前言

第一个游戏我们将基于 SwiftUI 来完成。主要想验证的问题有两点:

  • SwiftUI/UIKit 这种我们日常接触到的 UI 框架是否能够做游戏?
  • 如何建立起游戏开发的思维?

《能否关个灯》是我在大一时去「中国科学技术馆」做志愿者时发现的一个小游戏。结合当时「绿色环保」的理念,这个小游戏火得不行,排了好久的队才到我,半个多小时后,我几乎每次都是差一个「灯」就通关了,但每次都不行。

馆内的关灯游戏(图片来源网络)

为了避嫌,我把这个游戏改为了《能否关个灯》。这个小游戏的规则非常简单,开始游戏后,会「随机」点亮一些灯,接着我们就可以开始玩了,想办法去关掉这些灯,需要注意的是每一盏灯的开关会连带其附近的灯进行开关,如下图所示:

逻辑示意图

逻辑梳理

从上述内容我们可以把逻辑先写出来:

  • 每一盏灯的开关会影响其 「上下左右」 灯的状态(取反);
  • 灯只有「开」和「关」两种状态;
  • 胜利的条件是:关掉所有灯;

逻辑梳理完了,看上去不足以称为一个「游戏」,我们来把这个逻辑给补充完整,让它看起来像个游戏:

  • 加入计时器。记录每把游戏经历过的时间;
  • 加入关卡难度配置。可以调整为 4x4、5x5 或其它难度;
  • 加入灯的随机过程。让每次游戏开局时灯的状态可控;
  • 加入历史记录功能。

在这里解释一下什么是「灯的随机过程」。游戏的开局已经给定了一些灯的状态,而且作为一个游戏,它一定是可以把灯全部灭掉的,但如果我们不是按照开始「亮灯」的顺序去逆序的「灭灯」,是一定没法把所有灯都灭掉的。

因此,这个游戏的核心逻辑我们也就理解了,是围绕 「亮灯」的顺序去逆序出「灭灯」的顺序,比较考验玩家的想象能力。在这个游戏中,我们需要做的事情有:

  • 灯状态的互斥
  • 灯的随机过程
  • 游戏关卡难度配置
  • 计时器
  • 历史记录
  • UI 美化

游戏框架搭建

打开 Xcode11( >= beta 7),新建一个 iOS 工程,并勾选 SwiftUI。SwiftUI 的语法细节在此不做展开,你可以参考我的这两篇文章 SwiftUI 如何实现更多菜单?SwiftUI 怎么和 CoreData 结合?来查看更多关于 SwiftUI 的基础内容。

构建灯的模型

对于一个「灯」来说,抽象其模型目前我们只需要一个状态值 status 即可,用于记录该灯的开关状态,且默认值为 false,也就是「熄灭」状态。

1
2
3
4
struct Light {
/// 开关状态
var status = false
}

游戏布局

我们先默认设置游戏尺寸为 3x3 大小的九宫格,我们可以先快速的搭建出布局框架:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
import SwiftUI

struct ContentView: View {

var lights = [
[Light(), Light(), Light()],
[Light(), Light(), Light()],
[Light(), Light(), Light()],
]

var body: some View {
ForEach(0..<lights.count) { rowindex in
HStack {
ForEach(0..<self.lights[rowindex].count) { columnIndex in
Circle()
.foregroundColor(.gray)
}
}
}
}
}

此时运行工程是下图这个样子的。

第一个布局

虽然,我们什么间距都没有设置,各个圆形之间间距是 Apple 根据其人机交互指南自动设置一个默认值,并且 SwiftUI 如果我们什么布局都不写的前提下是居中布局的。我们可以利用 SwiftUI 的优秀布局能力把游戏主布局变为这样:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
import SwiftUI

struct ContentView: View {

var lights = [
[Light(), Light(status: true), Light()],
[Light(), Light(), Light()],
[Light(), Light(), Light()],
]

/// 圆形图案之间的间距
private let innerSpacing = 30

var body: some View {
ForEach(0..<lights.count) { rowindex in
HStack(spacing: 20) {
ForEach(0..<self.lights[rowindex].count) { columnIndex in
Circle()
.foregroundColor(self.lights[rowindex][columnIndex].status ? .yellow : .gray)
.opacity(self.lights[rowindex][columnIndex].status ? 0.8 : 0.5)
.frame(width: UIScreen.main.bounds.width / 5,
height: UIScreen.main.bounds.width / 5)
.shadow(color: .yellow, radius: self.lights[rowindex][columnIndex].status ? 10 : 0)
}
}
.padding(EdgeInsets(top: 0, leading: 0, bottom: 20, trailing: 0))
}
}
}

利用了 Light 模型中的 status 状态值去控制了每个「灯」(圆形)的颜色和透明度,以显得我们真的把「灯」给点亮了,调整了一下「灯」和「灯」之间的间距,让它们显得不那么拥挤,同时为了表现出真的「点亮」了灯,使用阴影来表示出灯的「光晕」,并把数据源 lights 中的一个模型的 status 值设置为了 true。此时运行工程,你会发现我们游戏的主布局完成了:

第二个布局

修改灯的状态

完成了布局后,我们需要去修改「灯」的状态。之前,我们已经通过 lights 这个变量去作为管控布局中「灯」的模型,我们需要对这些模型进行处理即可。还要给「灯」加上「点亮」操作,相当于需要给每个「灯」添加上触摸手势,并在触摸手势的回调处理事件中,维护与之相关的状态变化。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
import SwiftUI

struct ContentView: View {

var lights = [
[Light(), Light(status: true), Light()],
[Light(), Light(), Light()],
[Light(), Light(), Light()],
]

/// 圆形图案之间的间距
private let innerSpacing = 30

var body: some View {
ForEach(0..<lights.count) { row in
HStack(spacing: 20) {
ForEach(0..<self.lights[row].count) { column in
Circle()
.foregroundColor(self.lights[row][column].status ? .yellow : .gray)
.opacity(self.lights[row][column].status ? 0.8 : 0.5)
.frame(width: UIScreen.main.bounds.width / 5,
height: UIScreen.main.bounds.width / 5)
.shadow(color: .yellow, radius: self.lights[row][column].status ? 10 : 0)
.onTapGesture {
self.updateLightStatus(column: column, row: row)
}
}
}
.padding(EdgeInsets(top: 0, leading: 0, bottom: 20, trailing: 0))
}
}

/// 修改灯状态
func updateLightStatus(column: Int, row: Int) {
// 对「灯」状态进行取反
lights[row][column].status.toggle()
}
}

开开心心的写出上述的状态修改代码,但 Xcode 报了 Cannot assign to property: 'self' is immutable 的错误,这是因为 SwiftUI 在执行 DSL 解析还原成视图节点树时,不允许有「未知状态」或者「动态状态」,SwiftUI 需要明确的知道此时需要渲染的视图到底是什么。我们现在直接对这个数据源进行了修改,想要通过这个数据源的变化去触发 SwiftUI 的状态刷新,需要借用 @Stata 状态去修饰 lights 变量,在 SwiftUI 内部 lights 会被自动转换为相对应的 setter 和 getter 方法,对 lights 进行修改时会触发 View 的刷新,body 会被再次调用,渲染引擎会找出布局上与 lights 相关的改变部分,并执行刷新。修改我们的代码:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
struct ContentView: View {

// 加上 `@State`
@State var lights = [
[Light(), Light(status: true), Light()],
[Light(), Light(), Light()],
[Light(), Light(), Light()],
]

// ...
}

此时运行工程,会发现我们已经可以完美的把「灯」给点亮啦~

给「灯」加上状态修改

灯状态的互斥

完成了「灯」的交互后,我们需要对其进行「状态互斥」的工作。回顾前文所描述的游戏逻辑,再看这张图,

逻辑示意图

我们需要完成的逻辑是,当中间的「灯」被「点击」后,与之相关「上下左右」的四个「灯」和它自己的状态需要取反。修改之前更新灯状态的方法 updateLightStatus 为:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
// ...

/// 修改灯状态
func updateLightStatus(column: Int, row: Int) {
lights[row][column].status.toggle()

// 上
let top = row - 1
if !(top < 0) {
lights[top][column].status.toggle()
}
// 下
let bottom = row + 1
if !(bottom > lights.count - 1) {
lights[bottom][column].status.toggle()
}
// 左
let left = column - 1
if !(left < 0) {
lights[row][left].status.toggle()
}
// 右
let right = column + 1
if !(right > lights.count - 1) {
lights[row][right].status.toggle()
}
}

// ...

运行工程,我们可以和这个游戏开始愉快的玩耍了~

灯状态的互斥

灯的随机过程

现在游戏的雏形已经具备,但目前非常死板,每次开局都是第一行中间的灯被点亮,我们需要加上游戏开始时的随机开局。从我们目前掌握的源码带来看,需要对数据源 lights 下手。游戏初始化时的状态数据来源于 lights 中所记录的模型状态,我们需要对这里边的模型状态值在初始化时进行随机过程。所以可以对 Light 模型进行如下修改:

1
2
3
4
struct Light {
/// 开关状态
var status = Bool.random()
}

通过 Bool.random() 让模型初始化时都生成不一样的 Bool 值,这样每次运行工程时,生成的布局都不一样,达到了我们的目的!

灯的随机过程

后记

至此,我们已经完成的需求有:

  • 灯状态的互斥
  • 灯的随机过程
  • 游戏关卡难度配置
  • 计时器
  • 历史记录
  • UI 美化

万事开头难,实际上我们已经把这个游戏的核心部分给完成了,在下一篇文章中,我们将继续完成剩下的 case,赶快试试看你能不能把所有的灯都熄灭吧~

GitHub 地址:https://github.com/windstormeye/SwiftGame

来源:我的小专栏《 Swift 游戏开发》:https://xiaozhuanlan.com/pjhubs-swift-game