我很喜歡玩 Java 版植物大戰(zhàn)僵尸 ！
來源 |?https://urlify.cn/byeEjy
有誰沒玩過植物大戰(zhàn)僵尸嗎？用Java語言開發(fā)了自己的植物大戰(zhàn)僵尸游戲。雖然系統(tǒng)相對簡單，但是麻雀雖小五臟俱全，對游戲開發(fā)感興趣的小伙伴可以學(xué)習(xí)一下。
游戲設(shè)計
植物大戰(zhàn)僵尸中有一個小游戲關(guān)卡，屏幕的正上方有一個滾輪機，會隨機生成植物，玩家可以選中植物后自由選擇草坪來進行安放?；诖擞螒蚰Ｊ剑覍⒃撽P(guān)卡抽取出來，單獨做成了一個簡易版的植物大戰(zhàn)僵尸。游戲的畫面大概如下：
屏幕左側(cè)會自動生成植物的卡牌，單擊選中后可以放置在草坪上。右側(cè)會自動生成僵尸，不同的僵尸移動速度不同，血量不同，還有的僵尸有隱藏獎勵，比如：全屏僵尸靜止、全屏僵尸死亡等。當(dāng)時竟然沒有做游戲的暫停的功能，導(dǎo)致現(xiàn)在截圖的時機很難把控，那這里就先說一下游戲暫停的功能應(yīng)該怎么做吧。
最簡單的一種暫停方式是鼠標(biāo)移出屏幕，游戲暫停。所以這里需要引入一個鼠標(biāo)監(jiān)聽器事件。
public?void?mouseMoved(MouseEvent e)?{
??// 當(dāng)游戲處于運行狀態(tài)時
??if?(status == start) {
????// 通過鼠標(biāo)移動事件的對象獲取當(dāng)前鼠標(biāo)的位置
????int?x = e.getX();
????int?y = e.getY();
????// 如果鼠標(biāo)超出了游戲界面
????if?(x > Game.WIDTH || y > Game.HEIGHT) {
??????// 將游戲的狀態(tài)改為暫停狀態(tài)
??????status = pause;
????}
??}
}當(dāng)然，這只是一個簡單的通過監(jiān)聽鼠標(biāo)的位置來改變游戲狀態(tài)方法。還可以使用鍵盤監(jiān)聽器，當(dāng)按下某個鍵時游戲暫停，這樣的用戶體驗更好。但原理是一樣的，這里就不展示代碼了。
游戲?qū)ο?/span>
首先分析一下游戲中有哪些對象。各式各樣的植物，各式各樣的僵尸，各式各樣的子彈。那么這里就可以抽出三個父類，分別是植物、僵尸、子彈。在面向?qū)ο笾?，子類將繼承父類所有的屬性和方法。所以可以將三大類中，共有的屬性和方法抽到各自的父類中。比如僵尸父類：
public?abstract?class?Zombie?{
??// 僵尸父類
??// 僵尸共有的屬性
??protected?int?width;
??protected?int?height;
??protected?int?live;
??protected?int?x;
??protected?int?y;
??......
??// 僵尸的狀態(tài)
??public?static?final?int?LIFE =?0;
??public?static?final?int?ATTACK =?1;
??public?static?final?int?DEAD =?2;
??protected?int?state = LIFE;
??/*
??* 這里補充一下為什么父類是抽象類，比如每個僵尸都有移動方法，
??* 但每個僵尸的移動方式是不同，所以該方法的方法體可能是不同的，
??* 抽象方法沒有方法體，在子類中再去進行重寫就可以了，
??* 但有抽象方法的類必須是抽象類，因此父類一般都是抽象類
??*/
??// 移動方式
??public?abstract?void?step();
??....
}植物父類、子彈父類就同理可得了。
上面說到子類共有的方法需要抽到父類中，那么部分子類共有的方法該如何處理呢？比如，豌豆射手、寒冰射手可以發(fā)射子彈，堅果墻就沒有射擊的這個行為。所以這里就需要用到接口(Interface)。
public?interface?Shoot?{
??// 射擊接口 - 將部分子類共有的行為抽取到接口中
??// 接口中的方法默認(rèn)是public abstract的，規(guī)范的編碼應(yīng)該將該字段舍去
??public?abstract?Bullet[]?shoot();
}游戲內(nèi)容
現(xiàn)在我們有了游戲的對象，該開始讓對象加入到游戲中來，接著讓他們動起來，最后還得讓他們打起來。首先，讓對象加入到游戲中來我是這么做的，這里還是以僵尸為例：
// 首先要有一個僵尸的集合
// 僵尸集合
private?List zombies =?new?ArrayList();
// 接著定義隨機生成僵尸方法
public?Zombie?nextOneZombie()?{
????Random rand =?new?Random();
????// 控制不同種類僵尸出現(xiàn)的概率
????int?type = rand.nextInt(20);
????if(type<5) {
??????return?new?Zombie0();
????}else?if(type<10) {
??????return?new?Zombie1();
????}else?if(type<15) {
??????return?new?Zombie2();
????}else?{
??????return?new?Zombie3();
????}
}
// 僵尸入場
// 設(shè)置進場間隔
/*
* 這里補充一下為什么要設(shè)置進場的間隔
* 因為游戲的運行是基于定時器的，
* 每隔一段時間定時器就會執(zhí)行一次你所加入定時器的方法，
* 所以這里需要設(shè)置進場間隔來控制游戲的速度。
*/
int?zombieEnterTime =?0;
public?void?zombieEnterAction()?{
??zombieEnterTime++;
??????// 對自增量zombieEnterTime進行取余計算
????if(zombieEnterTime%300==0) {
??????// 滿足條件就調(diào)用隨機生成僵尸方法，并將生成的僵尸加入到僵尸的集合中
??????zombies.add(nextOneZombie());
????}
} 植物入場的設(shè)計，是我當(dāng)時自認(rèn)為很精妙的一個點。先說一下當(dāng)時在編碼中發(fā)現(xiàn)的問題。首先植物入場時是在滾輪機上的，滾輪機上的移動就會涉及到追擊和停止的問題。追擊的方式當(dāng)然是追前一個植物卡牌，但當(dāng)?shù)谝粋€植物卡牌被選中放置到草地上后，那該如何追擊呢？
最開始我的做法是給植物多加幾個狀態(tài)來解決這個問題，但是發(fā)現(xiàn)狀態(tài)過多會導(dǎo)致if判斷中的條件將大大增加，并且在嘗試后還是沒有實現(xiàn)想要的效果，于是我就將植物集合一分為二，在后面的游戲功能設(shè)計中，回頭過來看才發(fā)現(xiàn)將植物集合分為滾輪機上的集合和戰(zhàn)場上的集合實在是太精妙了。請聽我娓娓道來：
// 滾輪機上的植物，狀態(tài)為stop和wait
private?List plants =?new?ArrayList();
// 戰(zhàn)場上的植物，狀態(tài)為life和move -move為被鼠標(biāo)選中移動的狀態(tài)，這里設(shè)計不合理，會引發(fā)后面的一個BUG
private?List plantsLife =?new?ArrayList();
// 植物在滾輪機上的碰撞判定
public?void?plantBangAction()?{
????// 遍歷滾輪機上植物集合，從第二個開始
????for(int?i=1;i??????// 如果第一個植物的y大于0，并且是stop狀態(tài)，則狀態(tài)改為wait
??????if(plants.get(0).getY()>0&&plants.get(0).isStop()) {
????????plants.get(0).goWait();
??????}
??????// 如果第i個植物y小于i-1個植物的y+height，則說明碰到了，改變i的狀態(tài)為stop
??????if((plants.get(i).isStop()||plants.get(i).isWait())&&
??????????(plants.get(i-1).isStop()||plants.get(i-1).isWait())&&
??????????plants.get(i).getY()<=plants.get(i-1).getY()+plants.get(i-1).getHeight()
??????????) {
????????plants.get(i).goStop();
??????}
??????/*
???????* 如果第i個植物y大于于i-1個植物的y+height，則說明還沒碰到或者第i-1個
???????* 植物被移走了，改變i的狀態(tài)為wait，可以繼續(xù)往上走
???????*/
??????if(plants.get(i).isStop()&&
??????????plants.get(i).getY()>plants.get(i-1).getY()+plants.get(i-1).getHeight()) {
????????plants.get(i).goWait();
??????}
????}
??}
??// 檢測滾輪機上的植物狀態(tài)
??public?void?checkPlantAction1()?{
????// 迭代器
????Iterator it = plants.iterator();
????while(it.hasNext()) {
??????Plant p = it.next();
??????/*
???????* 如果滾輪機集合里有move或者life狀態(tài)的植物
???????* 則添加到戰(zhàn)場植物的集合中，并從原數(shù)組中刪除
???????*/
??????/*
??????* 現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)把滾輪機上move狀態(tài)的植物添加到
??????* 戰(zhàn)場上植物集合的最佳操作時間點應(yīng)該是
??????* 等植物狀態(tài)變?yōu)閘ife后再添加。
??????* /
??????if(p.isMove()||p.isLife()) {
????????plantsLife.add(p);
????????it.remove();
??????}
????}
??} 當(dāng)然，滾輪機上的對植物狀態(tài)判斷的代碼還是顯得生澀，也正是自己想優(yōu)化這段代碼時萌生了分享游戲設(shè)計過程和游戲代碼的念頭。那么下面就說說，這段代碼該如何優(yōu)化：
// 先對狀態(tài)做下說明
// wait - 植物卡牌在滾輪機上移動狀態(tài)，因為是等著被鼠標(biāo)選中，所以取名為wait
// stop - 植物卡牌在滾輪機上停止?fàn)顟B(tài)，有兩種情況，1 - 到頂了 2 - 撞到上一個卡牌了
// 開始對以下代碼進行優(yōu)化
// 如果第i個植物y小于i-1個植物的y+height，則說明碰到了，改變i的狀態(tài)為stop
// if((plants.get(i).isStop()||plants.get(i).isWait())&&
// (plants.get(i-1).isStop()||plants.get(i-1).isWait())&&
// plants.get(i).getY()<=plants.get(i-1).getY()+plants.get(i-1).getHeight()
// ) {
// plants.get(i).goStop();
// }
// 優(yōu)化后的代碼是這樣的
// 將一個復(fù)雜的boolean拆成多個if條件
if?(!(plants.get(i).isStop()||plants.get(i).isWait()) {
??break;
}
if?(!(plants.get(i-1).isStop()||plants.get(i-1).isWait())) {
??break;
}
if?(!(plants.get(i).getY()<=plants.get(i-1).getY()+plants.get(i-1).getHeight())) {
??break;
}
plants.get(i).goStop();boolean條件當(dāng)然也可以進行優(yōu)化，甚至還可以簡化一下植物的狀態(tài)。這里因為游戲的規(guī)則，僵尸只能攻擊在草坪上的植物，所以把帶放置的植物和草坪上的植物分為兩個集合，是十分合理精妙的。在判斷僵尸是否攻擊植物，只需要去遍歷草坪上的植物集合即可。如果不拆分，當(dāng)要判斷僵尸是否攻擊植物的時候，需要遍歷的集合將是所有的植物集合，并且需要增加至少2個狀態(tài)來區(qū)分植物是在草坪上還是在滾輪機上，這段代碼想想就是又臭又長。
接下來該讓對象們都動起來了。之前說到在父類中的移動方法是抽象方法，在各自的子類中都進行重寫后，不同的對象移動方式就是各式各樣的了。
// 子彈移動
public?void?BulletStepAction()?{
??for(Bullet b:bullets) {
????b.step();
??}
}
//僵尸移動
//設(shè)置移動間隔
int?zombieStepTime =?0;
public?void?zombieStepAction()?{
??if(zombieStepTime++%3==0) {
????for(Zombie z:zombies) {
??????//只有活著的僵尸會移動
??????if(z.isLife()) {
????????z.step();
??????}
????}
??}
}看著代碼中對集合復(fù)雜的遍歷，不得不感概lambda表達(dá)式真是個好東西：
// 子彈移動
public?void BulletStepAction() {
??bullets.forEach((b)->b.step());
??....
}這里好像還是沒法展示lambda表達(dá)式強大的功能，請看下面的例子：
// 為了應(yīng)對產(chǎn)品不斷變更的需求，前輩們總結(jié)經(jīng)驗得出的設(shè)計模式已經(jīng)能在一定程度上應(yīng)對此問題
// 設(shè)計模式，聲明策略接口，在實現(xiàn)類中完成過濾邏輯
public?List filterStudentByStrategy(List students, SimpleStrategy strategy){
???????List filterStudents =?new?ArrayList<>();
???????for?(Student student : filterStudents) {
???????????if(strategy.operate(student)){
???????????????filterStudents.add(student);
???????????}
???????}
???????return?filterStudents;
}
// 當(dāng)需求變更時，只需要在策略接口的實現(xiàn)類中，變更判斷邏輯即可
public?interface?SimpleStrategy<T>?{
????public?boolean operate(T t);
} 但好像還是有點麻煩，又要寫接口，又要寫實現(xiàn)類，后續(xù)的維護也是個頭疼問題，這個時候救世主lambda表達(dá)式就出現(xiàn)了：
// 無需接口便可實現(xiàn)需求的快速變更
List lambdaStudents =
??students.stream().filter(student -> student.getGender()==1).collect(Collectors.toList()); 回到正題，如何讓對象們打起來呢？下面以僵尸攻擊植物為例：
// 僵尸的超類中定義了僵尸的攻擊方法，
// 由于僵尸們的攻擊行為是相同，所以這里是普通方法
// 僵尸攻擊植物
public?boolean?zombieHit(Plant p)?{
????int?x1 =?this.x-p.getWidth();
????int?x2 =?this.x+this.width;
????int?y1 =?this.y-p.getHeight();
????int?y2 =?this.y+this.width;
????int?x = p.getX();
????int?y = p.getY();
????return?x>=x1 && x<=x2 && y>=y1 && y<=y2;
}
結(jié)合圖片來看，上述代碼應(yīng)該就更好理解。黑框P代表植物，黑框Z代表植物，虛線是指兩者接觸的極限距離，當(dāng)僵尸進入虛線內(nèi)，就保證可以攻擊到植物。
// 僵尸攻擊
// 設(shè)置攻擊間隔
int?zombieHitTime =?0;
public?void?zombieHitAction()?{
??if(zombieHitTime++%100==0) {
????for(Zombie z:zombies) {
??????// 如果戰(zhàn)場上沒有植物，則把所有僵尸的狀態(tài)改為life
??????/*
??????* 這里補充一下為什么要先將所有的僵尸的狀態(tài)先改成life狀態(tài)，也就是移動狀態(tài)
??????* 因為下面對僵尸是否攻擊的植物的判斷，是從遍歷戰(zhàn)場上的植物集合開始的
??????* 假如有只僵尸在吃植物，把戰(zhàn)場上唯一的一個植物吃掉了，
??????* 那么僵尸的狀態(tài)將從攻擊改成移動呢？
??????* 所以這里運用了逆向的思想，先將所有的僵尸改為移動狀態(tài)
??????* 如果符合攻擊的條件，那么再改為攻擊狀態(tài)，
??????* 即便是戰(zhàn)場上沒有植物，那么僵尸還依然是移動的狀態(tài)
??????*/
??????if(!z.isDead()) {
????????z.goLife();
??????}
??????// 這里應(yīng)該有個對戰(zhàn)場上植物集合的判斷在進行遍歷
??????for(Plant p:plantsLife) {
????????// 如果僵尸是活的，并且植物是活的，并且僵尸進入攻擊植物的范圍
????????/*
????????* 這里有個BUG，僵尸竟然會攻擊鼠標(biāo)選中還未放下的植物，
????????* 所以下面的判斷條件中應(yīng)該還需要移除被鼠標(biāo)選中狀態(tài)下植物
????????*/
????????if(z.isLife()&&!p.isDead()&&z.zombieHit(p)&&!(p?instanceof?Spikerock)) {
??????????// 僵尸狀態(tài)改為攻擊狀態(tài)
??????????z.goAttack();
??????????// 植物掉血
??????????p.loseLive();
????????}
??????}
????}
??}
}
如果出現(xiàn)了一些效果的偏移，造成的原因是圖片大小不一造成的坐標(biāo)偏移，因為圖片都是網(wǎng)上找的，所以效果不是太理想。
至此，游戲的基本功能基本實現(xiàn)了。Java是一門面向?qū)ο蟮恼Z言，萬物皆對象，特征皆屬性，行為皆方法。肉眼能看到的僵尸、植物、草坪都是對象，對象的特性比如血量、移動速度都是屬性，對象的行為比如移動、攻擊、死亡都是方法。
下面說說對游戲功能的優(yōu)化。
游戲優(yōu)化
1.放置植物的優(yōu)化
已經(jīng)放置過植物的草地不能再放置植物了。之前是將草地設(shè)計成empty和hold兩種狀態(tài)，現(xiàn)在來看其實只需要返回一個true和false就行了，將整個植物集合定義成一個虛擬的boolean集合即可。
2.移除植物的優(yōu)化
設(shè)計思路是新增一個鏟子對象：
// 鏟子集合
private?List shovels =?new?ArrayList();
// 鏟子入場
public?void?shovelEnterAction()?{
??// 鏟子只有一把
??if(shovels.size()==0) {
????shovels.add(new?Shovel());
??}
}
// 使用鏟子
Iterator it = shovels.iterator();
Iterator it2 = plantsLife.iterator();
while(it.hasNext()) {
??Shovel s = it.next();
??// 如果鏟子是移動狀態(tài)，就遍歷植物集合
??if(s.isMove()) {
????while(it2.hasNext()) {
??????Plant p = it2.next();
??????int?x1 = p.getX();
??????int?x2 = p.getX()+p.getWidth();
??????int?y1 = p.getY();
??????int?y2 = p.getY()+p.getHeight();
??????if((p.isLife()||((Blover) p).isClick())&&Mx>x1&&Mxy1&&My????????// 移除植物
????????it2.remove();
????????// 移除鏟子
????????it.remove();
????????shovelCheck =?false;
??????}
????}
??}
} 
看著這極其復(fù)雜好像很厲害的代碼，我又萌生了痛下狠手的想法，但為了保持原生，我忍住。于是乎還發(fā)現(xiàn)了一個BUG。如果選中鏟子后，戰(zhàn)場上唯一的植物被僵尸吃掉了，那么這個鏟子將一直跟隨著鼠標(biāo)無法達(dá)到使用后消除的效果了。解決方案當(dāng)然也很簡單，當(dāng)戰(zhàn)場上植物集合的size為0時，清空鏟子集合即可。
3.游戲可玩性的優(yōu)化
上文在游戲設(shè)計中提到的擊殺僵尸后可能隨機獲得獎勵類型是這樣實現(xiàn)的。還是從設(shè)計分析開始，并非擊殺任何類型的僵尸都可以獲得獎勵，所以獎勵應(yīng)該放在接口中：
public?interface?Award?{
??// 獎勵接口
??/*
??* 這里還是存在代碼不規(guī)范的問題
??* 接口的方式默認(rèn)是public abstract
??* 接口中的變量默認(rèn)是public static final
??* 這些默認(rèn)的字段應(yīng)該舍去
??*/
??// 全屏靜止
??public?static?final?int?CLEAR =?0;
??// 全屏清除
??public?static?final?int?STOP =?1;
??public?abstract?int?getAwardType();
}當(dāng)僵尸死亡時，需要去判斷該僵尸是否有獎勵接口，如果有則執(zhí)行相應(yīng)獎勵的方法：
// 檢測僵尸狀態(tài)
public?void?checkZombieAction()?{
??// 迭代器
??Iterator it = zombies.iterator();
??while(it.hasNext()) {
????Zombie z = it.next();
????// 僵尸血量小于0則死亡,死亡的僵尸從集合中刪除
????if(z.getLive()<=0) {
??????// 判斷僵尸是否有獎勵的接口
??????if(z instanceof Award) {
????????Award a = (Award)z;
????????int?type = a.getAwardType();
????????switch(type) {
????????case?Award.CLEAR:
??????????for(Zombie zo:zombies) {
????????????zo.goDead();
??????????}
??????????break;
????????case?Award.STOP:
??????????for(Zombie zom:zombies) {
????????????zom.goStop();
????????????timeStop =?1;
????????????//zombieGoLife();
??????????}
??????????break;
????????}
??????}
??????z.goDead();
????????it.remove();
????}
????// 僵尸跑進房子，而游戲生命減一，并刪除僵尸
????if(z.OutOfBound()) {
??????gameLife--;
??????it.remove();
????}
??}
} 4.添加游戲背景音樂
bgm是一個游戲的靈魂之一。這里給游戲添加背景音樂，我的選擇是新建一條線程專門用來執(zhí)行音樂的解析和播放：
// 啟動線程加載音樂
Runnable r =?new?zombieAubio("bgm.wav");
Thread t =?new?Thread(r);
t.start();
public?class?zombieAubio?implements?Runnable{
??// 讀音頻WAV格式專用線程
??private?String filename;
??public?zombieAubio(String wavfile){
??????filename=wavfile;
??}
??......這里需要注意的是，Java中解析音樂的API只支持WAV格式的文件，文件格式的轉(zhuǎn)換大多數(shù)音樂播放器都可以做到。
后續(xù)優(yōu)化
1.植物種類的擴充及對應(yīng)功能的實現(xiàn)
比如殺傷力最大的玉米加農(nóng)炮。需要4個小玉米進行合成，那么在判斷是否能夠合成玉米加農(nóng)炮時，需要對植物集合進行遍歷來做坐標(biāo)的判斷，所以這邊建議最好把可合成的植物單獨放在一個集合中，這樣在做合成判斷的時候會簡單很多，當(dāng)集合的size小于4時，就可以提示合成失敗了。冰凍西瓜的設(shè)計思路也是如此。
2.動作類僵尸的加入，如撐桿跳僵尸、跳舞僵尸等
說一下?lián)螚U跳僵尸的設(shè)計思路，此類僵尸和其他僵尸相比，多了一種跳的行為，所以會有一個單獨的方法和單獨的狀態(tài)。并且，跳只能觸發(fā)一次，所以撐桿跳僵尸的狀態(tài)變化應(yīng)該是行走->遇到植物跳過去->再遇到植物就開始攻擊，在執(zhí)行狀態(tài)變化的時候，應(yīng)該要去考慮當(dāng)前的狀態(tài)是否還可跳躍。
3.當(dāng)植物攻擊范圍內(nèi)不存在僵尸時，植物停止攻擊
這個就簡單拉，在植物執(zhí)行攻擊方法時，校驗一下是否有Y坐標(biāo)相同的僵尸即可。
源碼分享
https://github.com/llx330441824/plant_vs_zombie_simple.git
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