游戏编程的框架初探

前一阵子看算法，基础的数据结构有复习了一遍，最后还剩下一点经典的算法没有看，打算8月回头复习。近期看看JAVA、Web和Android。

今天看了一个JAVA游戏贪食蛇的例子，以前在linux上用c也写过一个类似的游戏，但是由于初窥门径，没有如此宏观的把握。以下是游戏构建的具体过程和思路。

一、架构

例子模式基于MVC模式，将数据模型、显示和控制分割开，使得整个程序模块清晰，耦合松散，最近研究研究STRUCTS框架，互为印证，颇有心得。

在编程之前，将这个问题调理搞清楚是很有意义的。对于贪食蛇游戏的直观感受是这样的，游戏者通过操作键盘的上下左右键来操纵蛇的前进方向，当蛇吃到食物时长度就加一，当蛇撞到墙或者撞到自己时，游戏就将停止。因此可以比较简单的提炼出三个组件：Snake、Food、Ground。这是游戏中的基本元素，接下来通过分析框架来提炼出其他元素。

上图是本示例的基本框架，其中Controller类负责处理按键事件和处理整个贪食蛇游戏的实例，而GamePanel类构成了贪食蛇游戏的前台，并且接收用户触发的按键事件。这是一个典型的MVC模式，其中Ground, Snake, Food构成了程序的组件模型，Controller构成了控制器，GamePanel构成了显示模块。

接下来就是讨论各个类的行为了。

首先是Snake，这是核心对象。Snake能干什么呢？Snake需要移动，所以有void move()，Snake需要在运动中改变方向，所以有void changeDirection()，Snake需要吃到食物，所以有void eatFood()，Snake需要判断是否吃到了自己，所以有boolean isEatBody()，Snake还需要在前台显示，所以有void drawMe()，最后Snake是一直沿着前进方向向前移动的，所以需要一个线程不停的调用move方法执行运行，我们将这个线程命名为SnakeDriver内部类，通过void start()方法来启动这个线程。基于以上的方法，我们可以清晰的看到Snake需要几个属性：direction（方向）、body（蛇身）。接下来要考虑使用的数据结构：direction用int型，毋庸置疑的；body用LinkedList<Point>类型，这是基于Snake的move方法的实现，在LinkedList的头部增加一个节点（根据当前运行方向）addFirst()方法，在LinkedList的尾部减少一个节点removeLast()方法。

然后是Ground，这个类比较简单，肯定需要有一个显示的方法void drawMe()，还需要判断Snake是否撞到了Ground上，所以有方法boolean isSnakeEatRock()，行为考虑完了就需要考虑数据结构，用简单的int型二维数组就可以了。

 最后是Food，这个类也比较简单，因为Food类无非是显示前端的某个坐标上的一个正方形，因此继承Point类，显示方法void drawMe()，还需要判断Snake是否吃到了Food，因此方法boolean isSnakeEatFood()。

这三个类Snake, Ground, Food作为组件放在包.snake.entities中。

接下来分析前端的GamePanel类，放在包.snake.view中，GamePanel类作为前台的画布，我们选择继承JPanel类。由于其用于显示组件，到底是哪些组件呢？因此必有三个属性：snake, ground, food。采用一个void display()方法启动画布显示，并覆盖一个回调函数void paintComponent(Graphic g)，在一个线程中不断刷新画布。

最后需要分析的控制核心Controller类，放在包.snake.controller中。前面已经说过，这个类完成两大功能，也即处理按键事件和处理整个贪食蛇游戏的事件。首先处理按键是简单的，通过继承KeyAdapter类并覆盖方法keyPressed()方法即可实现。事件监听应当也是一种固定的格式，首先定义一个事件监听接口SnakeListener类置于包.snake.listener包中，Controller类继承这个接口，并实现snakeMoved()方法。最后还需要控制游戏的开始，所以有方法void newGame()。

整个游戏的主进程在Game中，位于包.snake.game。

写到这里，已是一团雾水，为什么需要将前台的显示和核心的控制逻辑分离？比如监听键盘，在我看来为什么不是放在GamePanel中实现，而这些监听器偏偏是在程序初始化时在JFrame, JPanel, Snake中注册的，这些组件中都要addListener方法。