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游戏介绍

概述

游戏整体流程

游戏框架设计

主要流程控制类

本文项目的代码组织结构

构建游戏世界

数字方块

地图

触摸手势识别

防触摸抖动

判断用户输入的方向

地图

任意大小的地图

初始化地图大小

地图绘制

合并和移动

合并和移动的逻辑

丝滑的合并和移动动画

本文的完整实现源码工程

游戏介绍

《2048》是一款曾经风靡全球的数字益智游戏。

目前（2023.08.14）在 App Store 的情况如下图：

关于这个游戏的更多情况可看看百度百科：百度百科-验证

概述

本文讲解用 Cocos Creator 实现经典《2048》的核心流程和算法。

Cocos Creator 版本：Cocos Creator 3.8.0

本文实现的游戏效果如下：

可以随意调整地图大小。可随意调整方块移动速度。

上图分别演示了 4 x 4 ，7 x 10 地图大小的效果。

可在这个地址运行体验下本文实现的版本：Cocos Creator | 2048

文本末尾给出完整实现的源码工程。

游戏整体流程

游戏执行一轮玩家操作的流程：等待玩家输入操作 -> 用户滑动屏幕 -> 移动数字方块 -> 合并方块 -> 空白地方随机出现一个数字方块 -> 等待玩家输入操作

以上流程是游戏玩家操作一次，游戏执行一轮的分解动作循环。

游戏通关条件：合成数字方块2048。

游戏失败条件：当整个棋盘都填满数字方块，且没有可以合并的方块。

游戏框架设计

主要流程控制类

从调用先后顺序开始依次如下：

类名	作用
UiTouch	处理用户触摸输入
Merge	处理移动、合并的逻辑和动画。
FlowRound.fillEntity()	在地图空白处随机生成一个数字方块。
FlowRound.judge()	判断输赢。

本文项目的代码组织结构

构建游戏世界

《2048》的游戏世界只有2个实体：数字方块、棋盘地图。

棋盘是数字方块的容器。后面的移动和合并算法，都是作用在棋盘上计算的。

数字方块

// 实体
export class Entity {// 实体所代表的数值public val : number ;// 表现public presentation = new EntityPresentation() ;}// 实体表现
export class EntityPresentation {public root : Node ;}

地图

地图数据本质是个二维数组。定义如下：

export class Map {// 单件public static ins : Map = null ;// 地图单元格public grid = new Array< Array< MapCell > >() ;// 格子宽高public size = new Size() ; // 表现public presentation = new MapPresentation() ;}// 地图表现
export class MapPresentation {// 根节点public root : Node ;}// 地图单元格
export class MapCell {// 单元格上的实体public entity : Entity = null ;// 单元格所在的局部空间的坐标public pos : Vec3 = null ;}

我们规定地图单元格（0,0）的位置在地图显示的左下角。x , y 的增长分别向右边和上边延伸。如下图：

触摸手势识别

防触摸抖动

在触摸按下时记录按下的坐标，在触摸结束时用结束时的坐标减去按下时的坐标，得到一个向量。

判断这个向量的长度，大于某个数值后，就认为是有效的输入。

如果只是个很小的滑动，可能是抖动造成的，为了防止玩家误操作，可以丢弃这种输入。

判断用户输入的方向

用上一步减法得到的向量就可以判断用户操作的方向。

主要是用到 Math.atan2 这个系统函数。atan2 判断一个向量与 x 轴正方向的夹角，单位是弧度。

注意：atan2 的参数是 ( y , x ) , 不是( x , y )，y 是第一个参数。

不习惯使用弧度的话，可以转换成角度。

判断角度代码如下：

// 手势识别
export class GestureRecognition {// 返回：上左下右 1234 从上开始顺时针。0 无效方向public static exe( v : Vec2 ) : number {let rad = Math.atan2( v.y , v.x ) ;let degree = rad * ( 180 / Math.PI ) ;if( 45 < degree && degree < 135 ){return 1 ;} else if( -45 < degree && degree < 45  ){return 2 ;} else if( -135 < degree && degree < -45 ){return 3 ;}else if( 135 < degree && degree < 180 || -180 < degree && degree < -135 ){return 4 ;}// console.log( "度数：" + degree ) ;return 0 ;}}

地图

任意大小的地图

本文的实现，可设置任意地图大小。

如下图：

上图展示了这些尺寸的地图大小效果：3 x 3 , 5 x 5 , 6 x 4 , 7 x 10

不同地图尺寸对应不同的地图根结点缩放值。

要实现可指定任意大小的地图的前提是，动态绘制地图。

先初始化地图二维数组结构的大小，然后，地图绘制类再处理地图的绘制。

初始化地图大小

// 地图数据初始化
export class MapInit {public static exe( map : Map ) {map.presentation.root = find( "Canvas/Map" ) ;// 地图宽高let mapWidth = 3 ; let mapHeight = 3 ; map.size = new Size( mapWidth , mapHeight ) ;for( let y = 0 ; y < mapHeight ; ++y ) {let row = new Array< MapCell >( ) ;map.grid.push(row) ;for( let x = 0 ; x < mapWidth ; ++x ){let cell = new MapCell() ; row.push( cell ) ;} // end for} // end for}}

地图绘制

本文实现的中心对其的地图布局，地图的几何中心点与其父节点的原点重叠。

算法是，先算出整个地图的大小，然后宽高分别除以2，先算出 ( 0 , 0 ) 起始逻辑坐标单元格的位置。

先算出左下角的起始单元格的位置，后续可以统一处理其他单元格位置。仅仅是通过不断累加间隔就行。

地图绘制具体实现查看源码工程的类 MapDraw

设置地图大小位置：MapInit.exe 函数

合并和移动

这个是2048的核心玩法实现，也是最难的部分。

合并和移动的逻辑

可以先算方块逻辑上的合并，后算方块逻辑上的移动。

也可以合并和移动合并在一起计算。

上下左右的合并和移动要分别处理。

这里列举用户向左（ <- ）滑动的处理算法，其他3个方向的以此类推。为了说明原理和简单起见以下为描述性伪代码。

// 一行行遍历地图。从左到右（->)
for( let y = 0 ; y < map.size.height ; ++y ) {for( let x = 0 ; x < map.size.width ; ++x ) {let cell = map.grid[ y ][ x ] ;// 如果单元格上没有实体，略过。因为我们只处理实体。不处理空格。if( cell.entity == null ) continue ;let cell2 = 向右(->)查找一个最近的实体所在的单元格。if( cell2 != null && cell2 和 cell 的实体数字相同 ){   // 这表示找到一个可以合并的实体2个实体合并，合并和的实体放在 cell 单元格的位置上。}以 cell 单元格为起点向左(<-)查找一个连续的空位的最右边的那个空位这个空位便是 cell 上的方块实体要移动到的位置。} // end for
} // end for

算法图示：