Siykt的博客
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使用Vue简单实现贪食蛇游戏

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贪食蛇是一个非常经典的游戏, 在游戏中, 玩家操控一条细长的直线(俗称蛇或虫), 它会不停前进, 玩家只能操控蛇的头部朝向(上下左右), 一路拾起触碰到之物(或称作“豆”), 并要避免触碰到自身或者边界. 每次贪吃蛇吃掉一件食物, 它的身体便增长一些.

引用自: https://zh.wikipedia.org/wiki/贪食蛇

本项目使用的技术栈和标题一样非常的简单, 只有用到 vue, 主要实现使用的是 HTML + CSS 动画

代码实现可以参考: CodeSandbox

实现游戏棋盘

在游戏描述中有提到, 玩家操纵的蛇要避免触碰到自身或者边界. 这就需要我们实现一个有边界的游戏棋盘.

在 html 中, 我们可以使用 css 的 width、border 和 height 属性来实现一个简单的、具有边界的容器:

在 App.vue 中的实现(功能节选)

<template>
  <div class="game-box"></div>
</template>
<style>
body {
  display: flex;
  width: 100vw;
  height: 100vh;
  margin: 0;
}
.game-box {
  position: relative;
  width: 500px;
  height: 500px;
  border: 1px solid #ddd;
  margin: auto;
}
</style>

其中 position: relative; 是为了之后的 position: absolute 元素能够在游戏棋盘中的显示正确的位置.

实现蛇与豆的实体

展示豆的方式可以使用一个 div 元素, 使用 position: absolute 与 left、top 属性来实现豆的位置:

在 App.vue 中的实现(功能节选)

<template>
  <div class="game-box">
    <div class="snake-food" :style="{ top: foodPos.y + 'px', left: foodPos.x + 'px' }" />
  </div>
</template>
<script>
export default {
  data() {
    return {
      foodPos: {},
    };
  },
};
</script>
<style>
.snake-foot {
  position: absolute;
  /* 保证初始位置不可见 */
  top: -9999px;
  left: -9999px;
  width: 10px;
  height: 10px;
  /* 你也可以与众不同 */
  background-color: rgb(207, 38, 38);
  z-index: 2;
}
</style>

实现蛇就需要稍稍拆解一下需求. 我们知道蛇在吃了豆之后, 就会增长一些. 这看起来就像是一条单向的链表, 在蛇吃到豆之后便插入一条. 而且插入数据的部分只有在其尾部, 并不需要链表的便捷插入特性, 所以我们可以使用一个保存位置信息的数组来实现蛇的身体. 并且独立出蛇的头部来引导蛇的移动. 在这里我们保留了指向尾部的引用, 以便在蛇吃到豆之后, 可以快速的将新的蛇尾插入到最后:

在 App.vue 中的实现(功能节选)

<template>
  <div class="game-box">
    <div ref="snake" class="snake">
      <!-- 蛇的头部用来引导蛇的移动 -->
      <div :style="{ top: headerPos.y + 'px', left: headerPos.x + 'px' }" ref="snakeHeader" class="snake-header" />
      <!-- 蛇的身体, 使用连续的数组实现 -->
      <div
        :key="uuid"
        :uid="uuid"
        v-for="{ pos: { y, x }, uuid } in snakeBodyList"
        :style="{ top: y + 'px', left: x + 'px' }"
        class="snake-body"
      />
    </div>
  </div>
</template>
<script>
// 蛇身的大小单位
const defaultUnit = 10;

function updatePos(pos, direction) {
  // 规避引用
  const newPos = { ...pos };
  switch (direction) {
    case directionKeys.up:
      newPos.y -= defaultUnit;
      break;
    case directionKeys.down:
      newPos.y += defaultUnit;
      break;
    case directionKeys.left:
      newPos.x -= defaultUnit;
      break;
    case directionKeys.right:
      newPos.x += defaultUnit;
      break;
    default:
      throw new Error('NotFind');
  }
  return newPos;
}

export default {
  data() {
    return {
      // 蛇身自增的 uuid
      id: 0,
      // 蛇的头部位置
      headerPos: {},
      // 保存尾部的位置信息
      lastPos: {},
      // 保存蛇的身体位置信息
      snakeBodyList: [],
    };
  },
  methods: {
    init() {
      // 初始化数据
      const initData = { x: 250, y: 250 };
      this.direction = directionKeys.left;
      this.lastPos = { ...initData, direction: this.direction };
      this.headerPos = { ...initData };
      this.snakeBodyList = Array(defaultUnit).fill(0).map(this.createBody);
    },
    createBody() {
      const { x, y } = this.lastPos;
      // 判断是否属于同水平方向
      const isLower = this.direction === directionKeys.up || this.direction === directionKeys.left;
      const pos = {
        // 同水平方向刚好差 2 的数值, 40 - 38 = 2, 39 - 37 = 2
        ...updatePos({ x, y }, isLower ? this.direction + 2 : this.direction - 2),
      };
      // 保存尾部的位置信息
      this.lastPos = pos;
      return {
        uuid: this.id++,
        pos,
      };
    },
  },
};
</script>

当我们需要添加新的蛇身时, 只需要调用 createBody 方法, 并将其添加至蛇的身体数组尾部即可:

// 使用push方法添加蛇身至身体数组尾部
this.snakeBodyList.push(this.createBody());

实现蛇的移动方向(输入控制)

我们知道, 用户在键入一个按键时, 如果我们有监听 keydown 事件, 浏览器会触发回调函数并提供一个KeyboardEvent 对象. 当我们要使用键盘来控制蛇的移动方向时, 就可以使用该事件对象的 keyCode 属性来获取键盘按键的编码.

其中 keyCode 属性的值可以参考 键盘编码.

实现这个功能我们可以在全局对象 window 上添加一个 keydown 事件监听函数, 并将键盘按键的编码保存在实例中, 考虑到用户可能会输入多个键盘按键, 所以我们需要检查是否为方向键, 并且跳过同一个水平方向上的输入:

在 App.vue 中的实现(功能节选)

<script>
// 方向键的键盘按键的编码
const directionKeys = {
  up: 38,
  down: 40,
  left: 37,
  right: 39,
};

// 检查是否在水平方向上
function checkIsLevel(direction) {
  return direction === directionKeys.right || direction === directionKeys.left;
}

export default {
  data () {
    return {
      // 当前的方向键的编码
      direction: undefined,
      // 最终输入的方向键的编码
      lastInputDirection: undefined,
    }
  }
  mounted() {
    window.addEventListener('keydown', this.onKeydown);
  },
  methods: {
    onKeydown(e) {
      if (
        // 检查是否为方向键
        ![38, 40, 37, 39].includes(keyCode) ||
        // 检查是否在同一个水平方向上
        checkIsLevel(keyCode) === checkIsLevel(this.direction)
      ) {
        return;
      }
      // 保存输入的方向
      this.lastInputDirection = keyCode;
    },
  },
};
</script>

碰撞检测

游戏要求玩家避免触碰到自身或者边界, 我们自然而然的就需要去检测它们是否发生了碰撞.

检测与自身碰撞的方法是, 判断蛇头的位置是否与蛇身体的位置相同:

// 检测是否发生碰撞
function isRepeat(list, pos) {
  return list.some(({ pos: itemPos }) => pos.x === itemPos.x && pos.y === itemPos.y);
}

// 使用的地方传入蛇身体数组和蛇头的位置
isRepeat(snakeBodyList, headerPos);

而检测与边界碰撞的方法是, 判断蛇头的位置是否超出了游戏区域:

const MAX_X = 500;
const MAX_Y = 500;

// 检测是否超出边界
function isCrossedLine(x, y) {
  // 因为是使用position, 我们的位置计算需要考虑到 { x: 0, y: 0 } 的位置不为边界
  return x >= MAX_X || x < 0 || y >= MAX_Y || y < 0;
}

当蛇头的位置将要超出了游戏区域或者与蛇身体的位置相同时, 游戏结束:

const next = updatePos(this.headerPos, this.direction);
if (isCrossedLine(next.x, next.y) || isRepeat(this.snakeBodyList, next)) {
  alert('你输了');
  return;
}

实现渲染动画

为了写出渲染动画, 我们需要尝试理解蛇的运动方式.

当玩家输入操作的时候, 蛇会根据用户输入的方向进行移动, 在这个过程中蛇头的位置会发生变化, 而蛇身体的位置也会随之发生变化. 仔细观察可以发现, 其实不断变化的每个蛇身就是将它的位置替换成上一个蛇身的位置:

let head = this.headerPos;
const snakeBodyList = this.snakeBodyList;
for (const body of snakeBodyList) {
  const nextPos = body.pos;
  body.pos = head;
  head = nextPos;
}

除了这种逐步更新的方式也可以使用更简单的直接更新数组的方式, 比如:

这样会使 uuid 无法更新, vue 不会重新渲染 DOM, 导致 transition 无法生效

// 移除蛇尾
const snakeBodyList = this.snakeBodyList.slice(0, this.snakeBodyList.length - 1);
// 添加当前的蛇头至蛇身的最前方
snakeBodyList.unshift({ pos: this.headerPos, uuid: this.id++ });

而当蛇头触碰到豆的时候, 豆会被消除并且延长蛇身:

if (isRepeat(snakeBodyList, this.foodPos)) {
  snakeBodyList.push(this.createBody());
}

有了检测逻辑, 我们再将动画添加上. 因为蛇是一步一步的移动, 所以可以使用 setTimeout 来实现动画:

render 函数最终会挂载在 vue 实例上

function render() {
  const next = updatePos(this.headerPos, this.lastInputDirection);
  if (isCrossedLine(next.x, next.y) || isRepeat(this.snakeBodyList, next)) {
    clearTimeout(this._timer);
    alert('你输了');
    return;
  }
  const snakeBodyList = this.snakeBodyList.slice(0, this.snakeBodyList.length - 1);
  snakeBodyList.unshift({ pos: this.headerPos, uuid: this.id++ });
  this.headerPos = next;
  this.lastPos = snakeBodyList[snakeBodyList.length - 1].pos;
  if (isRepeat(snakeBodyList, this.foodPos)) {
    snakeBodyList.push(this.createBody());
  }
  this.snakeBodyList = snakeBodyList;
  this.direction = this.lastInputDirection;
  this._timer = setTimeout(() => this.render(), 100);
}

最后的润色

我们添加一下生成豆的方法, 并且保证它的位置不会出现在游戏区域的边界或者蛇身体的位置上:

genFoot 函数最终会挂载在 vue 实例上

// 生成随机数
function genRandom(max, start) {
  return start + (((Math.random() * (max - start)) / start) >>> 0) * start;
}

// 随机生成豆的位置
function genFoot() {
  const x = genRandom(MAX_X, defaultUnit);
  const y = genRandom(MAX_Y, defaultUnit);
  // 如果出现在游戏区域的边界或者蛇身体的位置上则重新生成
  if (isRepeat(this.snakeBodyList, { x, y }) || isCrossedLine(x, y)) {
    this.genFoot();
  } else {
    this.foodPos = { x, y };
  }
}

// 添加到render方法中
function render() {
  // ...
  if (isRepeat(snakeBodyList, this.foodPos)) {
    snakeBodyList.push(this.createBody());
    this.genFoot();
  }
  // ...
}

再添加一下开始与结束游戏, 以及一些展示当前蛇的信息的地方:

在 App.vue 中的实现(功能节选)

<template>
  <div class="game-box">
    <div class="tools">
      <button @click="playGame">
        {{ isPlaying ? '停止' : isLose ? '重新开始' : '开始' }}
      </button>
      <div class="info-bar">
        <p>🐍 的长度: {{ snakeBodyList.length }}</p>
      </div>
      <p class="count">得分: {{ count }}</p>
    </div>
  </div>
</template>
<script>
export default {
  data: () => ({
    // 游戏状态
    isPlaying: false,
    // 是否失败
    isLose: false,
    // 蛇的步行速度
    speed: 100,
  }),
  methods: {
    playGame() {
      if (this.isPlaying) {
        clearTimeout(this._timer);
      } else {
        this.isLose = false;
        this.init();
        this.genFoot();
        this.render();
      }
      this.isPlaying = !this.isPlaying;
    },
  },
};
</script>

这样我们就使用 vue 实现了一个简单的贪吃蛇游戏了.

效果图

/images/vue-snake-game.png

Updated on 2021-04-21
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