安卓2048源碼分析

2048游戲最近很火，想看下源碼，卻不會JavaScript。網上搜了搜安卓版的源碼，嘗試下來學習。

 uberspot

在https://github.com/uberspot/2048-android 上面發現了一個安卓版的2048代碼，於是下載准備閱讀。卻發現源文件中只有一個Java類，MainActivity.java。打開大致看了一下：

// If there is a previous instance restore it in the webview
if (savedInstanceState != null) {
    mWebView.restoreState(savedInstanceState);
} else {
    mWebView.loadUrl("file:///android_asset/2048/index.html");
}

原來是用一個webview對原本的JavaScript進行了封裝，使用安卓內部webkit瀏覽器進行了加載。相當於用手機瀏覽器玩網頁版的游戲，只能再搜索了。

 

極客學院

另外找到一個極客學院版本的源碼，在網站上面還有視頻教程。本文分析的主要內容就是極客學院版本的源代碼了，作者是ime。

源碼鏈接：https://github.com/plter/Android2048GameLesson

分析的目標為code\ide\ADT\Game2048Publish目錄中的源碼版本

 1 界面

界面比較簡單了，打開activity_main.xml看看，幾個TextView，一個按鈕，還有三個自定義的控件GameView，AnimLayer，Card。游戲的截圖如下：

標准控件就不介紹了，介紹一下系統三個自定義的控件。

 1.1 Card（后文混用Card 卡片 方塊三個詞語）

類Card繼承了FrameLayout，目的是作為游戲中的卡片。卡片數字和樣式的實現：

public void setNum(int num) {
        this.num = num;

        if (num<=0) {
            label.setText("");
        }else{
            label.setText(num+"");
        }

        switch (num) {
        case 0:
            label.setBackgroundColor(0x00000000);//透明色
            break;
        case 2:
            label.setBackgroundColor(0xffeee4da);
            break;
        case 4:
            label.setBackgroundColor(0xffede0c8);
            break;
        case 8:
            label.setBackgroundColor(0xfff2b179);
            break;
        case 16:
            label.setBackgroundColor(0xfff59563);
            break;
            ……
             default:
            label.setBackgroundColor(0xff3c3a32);
            break;
        }
}

num<=0表明是空白方格。當前位置上如果沒有card，則使用num<=0的card進行替代。card 0沒有label，同時底色為透明。除了card 0之外，card 2之后的卡片都有對應的顏色和數字。

 1.2 AnimLayer

類AnimLayer繼承了FramLayout，用於動畫展示。在極客學院安卓2048最主要由兩個動畫：卡片移動和卡片出現。

a) 對於卡片出現動畫：

//目標卡片
public void createScaleTo1(Card target){
    //縮放
     ScaleAnimation sa = new ScaleAnimation(0.1f, 1, 0.1f, 1, Animation.RELATIVE_TO_SELF, 0.5f, Animation.RELATIVE_TO_SELF, 0.5f);
    sa.setDuration(100);
    target.setAnimation(null);
    target.getLabel().startAnimation(sa);
   }

b) 對於卡片移動動畫：

使用ArrayList<Card> cards用於管理臨時卡片的創建和回收（避免每次創建臨時卡片時創建新的對象）

創建一個臨時卡片，從卡片from移動到卡片to，當完成動畫之后將臨時卡片設為不可見，並使用cards回收該卡片。

創建卡片：

private Card getCard(int num){
    Card c;
    if (cards.size()>0) {
        c = cards.remove(0);
    }else{
        c = new Card(getContext());
        addView(c);
    }
    c.setVisibility(View.VISIBLE);
    c.setNum(num);
    return c;
  }

創建卡片時，如果cards不為空，則從cards隊首取出一張臨時卡片。（這里認為使用LinkedList<Card>更加適合臨時卡片管理隊列）

回收卡片：

private void recycleCard(Card c){
    c.setVisibility(View.INVISIBLE);
    c.setAnimation(null);
    cards.add(c);
  }

回收卡片將當前卡片設為不可見，並加入到cards中。

卡片移動：

public void createMoveAnim(final Card from,final Card to,int fromX,int toX,int fromY,int toY){
    //臨時卡片
    final Card c = getCard(from.getNum());

    //設置布局
    LayoutParams lp = new LayoutParams(Config.CARD_WIDTH, Config.CARD_WIDTH);
    lp.leftMargin = fromX*Config.CARD_WIDTH;
    lp.topMargin = fromY*Config.CARD_WIDTH;
    c.setLayoutParams(lp);

    if (to.getNum()<=0) {
        to.getLabel().setVisibility(View.INVISIBLE);
    }
    //從from卡片位置移動到to卡片
    TranslateAnimation ta = new TranslateAnimation(0, Config.CARD_WIDTH*(toX-fromX), 0, Config.CARD_WIDTH*(toY-fromY));
    ta.setDuration(25);
    ta.setAnimationListener(new Animation.AnimationListener() {

        @Override
        public void onAnimationStart(Animation animation) {}

        @Override
        public void onAnimationRepeat(Animation animation) {}

        //動畫結束，將臨時卡片回收
        @Override
        public void onAnimationEnd(Animation animation) {
            to.getLabel().setVisibility(View.VISIBLE);
            recycleCard(c);
        }
    });
    c.startAnimation(ta);

  }

1.3 GameView

GameView繼承了GridLayout，包含了界面和游戲邏輯兩個部分。這里介紹界面。

界面中比較重要的內容就是手勢識別，用於操控格子的移動：

private void initGameView(){
    setColumnCount(Config.LINES);
    setBackgroundColor(0xffbbada0);
    setOnTouchListener(new View.OnTouchListener() {

        private float startX,startY,offsetX,offsetY;

        @Override
        public boolean onTouch(View v, MotionEvent event) {

            switch (event.getAction()) {
                case MotionEvent.ACTION_DOWN://按下坐標
                    startX = event.getX();
                    startY = event.getY();
                    break;
                case MotionEvent.ACTION_UP:
                    offsetX = event.getX()-startX;
                    offsetY = event.getY()-startY;
                    if (Math.abs(offsetX)>Math.abs(offsetY)) {
                        if (offsetX<-5) {
                            swipeLeft();
                        }else if (offsetX>5) {
                            swipeRight();
                        }
                    }else{
                        if (offsetY<-5) {
                            swipeUp();
                        }else if (offsetY>5) {
                            swipeDown();
                        }
                    }
                    break;
            }
            return true;//listener已經處理了事件
        }
    });
     }

使用了View.OnTouchListener來偵聽觸摸事件：計算按下和抬起來時offsetX和offsetY，預測手勢的移動。

2 游戲邏輯

上一節介紹了基本的界面展現，本節介紹業務邏輯，即游戲實現原理。

2.1 游戲初始化

調用函數initGameView()完成游戲初始化：

private void initGameView(){
    setColumnCount(Config.LINES);//設置行數量
    setBackgroundColor(0xffbbada0);


    setOnTouchListener(new View.OnTouchListener() {
        }
    });
}

設置控件的方格數量，隨后設置了控件北京，最后注冊了剛才分析過的觸摸事件監聽器。此時游戲已經准備好了，正式開始。

 2.2 開始游戲

函數startGame();正式開始游戲，首先向方格內隨機寫入兩個方塊：

public void startGame(){

    MainActivity aty = MainActivity.getMainActivity();
    aty.clearScore();
    aty.showBestScore(aty.getBestScore());

    for (int y = 0; y < Config.LINES; y++) {
        for (int x = 0; x < Config.LINES; x++) {
            cardsMap[x][y].setNum(0);
        }
    }

    addRandomNum();
    addRandomNum();
}

這個函數addRandomNum()向游戲面板內隨機加入兩個方塊，開始游戲:

private void addRandomNum(){
    //private List<Point> emptyPoints = new ArrayList<Point>(); 
    emptyPoints.clear();

    //將所有空格子搜集起來
    for (int y = 0; y < Config.LINES; y++) {
        for (int x = 0; x < Config.LINES; x++) {
            if (cardsMap[x][y].getNum()<=0) {
                emptyPoints.add(new Point(x, y));
            }
        }
    }

    if (emptyPoints.size()>0) {
        //隨機位置生成一個card
        Point p = emptyPoints.remove((int)(Math.random()*emptyPoints.size()));
        int num = Math.random()>0.1?2:4;
        cardsMap[p.x][p.y].setNum(num);
        MainActivity.getMainActivity().getAnimLayer().createScaleTo1(cardsMap[p.x][p.y]);
    }
}

函數addRandomNum()向面板中空的格子中隨機生成一個卡片。首先搜集面板中所有空的位置，搜集到一個List中，最后生成隨機數，隨機生成一個數字，並完成生成動畫。

 2.3 移動

2048游戲通過游戲中所有的方格朝某個方向移動，合並相同數字的方塊。有四個函數負責移動，分別是上下左右，這里只分析一個方向。

private void swipeLeft(){

    boolean merge = false;//是否合並卡片, 1空卡片和已有卡片合並 2兩個數字相同的卡片合並

    for (int y = 0; y < Config.LINES; y++) {//對所有列
        for (int x = 0; x < Config.LINES; x++) {
            //檢查當前點的右側是否有非空卡片（非空：num>=2）
            for (int x1 = x+1; x1 < Config.LINES; x1++) {
                if (cardsMap[x1][y].getNum()>0) {//如果右邊有非空卡片

                    if (cardsMap[x][y].getNum()<=0) {//當前坐標上沒有格子（空卡片和已有卡片合並）

                        MainActivity.getMainActivity().getAnimLayer().createMoveAnim(cardsMap[x1][y],cardsMap[x][y], x1, x, y, y);

                        cardsMap[x][y].setNum(cardsMap[x1][y].getNum());
                        cardsMap[x1][y].setNum(0);

                        x--;//和空卡片合並，還需要從當前位置計算（否則：|0|2|2|2|左移之后變為|2|2|2|0|）
                        merge = true;

                    }else if (cardsMap[x][y].equals(cardsMap[x1][y])) {
                        MainActivity.getMainActivity().getAnimLayer().createMoveAnim(cardsMap[x1][y], cardsMap[x][y],x1, x, y, y);
                        cardsMap[x][y].setNum(cardsMap[x][y].getNum()*2);
                        cardsMap[x1][y].setNum(0);

                        MainActivity.getMainActivity().addScore(cardsMap[x][y].getNum());
                        merge = true;
                    }

                    break;
                }
            }
        }
    }

    //只要有任意一行發生過卡片移動，則需要產生新的卡片
    if (merge) {

        addRandomNum();
        checkComplete();//判斷當前游戲是否失敗
    }
}

左移，針對面板中所有列，將每行的方塊向左移動。在兩種情況發生卡片合並：

1 當前位置為空卡片，右側為非空卡片，合並后當前位置卡片Num為右側卡片，右側卡片清零。

2 當前位置為非空卡片，右側卡片數值和它相等，合並后當前位置卡片數量翻倍，右側卡片清零。

從游戲角度來講：1 對應卡片單純的移動，2 對應兩張相同卡片的合並。因此，只要發生卡片實質上的移動，就應該隨機再生產一個卡片，調用addRandomNum()。

2.4 游戲結束的判斷

每次發生卡片移動，都要檢查游戲還能否繼續，是否已經結束。函數checkComplete()完成游戲失敗（感覺叫做checkFailure()更好）的檢查：

private void checkComplete(){

    boolean complete = true;

ALL:
    for (int y = 0; y < Config.LINES; y++) {
        for (int x = 0; x < Config.LINES; x++) {
            //滿足任意兩個條件，游戲就可以繼續：1 有空的格子，2 有可以合並的卡片
            if (cardsMap[x][y].getNum()==0||//1 有多余空間
                    (x>0&&cardsMap[x][y].equals(cardsMap[x-1][y]))||//2 和左面相等
                    (x<Config.LINES-1&&cardsMap[x][y].equals(cardsMap[x+1][y]))|//2 和右面相等
                    (y>0&&cardsMap[x][y].equals(cardsMap[x][y-1]))||//2 和上面相等
                    (y<Config.LINES-1&&cardsMap[x][y].equals(cardsMap[x][y+1]))) {//2 和下面相等

                complete = false;
                break ALL;
        }
    }
    if (complete) {
        new AlertDialog.Builder(getContext()).setTitle("你好").setMessage("游戲結束").setPositiveButton("重新開始", new DialogInterface.OnClickListener() {

            @Override
            public void onClick(DialogInterface dialog, int which) {
                startGame();
            }
        }).show();
    }

}

游戲可以繼續的兩個條件：有空的格子，或者還有能夠合並的卡片。