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建立太空遊戲 第1部分：簡介

課前測驗

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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，設計應用程式架構並不是一個需要特別關注的問題。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，建立大型應用程式有兩種主要方法：組合 或 繼承。這兩種方法各有優缺點，但我們將從遊戲的角度來解釋它們。

✅ 最著名的程式設計書籍之一與設計模式有關。

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兒座標系統中有一個位置，具體表現為 x 和 y 座標。在開發遊戲時，你會發現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，主要包括以下幾個元素：

• 基於位置 大多數（如果不是全部的話）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 這些是可以移動到新位置的物件。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段時間內，然後會自動設置為刪除。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（如爆炸），它們只應該顯示幾毫秒。

✅ 想一想像吃豆人（Pac-Man）這樣的遊戲。你能在這個遊戲中識別出上述四種類型的物件嗎？

表達行為

上述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？我們可以將這些行為表達為與類別或物件相關聯的方法。

類別

我們可以使用 類別 結合 繼承 來為類別添加特定的行為。

✅ 繼承是一個重要的概念。可以在 MDN 的繼承文章 中了解更多。

用程式碼表達時，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中的英雄（例如 Inky、Pinky 或 Blinky），並思考如何用 JavaScript 編寫它們。

組合

處理物件繼承的另一種方式是使用 組合。在這種情況下，物件的行為表達如下：

//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'); 

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。

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在遊戲開發中，另一種常見的模式是解決遊戲用戶體驗和效能問題。

Pub/Sub 模式

✅ Pub/Sub 代表 "發布-訂閱"。

這種模式解決了應用程式中不同部分不應該彼此了解的問題。為什麼這很重要？因為這樣可以更容易了解整體情況，並且如果需要改變行為，也會更加簡單。我們如何實現這一點？我們通過建立以下概念來實現：

• 訊息：訊息通常是一個文字字串，並可能附帶一個可選的有效負載（用於說明訊息的內容）。遊戲中的典型訊息可以是 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，並在接收到該訊息後執行某些任務，例如發射雷射。

這種模式的實現規模很小，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，我們可以創建一個非常小的實現：

//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)
  }
});

在上面的例子中，我們連接了一個鍵盤事件 ArrowLeft，並發送了 HERO_MOVE_LEFT 訊息。我們監聽該訊息，並因此移動 hero。這種模式的優勢在於事件監聽器和英雄彼此並不了解。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和複雜性的增加，這種模式的複雜性保持不變，並且你的程式碼保持整潔。非常推薦採用這種模式。

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🚀 挑戰

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

課後測驗

課後測驗

複習與自學

通過閱讀相關內容來進一步了解 Pub/Sub。

作業

設計一個遊戲原型

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