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建立太空遊戲第一部分：簡介

課前測驗

繼承與組合在遊戲開發中的應用

在之前的課程中，由於項目範圍較小，並不需要過多考慮應用程式的設計架構。然而，當你的應用程式規模和範圍逐漸擴大時，架構設計的決策就變得更加重要。在 JavaScript 中，有兩種主要方法可以用來建立大型應用程式：組合或繼承。這兩者各有優缺點，但我們可以從遊戲的角度來解釋它們。

✅ 最著名的程式設計書籍之一是關於設計模式。

在遊戲中，你會有 遊戲物件，這些物件存在於螢幕上。這意味著它們在笛卡爾座標系統中有一個位置，通常由 x 和 y 座標來表示。當你開發遊戲時，你會注意到所有的遊戲物件都有一些標準屬性，這些屬性在每個遊戲中都很常見，例如：

基於位置 大多數（如果不是全部）遊戲元素都是基於位置的。這意味著它們有一個位置，即 x 和 y。
可移動 這些物件可以移動到新的位置。通常是英雄、怪物或 NPC（非玩家角色），但例如像樹這樣的靜態物件則不屬於此類。
自我銷毀 這些物件只存在於一定的時間內，然後會設置為刪除。通常這是通過一個 dead 或 destroyed 的布林值來表示，告訴遊戲引擎該物件不再需要渲染。
冷卻時間 "冷卻時間" 是短暫存在的物件中常見的屬性。一個典型的例子是文字或圖形效果（例如爆炸），它們只需要顯示幾毫秒。

✅ 想想像吃豆人（Pac-Man）這樣的遊戲。你能在這個遊戲中識別出上述四種物件類型嗎？

表達行為

上述所有描述的都是遊戲物件可能具有的行為。那麼我們如何編碼這些行為呢？我們可以通過與類別或物件相關聯的方法來表達這些行為。

類別

使用 類別 結合 繼承 的概念，可以為類別添加特定的行為。

✅ 繼承是一個重要的概念。可以在 MDN 的文章關於繼承中了解更多。

用程式碼表示，一個遊戲物件通常看起來像這樣：


//set up the class GameObject
class GameObject {
  constructor(x, y, type) {
    this.x = x;
    this.y = y;
    this.type = type;
  }
}

//this class will extend the GameObject's inherent class properties
class Movable extends GameObject {
  constructor(x,y, type) {
    super(x,y, type)
  }

//this movable object can be moved on the screen
  moveTo(x, y) {
    this.x = x;
    this.y = y;
  }
}

//this is a specific class that extends the Movable class, so it can take advantage of all the properties that it inherits
class Hero extends Movable {
  constructor(x,y) {
    super(x,y, 'Hero')
  }
}

//this class, on the other hand, only inherits the GameObject properties
class Tree extends GameObject {
  constructor(x,y) {
    super(x,y, 'Tree')
  }
}

//a hero can move...
const hero = new Hero();
hero.moveTo(5,5);

//but a tree cannot
const tree = new Tree();

✅ 花幾分鐘重新構想一下吃豆人的英雄（例如 Inky、Pinky 或 Blinky），並思考它如何用 JavaScript 編寫。

組合

另一種處理物件繼承的方法是使用組合。然後，物件可以像這樣表達它們的行為：

//create a constant gameObject
const gameObject = {
  x: 0,
  y: 0,
  type: ''
};

//...and a constant movable
const movable = {
  moveTo(x, y) {
    this.x = x;
    this.y = y;
  }
}
//then the constant movableObject is composed of the gameObject and movable constants
const movableObject = {...gameObject, ...movable};

//then create a function to create a new Hero who inherits the movableObject properties
function createHero(x, y) {
  return {
    ...movableObject,
    x,
    y,
    type: 'Hero'
  }
}
//...and a static object that inherits only the gameObject properties
function createStatic(x, y, type) {
  return {
    ...gameObject
    x,
    y,
    type
  }
}
//create the hero and move it
const hero = createHero(10,10);
hero.moveTo(5,5);
//and create a static tree which only stands around
const tree = createStatic(0,0, 'Tree');

我應該使用哪種模式？

選擇哪種模式完全取決於你。JavaScript 支援這兩種範式。

在遊戲開發中，另一種常見的模式是解決遊戲的用戶體驗和性能問題。

Pub/sub 模式

✅ Pub/Sub 代表 "發布-訂閱"

這種模式的核心思想是應用程式的不同部分不應該彼此了解。為什麼呢？如果各部分是分離的，整體上會更容易理解發生了什麼。同時，如果需要突然改變行為，也會更容易實現。那麼我們如何做到這一點呢？我們可以通過建立以下概念來實現：

訊息：訊息通常是一個文字字串，並伴隨一個可選的有效負載（用於說明訊息內容的數據）。在遊戲中，典型的訊息可以是 KEY_PRESSED_ENTER。
發布者：這個元素發布一個訊息並將其發送給所有訂閱者。
訂閱者：這個元素監聽特定的訊息，並根據接收到的訊息執行某些任務，例如發射雷射。

這種模式的實現非常簡單，但它非常強大。以下是它的實現方式：

//set up an EventEmitter class that contains listeners
class EventEmitter {
  constructor() {
    this.listeners = {};
  }
//when a message is received, let the listener to handle its payload
  on(message, listener) {
    if (!this.listeners[message]) {
      this.listeners[message] = [];
    }
    this.listeners[message].push(listener);
  }
//when a message is sent, send it to a listener with some payload
  emit(message, payload = null) {
    if (this.listeners[message]) {
      this.listeners[message].forEach(l => l(message, payload))
    }
  }
}

要使用上述程式碼，我們可以建立一個非常小的實現：

//set up a message structure
const Messages = {
  HERO_MOVE_LEFT: 'HERO_MOVE_LEFT'
};
//invoke the eventEmitter you set up above
const eventEmitter = new EventEmitter();
//set up a hero
const hero = createHero(0,0);
//let the eventEmitter know to watch for messages pertaining to the hero moving left, and act on it
eventEmitter.on(Messages.HERO_MOVE_LEFT, () => {
  hero.move(5,0);
});

//set up the window to listen for the keyup event, specifically if the left arrow is hit, emit a message to move the hero left
window.addEventListener('keyup', (evt) => {
  if (evt.key === 'ArrowLeft') {
    eventEmitter.emit(Messages.HERO_MOVE_LEFT)
  }
});

在上面的程式碼中，我們連接了一個鍵盤事件 ArrowLeft，並發送 HERO_MOVE_LEFT 訊息。我們監聽該訊息並移動 hero 作為結果。這種模式的優勢在於事件監聽器和英雄彼此並不相互了解。你可以將 ArrowLeft 重新映射到 A 鍵。此外，通過對 eventEmitter 的 on 函數進行一些編輯，也可以在 ArrowLeft 上執行完全不同的操作：

eventEmitter.on(Messages.HERO_MOVE_LEFT, () => {
  hero.move(5,0);
});

隨著遊戲規模的增大，事情變得更加複雜，但這種模式的複雜性保持不變，並且你的程式碼保持乾淨。非常推薦採用這種模式。

🚀 挑戰

思考 Pub/Sub 模式如何增強遊戲。哪些部分應該發出事件，遊戲應該如何對它們作出反應？現在是你發揮創意的時候，想像一個新遊戲及其各部分可能的行為。

課後測驗

回顧與自學

通過閱讀相關內容了解更多關於 Pub/Sub 的知識。

作業

設計一個遊戲

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