刚学会 TypeScript， 顺手做个贪吃蛇小游戏
📢 大家好，我是小丞同学，这篇文章将带你制作一个贪吃蛇小游戏
📢 非常感谢你的阅读，不对的地方欢迎指正 🙏
📢 愿你生活明朗，万物可爱
前言
最近在学习中，再次遇到了贪吃蛇的案例，之前刚学 JavaScript 的时候就有遇到过，趁着这段时间有一点点时间，就跟着做了一下，这篇文章将手把手带你实现一个贪吃蛇的小游戏，难度不会很大，嘻嘻
可以从这个案例中学到以下几点：
面向对象编程、this 指向问题、webpack 简单的配置、
一、实现效果预览
需要实现的功能有以下：
- 页面布局
- 随机生成食物
- 分数统计（吃食物数量）
- 等级提升（加速）
- 蛇成长
- 事件监测
- 撞身检测
- 撞壁检测
- 结束判断
二、代码实现
1. 页面布局
做一个简单的布局，这里主要采用的是 less 和 flex 布局结合
比较有意思的几点
在布局时，采用了全局变量 bg-color 来定义全局颜色，为代码增加了更多的可扩展性
@bg-color: #b7d4a8;
全局采用了 CSS3 中的盒模型 border-box ，避免了由于边框以及边距对盒原大小造成的影响
* {
margin: 0;
padding: 0;
box-sizing: border-box;
}
在绘制蛇身时，需要通过在容器内添加 div 标签的方式来设置，蛇的长度，因此在布局时，需要对容器内的 div 标签单独设置样式
// index.html
<!-- 蛇 -->
<div id="snake">
<!-- 蛇身 -->
<div></div>
</div>
// index.less
#snake {
& > div {
width: 10px;
height: 10px;
background-color: black;
// 设置间距
border: 1px solid @bg-color;
// 开启定位
position: absolute;
}
}
对于食物的样式，采用的是 flex 加一个小小的旋转
#food {
position: absolute;
width: 10px;
height: 10px;
left: 40px;
top: 100px;
display: flex;
flex-flow: row wrap;
justify-content: space-between;
align-content: space-between;
& > div {
width: 4px;
height: 4px;
background-color: black;
transform: rotate(45deg);
}
}
对每个 div 设置旋转一定的角度，好看一点点
这里需要注意的是：由于我们的蛇身以及食物都是需要移动的，我们需要将它们设置为绝定定位方式，并注意父盒子开启相对定位
2. 随机生成食物
我们先梳理一下，食物需要先什么属性或者方法吧
- 每个食物要有一个位置，我们通过
X和Y属性定位 - 同时我们需要一个能够随机生成食物位置的方法
// 定义食物类 Food
class Food {
// 定义食物元素
element: HTMLElement;
constructor() {
// 获取页面中的 food 元素给 element
this.element = document.getElementById("food")!
}
// 获取食物 x 轴坐标的方法
get X() {
return this.element.offsetLeft
}
get Y() {
return this.element.offsetTop
}
// 修改食物位置的方法
change() {
// 一格大小就是10
let top = Math.round(Math.random() * 29) * 10
let left = Math.round(Math.random() * 29) * 10
this.element.style.left = left + 'px'
this.element.style.top = top + 'px'
}
}
在这里我们创建了一个 Food 类，用来定义食物的位置
首先声明了一个 element 属性，指定为 HTMLElement，在constructor 中需要获取到我们的 food 元素赋值给 element 属性
这里由于 ts 的语法检查机制比较严格，我们需要在获取节点的最后加上一个 ! ，表示信任此处的元素获取
这里 TS 其实是做了预判，它担心我们获取不到这个节点而出错，习惯就好，加个 !
在获取食物坐标的方法中，我们采用了 getter 取值函数来取值，我们就可以像使用普通变量一样来获取 X 和 Y 值
由于每次食物被吃了之后，我们都需要生成一个新的食物，其实我们也只是让食物换一个位置而已，始终都是同一个 food 节点，这里我们采用的是 random 来生成一个 0-29 的随机数，然后取10倍，这样就能将位置选择为随机的 10 的倍数，同时在地图范围之内
在这里我们还有很多可以改进的地方，例如我门采用了
29纯数字，这不利于我们对地图的更改，当地图发生改变时，我们需要修改源码才能改善代码，这不大好，我们可以用一个变量来保存噢
3. 分数统计
在写好 Food 类之后，我们再来写个简单的 ScorePanel 类，用来设置底部的计分和等级
- 我们需要有一个分数记录，一个等级记录，以及修改它们的方法
- 为了提高可扩展性，我们需要两个变量来控制限制的最大等级，以及达到多少分升级
class ScorePanel {
// 记录分数和等级
score = 0;
level = 1;
// 分数和等级的元素
scoreEle: HTMLElement
levelEle: HTMLElement
// 设置一个变量的限制等级
maxLevel: number
// 设置一个变量 表示多少分时升级
upScore: number
constructor(maxLevel: number = 10, upScore: 10) {
this.scoreEle = document.getElementById("score")!
this.levelEle = document.getElementById("level")!
this.maxLevel = maxLevel
this.upScore = upScore
}
// 设置一个加分方法
addScore() {
this.scoreEle.innerHTML = ++this.score + '';
(this.score % this.upScore === 0) && this.levelUp()
}
// 提升等级的方法
levelUp() {
this.level < this.maxLevel && (this.levelEle.innerHTML = ++this.level + '')
}
}
我们创建了一个 ScorePanel 类
在这个类中，我们预先设定了很多的变量，在 TS 中我们需要设置它们的使用类型
在这里我们设置了加分的方法
addScore() {
this.scoreEle.innerHTML = ++this.score + '';
(this.score % this.upScore === 0) && this.levelUp()
}
当我们调用这个函数时，就可以实现分数的增加，然后我们需要对当前的分数进行判断，当分数达到我们设置的升级分数时，我们调用类中的 levelUp 方法，让当前的等级提升
4. 蛇的成长
在定义完了基本的周边功能后，我们需要正式的对蛇开始进攻了
我们先创建一个 snake 类，用来设置蛇自身的特性，比如，位置、长度
首先我们需要设置一些变量，用来存储我们的节点
// 蛇头
head: HTMLElement
// 蛇的身体
bodies: HTMLCollection
// 获取蛇容器
element: HTMLElement
constructor() {
this.element = document.getElementById("snake")!
this.head = document.querySelector("#snake > div") as HTMLElement
this.bodies = this.element.getElementsByTagName("div")
}
在 TS 中，我们尽量设置好，以确保我们的变量不会被我们误用导致错误
我们再来定义 getter 和 setter 方法，用来获取蛇头的位置，以及设置蛇头的位置
为什么要是蛇头呢？
我们需要通过蛇头的移动方向来驱动这个蛇身的移动，因为每个蛇身块都是跟随着上一块蛇身的
// 获取蛇的坐标
get X() {
return this.head.offsetLeft
}
get Y() {
return this.head.offsetTop
}
（set 中有很多判断，太长了，影响篇幅）
设置好 set 和 get 方法后，我们需要写一个能够使蛇成长的方法，所谓的成长不过就是让 snake 节点中添加多一个 div 元素
// 蛇加身体的方法
addBody() {
// 向 element 中添加一个 div
this.element.insertAdjacentHTML("beforeend", "<div></div>")
}
小科普
insertAdjacentHTML()方法将指定的文本解析为Element元素，并将结果节点插入到DOM树中的指定位置。它不会重新解析它正在使用的元素，因此它不会破坏元素内的现有元素。这避免了额外的序列化步骤，使其比直接使用innerHTML操作更快。指定位置有以下几个
'beforebegin'：元素自身的前面。'afterbegin'：插入元素内部的第一个子节点之前。'beforeend'：插入元素内部的最后一个子节点之后。'afterend'：元素自身的后面。
5. 控制蛇的移动
现在我们的蛇已经能够添加身体了，但是我们没有添加控制蛇移动的方法，没有办法来展示这个效果
我们继续来看看如何使得蛇能够移动？
我们采用键盘的方向键来控制蛇的移动方向，前面也有提到整个蛇的移动是通过蛇头的驱动的，因此我们先实现控制蛇头的移动
首先我们需要创建一个 GameControl 类，作为这个游戏的控制器，用来控制蛇的移动
首先我们需要有一个键盘响应事件，用来获取用户的键盘事件，同时我们需要对按键进行判断，是否是能够控制蛇移动的四个键
因此我们可以编写两个函数 keydownHandle 键盘事件响应函数 、run 函数主控制器，判断用户按下的是什么键执行对应变化
我们可以将这两个函数封装到 init 函数中，作为初始化函数一并启动
init() {
// 绑定键盘事件
document.addEventListener("keydown", this.keydownHandle.bind(this))
this.run()
}
在这个函数里，由于我们需要采用 TS 的检查机制，我们可以将事件回调分离成一个函数，但是由于这里的回调调用对象是 document ，我们需要手动更改 this 的指向
我们在 keydownHandle 中处理键盘事件，通过一个 direaction 变量来记录当前的按键
// 存储蛇的移动方向
direction: string = ''
// 键盘响应函数
keydownHandle(event: KeyboardEvent) {
// 检查是否合法
this.direction = event.key
}
根据 direction 来判断 蛇移动的方向
// 创建蛇移动的方法
run() {
let X = this.snake.X
let Y = this.snake.Y
// 根据按键方向修改值
switch (this.direction) {
// 向上 top减少
case "ArrowUp":
Y -= 10
break
// 向下 top 增加
case "ArrowDown":
Y += 10
break
// 向左 left 减少
case "ArrowLeft":
X -= 10
break
// 向右 left 增加
case "ArrowRight":
X += 10
break
}
}
我们更改了 X、Y 值后，我们需要将它重新赋值给 snake 中的对应值，由于我们设置了 setter 函数，我们可以直接赋值
this.snake.X = X;
this.snake.Y = Y;
我们通过对四个方向键的 switch 判断，我们使得我们能够控制蛇的移动，但是现在这样还不足以达到不断移动的效果，我们需要实现按下一个方向键后，就不停的向一个方向移动，因此我们可以在 run 中开启一个定时器，使得它能够递归的调用 run
// 递归调用
this.isLive && setTimeout(this.run.bind(this), 300 - (this.scorePanel.level - 1) * 30)
由于我们的蛇有死亡机制，我们需要预先判断以下，这里也存在着 this 指向的问题，我们需要手动调整指向当前的类
在处理到这一步时，我们的蛇头已经能够移动了
6. 检查吃到食物
现在我们的蛇头已经能够移动了，我们可以去触碰食物以及任何地方了，我们现在需要检查是否吃到食物，吃到食物会怎么样，执行什么函数
// 检查是否吃到食物
checkEat(X: number, Y: number) {
if (X === this.food.X && Y === this.food.Y) {
// 食物位置改变
this.food.change()
// 加分
this.scorePanel.addScore()
// 蛇加一
this.snake.addBody()
}
}
在检查是否吃到食物的函数中，我们需要两个参数，也就是蛇头的位置，用来判断是否和食物重叠，如果重叠则改变食物的位置，得分，并且身体加一
7. 控制蛇身移动
现在我们的蛇已经能够吃食物了，但是我们会发现吃完食物后，它的身体不会和它一起走，而是定位到了左上角，因此我们需要处理蛇身移动的问题
由于涉及到 snake 本身的特性，因此我们回到 snake 类中编写
// 添加一个蛇身体移动的方法
moveBody() {
//位置在前一个蛇块的位置
for (let i = this.bodies.length - 1; i > 0; i--) {
let X = (this.bodies[i - 1] as HTMLElement).offsetLeft;
let Y = (this.bodies[i - 1] as HTMLElement).offsetTop;
(this.bodies[i] as HTMLElement).style.left = X + 'px';
(this.bodies[i] as HTMLElement).style.top = Y + 'px';
}
}
我们通过循环，从蛇的最后一个蛇块开始遍历，让它的位置变成前一个蛇块的位置
这样就能一个接着一个移动了，不理解的可以想一想噢~
在这段代码中，遇到了很多类型断言的问题，由于 TS 检查机制中不确定数组元素中有没有 offset 类方法，因此会给我们报错提示
8. 撞墙检测
当我们的蛇头撞到墙时，我们需要结束游戏，因此我们需要添加一点判断，同时由于蛇只能往一个方向走，因此我们需要优化以下代码，不需要每次都调用 set X 和 set Y ，当新值和旧值相同时，我们可以直接返回
set Y(value) {
// 如果新值和旧值相同，则直接返回不再修改
if(this.Y === value){
return;
}
if (value < 0 || value > 290) {
throw new Error('蛇撞墙了')
}
// 移动身体
this.moveBody();
this.head.style.top = value + 'px';
}
当撞墙时，我们抛出一个错误，然后可以在 GameControl 中采用 try...catch 来捕获这个错误，做出指示
try {
this.snake.X = X;
this.snake.Y = Y;
} catch (e: any) {
alert(e.message + 'GAME OVER')
// isLive 设置为 false
this.isLive = false
}
同时结束蛇的生命
9. 掉头检测
由于我们的蛇不能掉头，因此我们需要判断以下用户想反向走时，对这个事件进行处理
我们继续在设置值的函数中添加代码
首先只有一个身体的时候，我们是不需要考虑的，因此我们先要判断是否有第二个蛇身的存在，同时最关键的一点是，这个蛇身的位置是不是和我们即将要行走的 value 值相等
什么意思呢？
在蛇移动的时候，第二节蛇身的位置应该是第一节的位置，蛇头的位置是value 的位置，当蛇头反向时，它的值就会变成第二节身体的位置
画个图好理解一点，圆圈表示蛇头即将到达的位置，右边的方块是蛇头
因此我们添加这段代码，当满足掉头条件时，我们继续让它前进
set Y(value) {
// 有没有第二个身体
if (this.bodies[1] && (this.bodies[1] as HTMLElement).offsetTop === value) {
// 如果掉头，应该继续前进
if (value > this.Y) {
value = this.Y - 10
} else {
value = this.Y + 10
}
}
}
10. 撞身检测
当蛇吃到自己时，需要结束游戏，因此我们需要检测是否吃到自己的身体
我们需要遍历以下蛇身的所有位置，与蛇头的位置进行比较，如果有和蛇头相同的位置，则说明蛇头吃到蛇身了
checkHeadBody() {
// 获取所有的身体，检查是否重叠
for (let i = 1; i < this.bodies.length; i++) {
let bd = this.bodies[i] as HTMLElement
if (this.X === bd.offsetLeft && this.Y === bd.offsetTop) {
throw new Error('撞到自己了')
}
}
}
由于这里我们需要多次类型断言，就提取出来单独断言了
三、总结
整个贪吃蛇游戏的框架就这么多了，在写这篇文章的时候，可以有一些代码篇幅过长，对代码有一点的缩减，可能会影响到阅读或者理解，请见谅
从这个案例中，简单的对 TypeScript 有了一定的认知，但仍然有很多的知识没有被涉及到，感觉这个案例不大行，还需要再练习一下。总的来说，Typescript 相对于 javascipt 来说有很多的限制，这些限制让潜在的未知 bug 都显示了出来，有助于代码的维护同时能够让开发者减少后期找 bug 的苦恼
自己对于 typescript 还有很多未探索的地方，继续努力吧，也欢迎大家提出自己的意见，或者提一点点的建议，让我们一起成长吧！
非常感谢您的阅读，欢迎提出你的意见，有什么问题欢迎指出，谢谢！🎈
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