	wprintf(L"按F3加速，F4减速");
}

#define KEY_PRESS(vk)  ((GetAsyncKeyState(vk)&1)?1:0)  //检测虚拟按键

void Pause()
{
	while (1)
	{
		Sleep(200);
		if (KEY_PRESS(VK_SPACE))
		{
			break;
		}
	}
}

int NextIsFood(pSnode pNext, pSnake ps)
{
	return (ps->_pFood->x == pNext->x && ps->_pFood->y == pNext->y);
}

void EatFood(pSnode pn, pSnake ps)
{
	//头插法
	ps->_pFood->next = ps->_pSnake;
	ps->_pSnake = ps->_pFood;

	free(pn);
	pn = NULL;

	pSnode cur = ps->_pSnake;
	//打印蛇
	while (cur)
	{
		SetPos(cur->x, cur->y);
		wprintf(L"%lc", BODY);
		cur = cur->next;
	}
	ps->_score += ps->_food_weight;

	//重新创建食物
	CreateFood(ps);

}

void NoFood(pSnode pn, pSnake ps)
{
	pn->next = ps->_pSnake;
	ps->_pSnake = pn;

	pSnode cur = ps->_pSnake;
	while (cur->next->next != NULL)
	{
		SetPos(cur->x, cur->y);
		wprintf(L"%lc", BODY);
		cur = cur->next;
	}

	SetPos(cur->next->x, cur->next->y);
	printf("  ");

	free(cur->next);
	cur->next = NULL;
}

void KillByWall(pSnake ps)
{
	if (ps->_pSnake->x == 0 || ps->_pSnake->x == 56 || ps->_pSnake->y == 0
		|| ps->_pSnake->y == 26)
	{
		ps->_status = KILL_BY_WALL;
	}
}

void KillBySelf(pSnake ps)
{
	pSnode cur = ps->_pSnake->next;
	while (cur)
	{
		if (cur->x == ps->_pSnake->x && cur->y == ps->_pSnake->y)
		{
			ps->_status = KILL_BY_SELF;
			break;
		}
		cur = cur->next;
	}
}

void SnakeMove(pSnake ps)
{
	pSnode pNext = (pSnode)malloc(sizeof(Snode));
	if (pNext == NULL)
	{
		perror("SnakeMove()::malloc()");
		return;
	}
	switch (ps->_dir)
	{
	case UP:
		pNext->x = ps->_pSnake->x;
		pNext->y = ps->_pSnake->y - 1;
		break;

	case DOWN:
		pNext->x = ps->_pSnake->x;
		pNext->y = ps->_pSnake->y + 1;
		break;

	case LEFT:
		pNext->x = ps->_pSnake->x - 2;
		pNext->y = ps->_pSnake->y;
		break;

	case RIGHT:
		pNext->x = ps->_pSnake->x + 2;
		pNext->y = ps->_pSnake->y;
		break;
	}

	pNext->next = NULL;

	if (NextIsFood(pNext, ps))
	{
		EatFood(pNext, ps);
	}
	else
	{
		NoFood(pNext, ps);
	}

	KillByWall(ps);

	KillBySelf(ps);
}
void GameRun(pSnake ps)
{
	PrintHelpInfo();
	do {
		SetPos(64, 10);
		printf("总分数:%d\n", ps->_score);
		SetPos(64, 11);
		printf("当前食物的分数:%2d\n", ps->_food_weight);

		if (KEY_PRESS(VK_UP) && ps->_dir != DOWN)
		{
			ps->_dir = UP;
		}
		else if (KEY_PRESS(VK_DOWN) && ps->_dir != UP)
		{
			ps->_dir = DOWN;
		}
		else if (KEY_PRESS(VK_RIGHT) && ps->_dir != LEFT)
		{
			ps->_dir = RIGHT;
		}
		else if (KEY_PRESS(VK_LEFT) && ps->_dir != RIGHT)
		{
			ps->_dir = LEFT;
		}
		else if (KEY_PRESS(VK_SPACE))
		{
			Pause();
		}
		else if (KEY_PRESS(VK_ESCAPE))
		{
			ps->_status = END_NORMAL;
		}
		else if (KEY_PRESS(VK_F3))
		{
			if (ps->_sleep_time > 80)
			{
				ps->_sleep_time -= 30;
				ps->_food_weight += 2;
			}
		}
		else if (KEY_PRESS(VK_F4))
		{
			if (ps->_food_weight > 2)
			{
				ps->_sleep_time += 30;
				ps->_food_weight -= 2;
			}
		}

		SnakeMove(ps);
		Sleep(ps->_sleep_time);

	} while (ps->_status == OK);
}

void GameEnd(pSnake ps)
{
	SetPos(24,12);
	switch (ps->_status)
	{
	case END_NORMAL:
		printf("您主动结束游戏\n");
		break;
	case KILL_BY_WALL:
		printf("您撞到墙上，游戏结束\n");
		break;
	case KILL_BY_SELF:
		printf("您撞到了自己，游戏结束\n");
		break;
	}

	pSnode cur = ps->_pSnake;
	while (cur)
	{
		pSnode del = cur;
		cur = cur->next;
		free(del);
		del = NULL;
	}
}

test.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include"snake.h"

void test01()
{
	
	int ch =0;
	do {
		system("cls");
		Snake ps = { 0 };
		gamestart(&ps);
		//1.打印环境界面
		//2.功能介绍
		//3.地图
		//4.创建蛇
		//5.创建食物
		//6.设置相关属性

		GameRun(&ps);
		//运行游戏
		GameEnd(&ps);
		//结束游戏
		SetPos(20, 15);
		printf("再来一局吗?(Y/N):");
		ch = getchar();
		getchar();

	}while (ch == 'Y' || ch == 'y');
	SetPos(0, 27);
}

int main()
{
	setlocale(LC_ALL, "");
	srand((unsigned int)time(NULL));
	test01();
	return 0;
}