这是有游戏编程的第四次作业，对MVC深入
本次实验完成了所有基本要求，尽量将步骤展示出。
闪光点：
新增类图以及详细的代码注释来解析动作分离
对游戏改造时出现的问题进行分析和解决
1. 基本操作演练【建议做】下载 Fantasy Skybox FREE， 构建自己的游戏场景
选择天空盒：
Window > Rendering > Lighting Setting。Environment选项，将采用的天空盒拖入下面的红框中：
创建普通地形，并种花种草：
补充说明上一步中如何种花草：
Inspector中点击如下图标：
Details栏中点击红框所示选项：
Add Grass Texture。Add：
效果展示：
写一个简单的总结，总结游戏对象的使用
3D Object：是游戏世界里面的组成元素，通过Transform等属性来改变他们的位置和状态。2. 编程实践这一次的作业建立在上一次作业的基础上，在这次的设计里面，我们需要把动作的管理抽取为一个裁判的角色，进行进一步的角色专职管理。
首先看看上一次作业的UML类图，我们可以看到：
MoveController控制着游戏对象的移动，但是运动不论是基本还是组合动作都耦合在一起，同时，裁判的判断职责以及具体控制对象的移动的逻辑都在FirstController中，这将导致FirstController的职责不再单一，我们考虑使用恰当的接口设计来使得这些角色进一步分离。
基于以上判断，动作分离版的新特性可列举如下：
Move组件。FirstController使用Check函数判断游戏是否结束。现在将游戏的胜利与失败交给裁判管理，场景控制器新增处理裁判的反馈的回调函数即可，进一步解耦合职责。新版的设计思想里借鉴了老师课件，我觉得总结的很好，我摘抄并加上自己的理解展示如下：
CCActionManager。SSAction，表示动作，它可以表示基本动作也可以表示组合基本动作。CCMoveToAction。CCSequenceAction。ISSActionCallback），作为监听器监听子动作的事件。SSActionManager作为CCActionManager基类。最终，我们将可以很方便的定义动作并实现动作的自用组合，程序更易于适应需求变化和易于维护，对象更容易被复用。
旧版的代码结构图以及类图可参考我上一篇作业。
新版的代码结构图：
MVC结构上，这一次新增Actions。
新版的UML图
新增代码的讲解（我的注释都在代码中，都是细节呀！）
SSAction）：// 动作基类SSAction
// ScriptableObject 是不需要绑定 GameObject 对象的可编程基类。
// 这些对象受 Unity 引擎场景管理
public class SSAction : ScriptableObject {
public bool enable = true;
public bool destroy = false;
public GameObject gameObject { get; set; }
public Transform transform { get; set; }
// 利用接口（ISSACtionCallback）实现消息通知，
// 避免与动作管理者直接依赖
public ISSActionCallback callback { get; set; }
// protected 防止用户自己 new 抽象的对象
protected SSAction() { }
// 使用 virtual 申明虚方法，通过重写实现多态。
// 这样继承者就明确使用 Start 和 Update 编程游戏对象行为
// Start is called before the first frame update
public virtual void Start() {
throw new System.NotImplementedException();
}
// Update is called once per frame
public virtual void Update() {
throw new System.NotImplementedException();
}
}
CCMoveToAction）：// 简单动作实现
public class CCMoveToAction : SSAction {
public Vector3 target; // 目的地
public float speed;// 速度
private CCMoveToAction() { }
// 工厂函数
public static CCMoveToAction GetSSAction(Vector3 target, float speed) {
// 让Unity来创建动作类，确保内存正确回收。
CCMoveToAction action = ScriptableObject.CreateInstance<CCMoveToAction>();
action.target = target;
action.speed = speed;
return action;
}
// Start is called before the first frame update
public override void Start() {
}
// Update is called once per frame
public override void Update() {
// 首先判断是否符合移动条件
if (this.gameObject == null || this.transform.localPosition == target) {
this.destroy = true;
this.callback.SSActionEvent(this);
return;
}
// 可以移动
this.transform.localPosition = Vector3.MoveTowards(this.transform.localPosition, target, speed * Time.deltaTime);
}
}
CCSequenceAction）：public class CCSequenceAction : SSAction, ISSActionCallback {
public List<SSAction> sequence; // 动作序列
public int repeat = -1; // 重复次数，默认为无限
public int start = 0;
// 工厂函数
public static CCSequenceAction GetSSAction(int repeat, int start, List<SSAction> sequence) {
CCSequenceAction action = ScriptableObject.CreateInstance<CCSequenceAction>();
action.repeat = repeat;
action.start = start;
action.sequence = sequence;
return action;
}
// 对序列中的动作进行初始化
// Start is called before the first frame update
public override void Start() {
// 执行动作前，为每个动作注入当前动作游戏对象，
// 并将自己作为动作事件的接收者
foreach (SSAction action in sequence) {
action.gameObject = this.gameObject;
action.transform = this.transform;
action.callback = this;
action.Start();
}
}
// 运行序列中的当前动作
// Update is called once per frame
public override void Update() {
if (sequence.Count == 0) {
return;
}
if (start < sequence.Count) {
sequence[start].Update();
}
}
// 回调处理，当有动作完成时触发该函数
public void SSActionEvent(SSAction source, SSActionEventType events = SSActionEventType.Computed, int intParam = 0, string strParam = null, Object objectParam = null) {
// 收到当前动作完成的通知，
// 应该进行下一个动作
source.destroy = false;
this.start++;
if (this.start >= sequence.Count) {
// 如果完成一次循环，减掉次数
this.start = 0;
if (repeat > 0) {
repeat--;
}
// 如果次数减为0，代表所有动作结束，
/// 应该通知接收者。
if (repeat == 0) {
this.destroy = true;
this.callback.SSActionEvent(this);
}
}
}
void onDestroy() { }
}
ISSActionCallback）：source）的抽象类型。// 定义事件类型
public enum SSActionEventType : int { Started, Computed }
public interface ISSActionCallback {
// 事件处理接口，所有事件管理者都必须实现这个接口
// 来实现事件调度。
// 所以sequenceAction、ActionManager都必须实现它
void SSActionEvent(SSAction source, SSActionEventType events = SSActionEventType.Computed, int intParam = 0, string strParam = null, Object objectParam = null);
}
SSActionManager）：public class SSActionManager : MonoBehaviour {
// 动作字典集
public Dictionary<int, SSAction> actions = new Dictionary<int, SSAction>();
// 等待被加入的动作队列，这是即将开始的动作
private List<SSAction> waitingAdd = new List<SSAction>();
// 等待被删除的动作队列，这是已经完成的动作
private List<int> waitingDelete = new List<int>();
// Start is called before the first frame update
protected void Start() {
}
// Update is called once per frame
protected void Update() {
// 首先将waitingAdd中的动作保存
foreach (SSAction action in waitingAdd) {
actions[action.GetInstanceID()] = action;
}
waitingAdd.Clear();
// 运行被保存的动作
foreach (KeyValuePair<int, SSAction> kv in actions) {
SSAction ac = kv.Value;
if (ac.destroy) {
waitingDelete.Add(ac.GetInstanceID());
} else if (ac.enable) {
ac.Update();
}
}
// 删除waitingdelete中的动作
foreach (int key in waitingDelete) {
SSAction ac = actions[key];
actions.Remove(key);
Destroy(ac);
}
waitingDelete.Clear();
}
// 此方法用于添加新动作，该方法把游戏对象与动作绑定
// 并绑定该动事件的消息接收者
public void RunAction(GameObject gameObject, SSAction action, ISSActionCallback manager) {
action.gameObject = gameObject;
action.transform = gameObject.transform;
action.callback = manager;
waitingAdd.Add(action);
action.Start();
}
}
上面就是动作管理者的实现。除此之外，我们还设计一个裁判类，裁判类其实是一个控制器：
public class JudgeController : MonoBehaviour {
public FirstController mainController;
public LandModel leftLandModel;
public LandModel rightLandModel;
public BoatModel boatModel;
// Start is called before the first frame update
void Start() {
mainController = (FirstController)SSDirector.GetInstance().CurrentSenceController;
this.leftLandModel = mainController.leftLandRoleController.GetLandModel();
this.rightLandModel = mainController.rightLandRoleController.GetLandModel();
this.boatModel = mainController.boatModelController.GetBoatModel();
}
// Update is called once per frame
void Update() {
if (!mainController.isRunning) {
return;
}
// 如果时间消耗尽
if (mainController.time <= 0) {
mainController.JudgeCallback(false, "Game Over!");
}
// 否则游戏还在进行
this.gameObject.GetComponent<UserGUI>().gameMessage = "";
// 判断是否已经胜利
if (leftLandModel.priestNum == 3) {
mainController.JudgeCallback(false, "You Win!");
return;
} else {
int leftPriestNum, leftDevilNum, rightPriestNum, rightDevilNum;
leftPriestNum = leftLandModel.priestNum + (boatModel.onRight ? 0 : boatModel.priestNum);
leftDevilNum = leftLandModel.devilNum + (boatModel.onRight ? 0 : boatModel.devilNum);
if (leftPriestNum != 0 && leftDevilNum > leftPriestNum) {
mainController.JudgeCallback(false, "Game Over!");
return;
}
rightPriestNum = rightLandModel.priestNum + (boatModel.onRight ? boatModel.priestNum : 0);
rightDevilNum = rightLandModel.devilNum + (boatModel.onRight ? boatModel.devilNum : 0);
if (rightPriestNum != 0 && rightDevilNum > rightPriestNum) {
mainController.JudgeCallback(false, "Game Over!");
return;
}
}
}
}
那么对应的，我们的场景控制器FirstController也要进一步修改，来接入裁判和动作管理，代码有点长，我类似diff一个列出变化，突出这一次的新设计的接入。
public class FirstController : MonoBehaviour, ISceneController, IUserAction {
// 新增动作管理类
public CCActionManager actionManager;
// 不在需要
// public MoveController moveController;
// 新增函数，用于让裁判通知游戏状态以及消息
public void JudgeCallback(bool isRunning, string msg) {
this.gameObject.GetComponent<UserGUI>().gameMessage = msg;
this.gameObject.GetComponent<UserGUI>().time = (int)time;
this.isRunning = isRunning;
}
public void LoadResources() {
// 移动控制器实例化已经不需要
// moveController = new MoveController();
}
public void MoveBoat() {
if ((!isRunning) || actionManager.IsMoving()) {
return;
}
Vector3 target = boatModelController.GetBoatModel().onRight ? PositionModel.left_boat : PositionModel.right_boat;
// 直接交给动作管理进行
actionManager.MoveBoat(boatModelController.GetBoatModel().boat, target, 5);
// 方向取反
boatModelController.GetBoatModel().onRight = !boatModelController.GetBoatModel().onRight;
}
public void MoveRole(RoleModel roleModel) {
if ((!isRunning) || actionManager.IsMoving()) {
return;
}
Vector3 destination, mid_destination;
if (roleModel.onBoat) {
// 在船上
if (boatModelController.GetBoatModel().onRight) {
destination = rightLandRoleController.AddRole(roleModel);
} else {
destination = leftLandRoleController.AddRole(roleModel);
}
if (roleModel.role.transform.localPosition.y > destination.y) {
mid_destination = new Vector3(destination.x, roleModel.role.transform.localPosition.y, destination.z);
} else {
mid_destination = new Vector3(roleModel.role.transform.localPosition.x, destination.y, destination.z);
}
// 直接交给动作管理进行
actionManager.MoveRole(roleModel.role, mid_destination, destination, 5);
// 角色的方向不能每次取反，因为可以在同一边重复上下船
roleModel.onRight = boatModelController.GetBoatModel().onRight;
boatModelController.RemoveRole(roleModel);
} else {
// 在陆地并且船未满
if (boatModelController.GetBoatModel().onRight == roleModel.onRight && boatModelController.GetBoatModel().devilNum + boatModelController.GetBoatModel().priestNum < 2) {
if (roleModel.onRight) {
rightLandRoleController.RemoveRole(roleModel);
} else {
leftLandRoleController.RemoveRole(roleModel);
}
destination = boatModelController.AddRole(roleModel);
if (roleModel.role.transform.localPosition.y > destination.y) {
mid_destination = new Vector3(destination.x, roleModel.role.transform.localPosition.y, destination.z);
} else {
mid_destination = new Vector3(roleModel.role.transform.localPosition.x, destination.y, destination.z);
}
// 直接交给动作管理进行
actionManager.MoveRole(roleModel.role, mid_destination, destination, 5);
}
}
}
public void Restart() {
// 必须实例化一个新的裁判，否则使用的是历史数据
Destroy(this.gameObject.GetComponent<JudgeController>());
this.gameObject.AddComponent<JudgeController>();
}
private void Awake() {
SSDirector.GetInstance().CurrentSenceController = this;
LoadResources();
this.gameObject.AddComponent<UserGUI>();
this.gameObject.AddComponent<CCActionManager>();
this.gameObject.AddComponent<JudgeController>();
}
private void Update() {
if (isRunning) {
time -= Time.deltaTime;
this.gameObject.GetComponent<UserGUI>().time = (int)time;
// 不再具体管控判断和运动逻辑
}
}
}
其他改动：
IUserAction接口移除 Check()方法，修改过后，程序即可运行，效果与上个版本一样，就不重复贴图了。
遇到的问题与解决办法：
Restart之后，新游戏里面如果我让牧师上船，船还没移动就显示游戏结束了。但是我通过Debug.Log输出此时右边（包括岸和船上）的牧师数量时，却发现没问题：
void Update() {
if (mainController.actionManager.isMoving //这是防止在运动时判断
|| !mainController.isRunning) {
return;
}
// ..
}
AddRole源码就知道人物在移动前其引用已经添加到船模型中，所以根本不存在运动时角色引用不在船上的问题（不然和上面的日志矛盾了），而且上面的补充代码也没啥用，反而使得游戏的输赢判断在运动结束时才进行。Restart的时候，并没有新实例化一个裁判类！这将导致裁判类仍然引用着上一次游戏的角色、船的模型，是旧的数据，这不仅会导致内存无法释放，还会使得游戏发生错误，于是发现问题后，我在场景控制器的重启函数中加入了如下代码：public void Restart() {
// 必须实例化一个新的裁判，否则使用的是历史数据
Destroy(this.gameObject.GetComponent<JudgeController>());
this.gameObject.AddComponent<JudgeController>();
}
如果想要了解更多的代码细节，请移步我的gitee仓库。