《游戲編程模式》（3）

来源:http://www.cnblogs.com/pandawuwyj/archive/2017/01/06/6256800.html
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Chatper 5 原型模式 核心思想是一個對象可以生成與自身相似的其他對象。 基類Monster，有一個抽象方法clone： 1 class Monster 2 { 3 public: 4 5 virtual ~Monster() {} 6 virtual Monster* clone() = 0 ...


Chatper 5 原型模式

核心思想是一個對象可以生成與自身相似的其他對象。

 

基類Monster，有一個抽象方法clone：

1 class Monster
2 {
3 public:
4 
5   virtual ~Monster() {}
6   virtual Monster* clone() = 0;
7 
8   // Other stuff...
9 };

 

子類的clone實現：

 1 class Ghost : public Monster {
 2 public:
 3 
 4   Ghost(int health, int speed)
 5   : health_(health),
 6     speed_(speed)
 7   {} 
 8 
 9   virtual Monster* clone()
10   {
11     return new Ghost(health_, speed_);
12   }
13 
14 private:
15   int health_;
16   int speed_;
17 };

 

通用的Spawner類：

 1 class Spawner
 2 {
 3 
 4 public:
 5   Spawner(Monster* prototype)
 6   : prototype_(prototype)
 7   {}
 8 
 9   Monster* spawnMonster()
10   {
11     return prototype_->clone();
12   }
13 
14 private:
15   Monster* prototype_;
16 };

 

這樣用：

1 Monster* ghostPrototype = new Ghost(15, 3);
2 Spawner* ghostSpawner = new Spawner(ghostPrototype);
3 Monster* newGhost = Spawner->spawnMonster();

 

生成器函數和孵化函數指針：

 1 Monster* spawnGhost()
 2 {
 3   return new Ghost();
 4 }
 5 typedef Monster* (*SpawnCallback)();
 6 
 7 class Spawner
 8 {
 9 public:
10   Spawner(SpawnCallback spawn)
11   : spawn_(spawn)
12   {}
13 
14   Monster* spawnMonster()
15   {
16     return spawn_();
17   }
18 
19 private:
20   SpawnCallback spawn_;
21 
22 };

 

這樣用：

1 Spawner* ghostSpawner = new Spawner(spawnGhost);
2 Monster* newGhost = ghostSpawner->spawnMonster();

 

Chatper 6 單例模式

確保一個類只有一個實例，併為其提供一個全局訪問入口。

 

 1 class FileSystem
 2 {
 3 public:
 4   static FileSystem& instance()
 5   {
 6     static FileSystem *instance = new FileSystem();
 7     return *instance;
 8   } 
 9 
10 private:
11   FileSystem() {}
12 
13 };
  1. 延遲初始化
  2. C++11保證局部靜態變數的初始化只進行一次
  3. 多線程安全
  4. 私有構造函數

 

繼承單例（多平臺）：

 1 class FileSystem
 2 {
 3 public:
 4 
 5   static FileSystem& instance();
 6  
 7   virtual ~FileSystem() {}
 8 
 9   virtual char* readFile(char* path) = 0;
10   virtual void  writeFile(char* path, char* contents) = 0;
11  
12 protected:
13   FileSystem() {}
14 
15 };
16 
17 class PS3FileSystem : public FileSystem
18 {
19 
20 public:
21   virtual char* readFile(char* path)
22   {
23     // Use Sony file IO API...
24   }
25 
26   virtual void writeFile(char* path, char* contents)
27   {
28     // Use sony file IO API...
29   }
30 };
31 
32 class WiiFileSystem : public FileSystem
33 {
34 
35 public:
36   virtual char* readFile(char* path)
37   {
38     // Use Nintendo file IO API...
39   }
40 
41   virtual void writeFile(char* path, char* contents)
42   {
43     // Use Nintendo file IO API...
44   }
45 
46 };

 

Instance的編譯跳轉實現：

 1 FileSystem& FileSystem::instance()
 2 {
 3 
 4 #if PLATFORM == PLAYSTATION3
 5     static FileSystem *instance = new PS3FileSystem();
 6 #elif PLATFORM == WII
 7     static FileSystem *instance = new WiiFileSystem();
 8 #endif 
 9 
10   return *instance;
11 }

 

單例的缺陷：

  1. 全局變數，單例就是一個全局狀態，只是被封裝到了類中；
  2. 延遲初始化可能導致掉幀和卡頓，可能導致記憶體佈局碎片化。 

通過將全局對象類包裝在現有類里來減少全局對象數量：

 1 class Game
 2 {
 3 
 4 public:
 5   static Game& instance() { return instance_; }
 6  
 7   // Functions to set log_, et. al. ...
 8  
 9   Log& getLog() { return *log_; }
10 
11   FileSystem&  getFileSystem()  { return *fileSystem_; }
12 
13   AudioPlayer& getAudioPlayer() { return *audioPlayer_; }
14  
15 private:
16   static Game instance_; 
17   Log *log_;
18   FileSystem  *fileSystem_;
19   AudioPlayer *audioPlayer_;
20 
21 };
22 
23 Game::instance().getAudioPlayer().play(VERY_LOUD_BANG);

 

Chatper 7 狀態模式

允許一個對象在其內部狀態改變時改變自身的行為，對象看起來好像是在修改自身類。

複雜的分支和可變的狀態是兩種最容易出錯的代碼。

狀態、輸入和轉換：

1．  擁有一組數目較小的狀態，可以在這組狀態之間切換；

2．  同一時刻只能處於一種狀態；

3．  響應用戶輸入和游戲事件

 

定義一個介面，enter函數定義一些進入狀態時的處理，exit函數定義一些狀態改變前的處理：

 1 class HeroineState
 2 {
 3 
 4 public:
 5   virtual ~HeroineState() {}
 6   virtual void handleInput(Heroine& heroine, Input input) {}
 7   virtual void update(Heroine& heroine) {} 
 8 
 9   virtual void enter(Heroine& heroine) {}
10   virtual void exit(Heroine& heroine) {}
11 
12 };

 

每一個狀態都繼承這個狀態介面：

 1 class DuckingState : public HeroineState
 2 {
 3 
 4 public:
 5   DuckingState()
 6   : chargeTime_(0)
 7   {}
 8 
 9   virtual void handleInput(Heroine& heroine, Input input) {
10     if (input == RELEASE_DOWN)
11     {
12       // Change to standing state...
13       heroine.setGraphics(IMAGE_STAND);
14     }
15   }
16 
17   virtual void update(Heroine& heroine) {
18     chargeTime_++;
19     if (chargeTime_ > MAX_CHARGE)
20     {
21       heroine.superBomb();
22     }
23   } 
24 
25 private:
26   int chargeTime_;
27 
28 };

 

主角類中有一個指針指向當前狀態：

 1 class Heroine
 2 {
 3 
 4 public:
 5   virtual void handleInput(Input input)
 6   {
 7     state_->handleInput(*this, input);
 8   }
 9  
10   virtual void update()
11   {
12     state_->update(*this);
13   }
14 
15   // Other methods...
16 
17 private:
18   HeroineState* state_;
19 
20 };

 

靜態狀態（省CPU省記憶體）：

 1 class HeroineState
 2 {
 3 
 4 public:
 5   static StandingState standing;
 6   static DuckingState ducking;
 7   static JumpingState jumping;
 8   static DivingState diving; 
 9 
10   // Other code...
11 };
12 
13 if (input == PRESS_B)
14 {
15   heroine.state_ = &HeroineState::jumping;
16   heroine.setGraphics(IMAGE_JUMP);
17 }

 

實例化狀態（handleInput方法返回後刪除原狀態）：

 1 void Heroine::handleInput(Input input)
 2 {
 3   HeroineState* state = state_->handleInput(*this, input);
 4   if (state != NULL)
 5   {
 6     delete state_;
 7     state_ = state;
 8 
 9     // Call the enter action on the new state.
10     state_->enter(*this); 
11   }
12 }
13 
14 HeroineState* StandingState::handleInput(
15   Heroine& heroine, Input input)
16 {
17   if (input == PRESS_DOWN)
18   {
19     // Other code...
20     return new DuckingState();
21   }
22 
23   // Stay in this state.
24   return NULL;
25 }

 

併發狀態機（當兩種狀態沒什麼關係時）：

 1 class Heroine
 2 {
 3 
 4   // Other code...
 5  
 6 private:
 7   HeroineState* state_;
 8   HeroineState* equipment_;
 9 
10 };
11 
12 void Heroine::handleInput(Input input)
13 {
14   state_->handleInput(*this, input);
15   equipment_->handleInput(*this, input);
16 }

如果兩種狀態有一些聯繫（不能太多），需要對某些狀態處理進行干預，可以做一些簡單的if判斷並特殊處理下。

 

層次狀態機：

一個狀態有父狀態，如果子狀態不處理就交給他的父狀態處理。用來處理可能包含的大量相似狀態。

 1 class OnGroundState : public HeroineState
 2 {
 3 
 4 public:
 5   virtual void handleInput(Heroine& heroine, Input input)
 6   {
 7     if (input == PRESS_B)
 8     {
 9       // Jump...
10     }
11     else if (input == PRESS_DOWN)
12     {
13       // Duck...
14     }
15   }
16 };
17 
18 class DuckingState : public OnGroundState
19 {
20 
21 public:
22   virtual void handleInput(Heroine& heroine, Input input)
23   {
24     if (input == RELEASE_DOWN)
25     {
26       // Stand up...
27     }
28     else
29     {
30       // Didn't handle input, so walk up hierarchy.
31       OnGroundState::handleInput(heroine, input);
32     }
33   }
34 };

 

下推自動機：

 

 

開火時push Firing，結束後pop掉開火狀態，狀態機自動返回開火前的狀態。


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