Game Programming Patterns / Паттерны программирования в играх: 3.2 Subclass Sandbox

Цель

XDMaik 04.05.14 в 09:08

Создать различные виды поведения, определяя подклассы, которые используют операции, предусмотренные их общей базового класса.

XDMaik 04.05.14 в 09:09

Мотивация

XDMaik 04.05.14 в 09:09

Каждый ребёнок мечтал стать супергероем, но, к сожалению, здесь, на Земле, недостаёт космических лучей.

Mingun 13.05.14 в 16:04

Игры, позволяющие нам стать супергероем, являются наиболее близким приближением.

Mingun 13.05.14 в 16:05

Поскольку наши игровые дизайнеры никогда не научатся говорить «нет», у нашего супергероя в игре планируются десятки, если не сотни, различных суперспособностей, которые могут заиметь игроки.

Mingun 13.05.14 в 16:07

Наш план состоит в том, что мы будем иметь базовый класс суперспособности Superpower.

Mingun 13.05.14 в 16:09

Затем мы создадим производные классы для каждой суперспособности.

Mingun 13.05.14 в 16:09

Мы поделим дизайн-документ между нашей командой программистов и поручим им писать код.

Mingun 13.05.14 в 16:11

Когда всё будет готово, мы будем иметь сотню классов суперспособностей.

Mingun 13.05.14 в 16:11

Когда вы столкнётесь с большим количеством подклассов, как в этом примере, часто это будет значить, что подход, основанный на управлении данными, будет лучшим.

Mingun 13.05.14 в 16:13

Вместо того, чтобы писать большое количество кода, определяющего различные способности, попробуйте найти способ определения их поведения через данные.

Mingun 13.05.14 в 16:14

Шаблоны Объект типа, Байт-код и Интерпретатор — все они могут помочь.

Mingun 13.05.14 в 16:16

Мы хотим, чтобы наш игрок погрузился в мир, изобилующий разнообразием.

Mingun 13.05.14 в 16:17

О какой бы способности мы не мечтали, будучи ребёнком, мы хотим видеть её в игре.

Mingun 13.05.14 в 16:18

Это означает, что подклассам суперспособностей необходимо делать практически всё: проигрывать звуки, порождать визуальные эффекты, взаимодействовать с ИИ, создавать и разрушать другие сущности игры и заморачиваться с физикой.

Mingun 13.05.14 в 16:21

Не будет такого уголка в кодовой базе, который не был бы затронут этими подклассами.

Mingun 13.05.14 в 16:21

Давайте предположим, что мы просто развязали руки нашей команде и поручили им написать классы суперспособностей.

Mingun 13.05.14 в 16:23

Что произойдёт?

Mingun 13.05.14 в 16:23

Появится много избыточного кода.

Mingun 13.05.14 в 16:23

Хотя разные способности будут дико разнообразны, мы всё ещё можем ожидать значительного перекрытия функционала.

Mingun 13.05.14 в 16:24

Многие из них будут порождать визуальные эффекты и проигрывать звуки одинаковым способом.

Mingun 13.05.14 в 16:25

Замораживающий луч, тепловой луч и горчичный луч — все они довольно похожи, когда вы берётесь за них.

Mingun 13.05.14 в 16:28

Если не координировать людей, реализующих их, будет много повторяющегося кода и впустую потраченных усилий.

Mingun 13.05.14 в 16:29

Каждая часть игрового движка будет связана с этими классами.

Mingun 13.05.14 в 16:29

Не зная ничего лучше, люди будут писать код, вызываемый из подсистем, которые никогда не были привязаны непосредственно к классам суперспособностей.

Mingun 13.05.14 в 16:31

Если ваша система отрисовки организована несколькими аккуратными слоями, только один из которых предназначен для использования кодом вне графического движка, мы можем поспорить, что код суперспособностей проникнет в каждый из них.

Mingun 13.05.14 в 16:33

Когда эти внешние системы необходимо будет изменить, появится неплохой шанс сломать код суперспособностей.

Mingun 13.05.14 в 16:35

Как только мы заимеем различные классы суперспособностей, связанные между собой и различными частями игрового движка, неизбежно изменения в этих системах повлияют на классы способностей.

Mingun 13.05.14 в 16:37

Это грустно, поскольку ваши программисты графики звука и пользовательского интерфейса вряд ли захотят так же быть программистами игрового процесса.

Mingun 13.05.14 в 16:39

Будет трудно определить, каким инвариантам следуют все суперспособности.

Mingun 13.05.14 в 16:40

Скажем, мы хотим быть уверенными в том, что все звуки, проигрываемые нашими способностями, правильно расставлены в очередь и приоретизированы.

Mingun 13.05.14 в 16:42

У нас нет простого способа убедиться в этом, если все сто наших классов самостоятельно напрямую вызывают звуковой движок.

Mingun 13.05.14 в 16:43

Что мы хотим — так это дать каждому программисту игрового процесса, реализующему суперспособность, набор «игрушек», с которым он мог бы играться.

Mingun 13.05.14 в 16:46

Вы хотите, чтобы ваша способность проиграла звук — вот вам функция playSound().

Mingun 13.05.14 в 16:46

Хотите частиц?

Mingun 13.05.14 в 16:47

Вот spawnParticles(). Мы обеспечим, чтобы эти операции покрыли все ваши нужды, так что вам не нужно будет включать случайные заголовочные файлы и совать свой нос в остальные части кодовой базы.

Mingun 13.05.14 в 16:47

Мы сделаем это, сделав операции защищёнными методами в базовом классе Superpower.

Mingun 13.05.14 в 16:51

Поместив их в базовый класс, мы дадим каждому подклассу способности прямой и простой доступ к ним.

Mingun 13.05.14 в 16:53

Сделав их защищёнными (и, вероятно, невиртуальными),

Mingun 13.05.14 в 16:53

мы тем самым сообщим, что они существуют специально для вызова из подклассов.

Mingun 13.05.14 в 16:54

Как только у вас появятся эти игрушки, с которыми можно поиграть, нужно будет найти место их применения.

Mingun 13.05.14 в 16:55

Для этого мы определим метод песочницы: абстрактный защищённый метод, которые подклассы должны будут реализовать.

Mingun 13.05.14 в 16:56

С учётом всего вышесказанного, для реализации нового вида способности вам будет необходимо:

Mingun 13.05.14 в 16:57

Создать подкласс класса Superpower.

Mingun 13.05.14 в 16:58

Переопределить метод activate().

Mingun 13.05.14 в 16:58

Реализовать тело метода, вызывая защищённые методы, предоставляемые классом Superpower.

Mingun 13.05.14 в 16:59

Теперь мы можем поправить нашу проблему избыточного кода путём предоставления таких высокоуровневых операций, какие только возможно предоставить.

Mingun 13.05.14 в 17:00

Когда мы видим код, дублирующийся во множестве подклассов, мы всегда можем выделить его в новую операцию в классе Superpower и далее использовать её.

Mingun 13.05.14 в 17:01

Мы обратили нашу проблему связности путём помещения этой связности в одно место.

Mingun 13.05.14 в 17:04