提高游戏帧率：C++游戏代码优化指南

提高游戏帧率：C++游戏代码优化指南

本文将介绍如何通过优化 C++ 游戏代码来提高游戏帧率，涵盖减少屏幕刷新频率、优化绘制和更新逻辑、调整帧率增长策略以及减少不必要输出等方法。

优化代码示例

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <windows.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

const int N = 2;
const int M = 60;
const int FRAME_RATE = 10;
const int CAR_TIME = 10;
const int MAX_CAR = 10;

struct Sprite;
struct You;
struct Car;

void clear();
void cls();
void pause();
void print_screen();
void tick(int &times, int frame_rate);
void wait_off(int key);
void wait_on(int key);
bool get_pressed(int key);
void draw(You you, Car cars[], int car_count);
void game();

struct Sprite
{
    char shapes[10];
    int x, y, len;

    Sprite(const int &_x = 0, const int &_y = 0, const char _shapes[] = '%')
    {
        x = _x, y = _y;
        strcpy(shapes, _shapes);
        len = strlen(_shapes);
    }

    void move(int dx, int dy)
    {
        x += dx;
        y += dy;

        if (y < 0)
        {
            y = 0;
        }
        if (y >= M)
        {
            y = M - 1;
        }
        if (x < 0)
        {
            x = 0;
        }
        if (x >= N)
        {
            x = N - 1;
        }
    }

    void draw(char screen[N][M])
    {
        for (int i = 0; i < len; i++)
        {
            if (x < 0 || x >= N || y + i < 0 || y + i >= M)
            {
                continue;
            }
            screen[x][y + i] = shapes[i];
        }
    }

    virtual void update() {}
};

struct You : Sprite
{
    You() : Sprite(0, 1, '@#>')
    {
    }

    void update()
    {
        if (get_pressed(VK_UP) && x > 0)
        {
            move(-1, 0);
        }
        else if (get_pressed(VK_DOWN) && x < N - 1)
        {
            move(1, 0);
        }
    }

    bool touch(Sprite other)
    {
        if (x == other.x && y + len >= other.y && y <= other.y)
        {
            return true;
        }
        return false;
    }

    bool touch(Sprite other[], int count)
    {
        for (int i = 0; i < count; i++)
        {
            if (touch(other[i]))
            {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
};

struct Car : Sprite
{
    Car() : Sprite(rand() % N, M - 1, '<{#')
    {
    }

    void update()
    {
        move(0, -1);
        if (y >= M / 3)
        {
            int random = rand() % 5;
            if (random == 0)
            {
                move(1, 0);
            }
            else if (random == 1)
            {
                move(-1, 0);
            }
        }
    }
};

char screen[N][M];

void clear()
{
    memset(screen, '.', sizeof(screen));
}

void cls()
{
    system('cls');
}

void pause()
{
    system('pause');
}

void print_screen()
{
    cls();
    for (int i = 0; i < N; i++)
    {
        for (int j = 0; j < M; j++)
        {
            putchar(screen[i][j]);
        }
        putchar('
');
    }
}

void tick(int &times, int frame_rate = FRAME_RATE)
{
    Sleep(1000.0 / frame_rate);
    times++;
}

void wait_off(int key)
{
    while (get_pressed(key))
    {
    }
}

void wait_on(int key)
{
    while (!get_pressed(key))
    {
    }
}

bool get_pressed(int key)
{
    return (GetAsyncKeyState(key) & 0x8000);
}

void draw(You you, Car cars[], int car_count)
{
    clear();
    you.draw(screen);
    for (int i = 0; i < car_count; i++)
    {
        cars[i].draw(screen);
    }
}

void game()
{
    srand(time(0));
    You you;
    Car cars[MAX_CAR] = {Car()};
    int car_count = 1;
    int frame_rate = FRAME_RATE;
    int times = 0;
    int score = 0;

    while (true)
    {
        if (get_pressed(VK_ESCAPE))
        {
            break;
        }
        if (you.touch(cars, car_count))
        {
            break;
        }
        if (cars[0].y == 0)
        {
            car_count--;
            score++;
            for (int i = 0; i < car_count; i++)
            {
                cars[i] = cars[i + 1];
            }
        }
        you.update();
        for (int i = 0; i < car_count; i++)
        {
            cars[i].update();
        }
        if (get_pressed(VK_RIGHT))
        {
            tick(times, frame_rate * 2);
        }
        else
        {
            tick(times, frame_rate);
        }
        if (times > (frame_rate * 10))
        {
            frame_rate += 5;
            times = 0;
        }
        if (times % (frame_rate * 3) == 0)
        {
            if (car_count + 1 < MAX_CAR)
            {
                cars[car_count++] = Car();
            }
        }
        draw(you, cars, car_count);
        print_screen();
        printf('times: %d, frame rate: %d, score: %d
', times, frame_rate, score);
    }
    cls();
    printf('You score is %d

', score);
    pause();
}

int main()
{
    game();
    return 0;
}

优化方法

1. 减少屏幕刷新频率： 可以通过减少每帧的绘制次数来提高帧率。在 tick() 函数中，可以调整 Sleep() 函数的参数来减少每帧的等待时间，从而提高帧率。例如，可以将 Sleep() 函数的参数调整为 1000.0 / (frame_rate * 2)。

2. 优化绘制逻辑： 可以通过减少绘制的元素数量或者减少每个元素的绘制时间来提高帧率。在 draw() 函数中，可以尝试减少绘制的车辆数量，或者减少每个车辆的绘制时间。

3. 优化更新逻辑： 可以通过减少更新的元素数量或者减少每个元素的更新时间来提高帧率。在 game() 函数中，可以尝试减少更新的车辆数量，或者减少每个车辆的更新时间。

4. 调整帧率增长策略： 可以调整帧率的增长策略，使得帧率增长更加平缓。在 game() 函数中，可以调整 times % (frame_rate * 3) == 0 的条件，改为 times % (frame_rate * 5) == 0 或者其他更大的数值，从而减少每次增加车辆的频率。

5. 减少不必要的输出： 可以减少不必要的输出，从而减少对帧率的影响。在 print_screen() 函数中，可以减少打印 times、frame rate 和 score 的输出次数，或者将这些输出放在一个单独的函数中，在每隔一定的帧率后调用该函数。

注意事项

在进行以上优化时，需要进行适当的测试和调整，以确保游戏的流畅性和稳定性。