为了方便大家更加系统地学习和掌握各种常用的设计模式,下面通过一个综合实例——“多人联机射击游戏”来学习如何在实际开发中综合使用设计模式。
反恐精英(Counter-Strike, CS)、三角洲部队、战地等多人联机射击游戏广受玩家欢迎,在多人联机射击游戏的设计中,可以使用多种设计模式。下面我选取一些较为常用的设计模式进行分析:
抽象工厂模式
1所示:
图1 抽象工厂模式实例类图
在图1中,SceneFactory充当抽象工厂,其子类SceneAFactory等充当具体工厂,可以创建具体的地图(Map)、背景音乐(Music)和天气(Weather)等产品对象,如果需要增加新场景,只需增加新的具体场景工厂类即可。
建造者模式
2所示:
图2 建造者模式实例类图
2中,PlayerCreatorDirector充当指挥者角色,PlayerBuilder是抽象建造者,其子类PlayerBuilderA和PlayerBuilderB是具体建造者,用于创建不同的游戏角色,Player是所创建的完整产品,即完整的游戏角色,它包含形体(body)、服装(costume)和武器(weapon)等组成部分。
工厂方法模式
AK47冲锋步枪、狙击枪、**枪等不同武器(Weapon)的外观、使用方法和杀伤力都不相同,玩家可以使用不同的武器,而且游戏升级时还可以增加新的武器,无需对现有系统做太多修改,可使用工厂方法模式来设计武器系统,类图如图3所示:
图3 工厂方法模式实例类图
在图3中,WeaponFactory接口表示抽象武器工厂,其子类AK47GunFactory生产AK47Gun,SniperRifleFactory生产SniperRifle,不同的武器的display()、use()和fire()等方法有不同的实现。
迭代器模式
AK47冲锋枪,还可以拥有**枪和匕首,因此系统需要定义一个弹药库(武器的集合),在游戏过程中可以遍历弹药库(Magazine),选取合适的武器,在遍历弹药库时可使用迭代器模式,如类图如图4所示:
图4 迭代器模式实例类图
Magazine中,可以通过迭代器遍历弹药库,Magazine类的代码片段如下所示:
1. public class Magazine {
2. private ArrayList weapons;
3. private Iterator iterator;
4.
5.
6. public Magazine() {
7. new ArrayList();
8. iterator = weapons.iterator();
9. }
10.
11. public void display() {
12. while(iterator.hasNext()) {
13. ((Weapon)iterator.next()).display();
14. }
15. }
16. ......
17. }
除了遍历弹药库外,迭代器模式还可以用于遍历战队盟友等聚合对象。
命令模式
在射击游戏中,用户可以自定义快捷键,根据使用习惯来设置快捷键,如“W”键可以设置为“开枪”的快捷键,也可以设置为“前进”的快捷键,可通过命令模式来实现快捷键设置,类图如图5所示:
图5 命令模式实例类图
5中,ShortcutKey充当请求调用者,在其press()方法中将判断用户按的是哪个按键,再调用命令对象的execute()方法,在具体命令对象的execute()方法中将调用接收者如ShotHandler、GoAheadHandler的action()方法来执行具体操作。在实现时可以将具体命令类类名和键盘按键的键码(Keycode)存储在配置文件中,配置文件格式如下所示:
1. ……
2. <FunctionMapping keycode="87" commandClass="ShotCommand"/>
3. <FunctionMapping keycode="38" commandClass="GoAheadCommand"/>
4. ……
如果需要更换快捷键,只需修改键码和具体命令类的映射关系即可;如果需要在游戏的升级版本中增加一个新功能,只需增加一个新的具体命令类,可通过修改配置文件来为其设置对应的按键,原有类库代码无需任何修改,很好地符合开闭原则。