游戏架构 - 耦合还是非耦合？

Question

我正在制作一个简单的游戏，其中包含移动的游戏角色（Mobs）。每个Mob都可以执行某些功能。为了赋予Mob这种功能，我创建了一个行为（Behavior）。

比如说，如果一个Mob需要在游戏场地中移动，我会给它MoveBehavior——这会被添加到Mob类的内部行为列表中：

// Defined in the Mob class
List<Behavior> behaviors;

// Later on, add behavior...
movingMob.addBehavior(new MovingBehavior());

我的问题是，大多数行为将操作有关生物的某些内容。在MoveBehavior示例中，它将更改生物在世界中的X,Y位置。但是，每个行为都需要特定的信息，例如“movementRate”，那么应该将movementRate存储在哪里？

它应该被存储在Mob类中吗？其他Mob可能会尝试通过减速/加速来与其交互，而在Mob级别上更容易访问... 但并非所有Mobs都具有movementRate，因此它会引起杂乱。

还是应该将其存储在MoveBehavior类中？这样做可以将其隐藏起来，使其他Mobs更难以进行交互 - 但它不会用额外和未使用的属性来弄乱不动的Mob（例如，不移动的塔永远不需要使用movementRate）。

- bugfixr

---

我在想是否使用脚本语言（IronRuby、IronPython、F#等）来完成游戏中所需的元数据是一个好主意。 - CookieOfFortune

Answer 1

这是经典的“行为组合”问题。权衡之处在于，行为越独立，它们相互交互就越困难。

从游戏编程的角度来看，最简单的解决方案是确定一组“核心”或“引擎”数据，并将其放入主对象中，然后使行为能够访问和修改该数据-可能通过一个功能接口。

如果您需要行为特定的数据，那很好，但为了避免变量名称冲突，您可能希望使访问它的接口包括行为名称。例如：

obj.getBehaviorValue("movement", "speed")

obj.setBehaviorValue("movement", "speed", 4)

这样，两种行为都可以定义自己的名为“speed”的变量而不会冲突。这种跨行为的getter和setter在需要通讯时允许通讯。

我建议使用像Lua或Python这样的脚本语言来实现。

- sean riley

Answer 2

如果涉及到某种行为，并且只有在该行为的上下文中才有意义，那么它应该作为该行为的一部分存储。

移动速度只对可以移动的东西有意义。这意味着它应该作为代表其移动能力的对象的一部分进行存储，这似乎是您的MoveBehavior。

如果这使得访问过于困难，那么问题更多地涉及到您的设计问题。那么问题不是“我是否应该欺骗，将一些变量放置在Mob类中而不是它所属的行为中”，而是“我如何使与这些单独的行为交互更容易”。

我可以想到几种实现方式。显而易见的是，在Mob类上提供一个简单的成员函数，允许您选择单个行为，例如：

class Mob {
  private List<Behavior> behaviors;
  public T Get<T>(); // try to find the requested behavior type, and return it if it exists
}

其他人可以这样做：

Mob m;
MovementBehavior b = m.Get<MovementBehavior();
if (b != null) {
  b.SetMovementRate(1.20f);
}

您也可以将其中的一部分放在Mob类之外，创建一个帮助函数，如果存在则修改移动速率，否则不进行任何操作:

static class MovementHelper {
  public static SetMovementRate(Mob m, float movementrate){
    MovementBehavior b = m.Get<MovementBehavior();
    if (b != null) {
      b.SetMovementRate(1.20f);
    }
  }
}

然后其他人可以像这样使用它：

MovementHelper.SetMovementRate(m, 1.20f);

这将提供修改行为的简便方式，但不会使Mob类太过混乱。当然，将其转换为扩展方法可能很诱人，但这可能会在Mob类的公共接口中产生太多各种杂乱的内容。最好让其成为Mob类之外的辅助功能，以明确它是帮助功能。

- jalf

---

我同意你的观点，jalf - 我认为这应该是MoveBehavior的一部分。你有什么想法，如何能够轻松地与速率进行交互，以便在某些外部动作对移动对象产生影响时，速率需要更改？ - bugfixr

这在很大程度上取决于您设计的其余部分。简单的方法是给Mob类一个简单的Get函数，允许您从中检索任何单个行为。如果我想要更改Mob m的移动行为，我会调用m.Get<MovementBehavior>()，如果它不返回null，则有我想要处理的行为。这将解决此特定问题，但可能需要考虑其他复杂性。例如，如果同一mob上的两种不同行为需要共享数据，那么您会怎么做？假设每个行为都存在于真空中可能并不现实。 - jalf

Answer 3

看一下组件系统/实体系统设计：

http://www.devmaster.net/articles/oo-game-design/

迄今为止，我看到的最好的设计。

聪明人说这是处理大型游戏的唯一方法，但它需要转变你对面向对象编程的思考方式。

- Mikeon

Answer 4

你可以借鉴WPF的模式(附加属性)。WPF的开发者需要一种在运行时将属性附加到控件的方法。(例如，如果你将一个控件放在网格中，那么这个控件就应该有一个"行"属性 -- 他们用附加属性伪实现了这个功能。)

它的工作原理大概是这样的: (请注意，这可能不完全符合WPF的实现方式，我也没有包括依赖属性注册，因为你没有使用XAML) public class MoveBehavior: Behavior { private static Dictionary<Mob, int> MovementRateProperty;

public static void SetMovementRate(Mob theMob, int theRate) { MovementRateProperty[theMob] = theRate; }

public static int GetMovementRate(Mob theMob) { //注意，你需要处理不存在等情况 return MovementRateProperty[theMob]; } }

这里的关键是行为拥有属性，但你不必深入其中。下面是一些检索mob移动速率的代码:

// retrieve the rate for a given mob
int rate = MoveBehavior.GetMovementRate(theMob);
// set the rate for a given mob
MoveBehavior.SetMovementRate(mob, 5);

- JMarsch

Answer 5

在我看来，移动速率与移动行为相关联，而不是与Mob本身相关联，正如你所说，它不一定会移动。因此，变量应该与行为相关联，移动速率的变化是对其行为的改变，而不是对Mob本身的改变。

您还可以创建一个基本的Mob类，并派生出一个MovingMob类。但我想，这并不适用于所有情况，因为显然您可以拥有任意组合的不同行为...

-- 编辑 --

首先，显然您不会在同一种Mob中两次使用相同类型的行为（例如，没有Mob同时具有两个movementBehaviors），因此在这种情况下，集合是更好的选择，因为它避免了重复。

您可以在每个Mob中都有一个方法，例如

    public Behavior GetBehavior(Type type)
    {
        foreach (var behavior in behaviorHashSet)
        {
            if ( behavior.GetType() == type)
                return behavior;

        }
        return null;
    }

一旦你有了一个Mob，你就可以随心所欲地使用这个行为。此外，你还可以更改GetHashCode()和Equals()方法以确保没有重复项，或者使GetBehavior方法更快（常数时间）。

- Samuel Carrijo

---

那么，假设我有另一个怪物，比如让周围所有怪物移动速度加快的怪物 - 那么该怪物如何操纵行为的移动速率？该怪物知道其他怪物的存在，但不知道其他怪物的行为（此外，循环遍历行为列表以查找并更改速率似乎过于复杂）。 - bugfixr

然后创建一种更简单的访问个体行为的方式。问题在这种情况下是你的基础设计。也许行为列表不应该是一个简单的列表，或者它应该是一个列表加上一堆辅助函数（比如说一个通用的Get<BehaviorType>()成员函数），或者它应该是一个字典而不是一个列表。或者，每个Mob类都有一堆独立的行为这个基本想法是有缺陷的，必须改变。为了影响其他人的移动行为，了解他们的移动行为是有意义的，不是吗？ - jalf

Answer 6

那么你想做什么？

你最简单的方式是存储运动速率数据是什么？

如果只需要在MoveBehavior类中使用，那么它应该在其中：

public class MoveBehavior {
    public int MovementRate { get; set; }
}

如果Mob类本质上需要它，那么通过Mob类更容易地暴露它：

public class Mob {
    public int MovementRate { get; set; }
}

public class MoveBehavior {
    public MoveBehavior(Mob mob) { MobInEffect = mob; }

    public Mob MobInEffect {get; set;}

    // can access MovementRate through MovInEffect.MovementRate
}

所以一切都取决于你想通过这种行为逻辑实现什么。我建议你将设计决策推迟到真正需要以某种方式完成它的时候。首先专注于简单地完成它，然后再进行重构。通常情况下，过早进行设计猜测往往会导致过于复杂的架构。

---

更加实用的解决方案...

我的意思是，你首先在Mob类中实现你想要的移动功能：

public class Mob {

    // Constructors and stuff here

    public void Move(long ticks) 
    {
        // do some voodoo magic with movement and MovementRate here
    }

    protected int MovementRate { get; set; }
}

如果那个实现可行，如果你真的需要，可以将其删除到一个MoveBehavior类中：

public class Mob {

    // Constructors and stuff here

    public MoveBehavior Moving { set; get; }

    public void Move(long ticks) 
    {
        Moving.Move(ticks, this);
    }
}

public class MoveBehavior {
    protected int MovementRate { get; set; }

    public void Move(long ticks, Mob mob)
    {
        // logic moved over here now
    }
}

如果您确实需要执行多种类型的行为，但它们共享一个公共接口，则可以创建该接口并让这些行为实现它。

- Spoike

Answer 7

如果我要设计类似的东西，我会尝试使用接口来定义怪物具有哪些行为：

public interface IMovable
{
    int MovementRate { get; set; }
    void MoveTo(int x, int y);
}

public class Monster : Mob, IMovable
{
    public int MovementRate { get; set; }

    public void MoveTo(int x, int y)
    {
         // ...
    }
}

通过以下方式，您可以检查一个移动对象是否可以移动：

Monster m = new Monster();
if (m is IMovable)
{
    m.MoveTo(someX, someY);
}

- Jason Miesionczek

Answer 8

编辑：以下答案只有在你不为每个移动的怪物实例化一个新的MovingBehavior时才真正有意义，而是只有一个单例的MovingBehavior。

我想说的是，当调用addBehavior()时，应该给怪物（啊，我讨厌这个游戏NPC的词汇，但这不是你的错）返回一个BehaviorState对象，并将其保存下来，与添加的行为相关联。然后提供一个接口，使MovingBehavior可以轻松地从movingMob中检索其BehaviorState对象，并在那里存储它所需的任何信息。

- chaos

---

那您的建议是让 BehaviorState 负责存储 moveRate 并将状态存储在 Mob 对象中？如果一个 Mob 拥有 4-5 个 Behaviors，它们会各自拥有自己的 BehaviorState 还是一个单一的状态对象会存储所有可能的数据以支持所有可能的 behaviors？ - bugfixr

1. 好的。
2. 我在想每个添加的行为都应该有自己的状态跟踪，这样涉及到的数据结构就可以根据行为的需求进行设计。如果只是一个状态对象，那么还不如给怪物本身一些通用的状态跟踪功能，让行为使用它。（这也可能很好用。）

- chaos

Sean Riley的回答基本上就是我所说的后一种选择。 - chaos