安卓小游戏：小板弹球

前言

这个是通过自定义View实现小游戏的第三篇，是小时候玩的那种五块钱的游戏机上的，和俄罗斯方块很像，小时候觉得很有意思，就模仿了一下。

需求

这里的逻辑就是板能把球弹起来，球在碰撞的时候能把顶部的目标打掉，当板没有挡住球，掉到了屏幕下面，游戏就结束了。核心思想如下：

1，载入配置，读取游戏信息、配置及掩图
2，启动游戏控制逻辑，球体碰到东西有反弹效果
3，手势控制板的左右移动

效果图

效果图已经把游戏的逻辑玩出来了，大致就是这么个玩法，就是我感觉这不像一个游戏，因为小球的初始方向就决定了游戏结果，也许我应该把板的速度和球的方向结合起来，创造不一样。

代码

import android.annotation.SuppressLint
import android.app.AlertDialog
import android.content.Context
import android.graphics.Bitmap
import android.graphics.Canvas
import android.graphics.Color
import android.graphics.Paint
import android.graphics.drawable.Drawable
import android.os.Handler
import android.os.Looper
import android.os.Message
import android.util.AttributeSet
import android.view.MotionEvent
import android.view.View
import com.silencefly96.module_views.R
import java.lang.ref.WeakReference
import kotlin.math.*/*** 弹球游戏view** 1，载入配置，读取游戏信息、配置及掩图* 2，启动游戏控制逻辑，球体碰到东西有反弹效果* 3，手势控制板的左右移动** @author silence* @date 2023-02-08*/
class BombBallGameView @JvmOverloads constructor(context: Context,attrs: AttributeSet? = null,defStyleAttr: Int = 0
): View(context, attrs, defStyleAttr) {companion object {// 游戏更新间隔，一秒20次const val GAME_FLUSH_TIME = 50L// 目标移动距离const val TARGET_MOVE_DISTANCE = 20// 距离计算公式fun getDistance(x1: Int, y1: Int, x2: Int, y2: Int): Float {return sqrt(((x1 - x2).toDouble().pow(2.0)+ (y1 - y2).toDouble().pow(2.0)).toFloat())}// 两点连线角度计算, (x1, y1) 为起点fun getDegree(x1: Float, y1: Float, x2: Float, y2: Float): Double {// 弧度val radians = atan2(y1 - y2, x1 - x2).toDouble()// 从弧度转换成角度return Math.toDegrees(radians)}}// 板的长度private val mLength: Int// 行的数量、间距private val rowNumb: Intprivate var rowDelta = 0// 列的数量、间距private val colNumb: Intprivate var colDelta = 0// 球的掩图private val mBallMask: Bitmap?// 目标的掩图private val mTargetMask: Bitmap?// 目标的原始配置private val mTargetConfigList = ArrayList<Sprite>()// 目标的集合private val mTargetList = ArrayList<Sprite>()// 球private val mBall = Sprite(0, 0, 0f)// 板private val mBoard = Sprite(0, 0, 0f)// 游戏控制器private val mGameController = GameController(this)// 上一个触摸点X的坐标private var mLastX = 0f// 画笔private val mPaint = Paint().apply {color = Color.WHITEstrokeWidth = 10fstyle = Paint.Style.STROKEflags = Paint.ANTI_ALIAS_FLAGtextAlign = Paint.Align.CENTERtextSize = 30f}init {// 读取配置val typedArray = context.obtainStyledAttributes(attrs, R.styleable.BombBallGameView)mLength = typedArray.getInteger(R.styleable.BombBallGameView_length, 300)rowNumb = typedArray.getInteger(R.styleable.BombBallGameView_row, 30)colNumb = typedArray.getInteger(R.styleable.BombBallGameView_col, 20)// 球的掩图var drawable = typedArray.getDrawable(R.styleable.BombBallGameView_ballMask)mBallMask = if (drawable != null) drawableToBitmap(drawable) else null// 目标的掩图drawable = typedArray.getDrawable(R.styleable.BombBallGameView_targetMask)mTargetMask = if (drawable != null) drawableToBitmap(drawable) else null// 读取目标的布局配置val configId = typedArray.getResourceId(R.styleable.BombBallGameView_targetConfig, -1)if (configId != -1) {getTargetConfig(configId)}typedArray.recycle()}private fun drawableToBitmap(drawable: Drawable): Bitmap? {val w = drawable.intrinsicWidthval h = drawable.intrinsicHeightval config = Bitmap.Config.ARGB_8888val bitmap = Bitmap.createBitmap(w, h, config)//注意，下面三行代码要用到，否则在View或者SurfaceView里的canvas.drawBitmap会看不到图val canvas = Canvas(bitmap)drawable.setBounds(0, 0, w, h)drawable.draw(canvas)return bitmap}private fun getTargetConfig(configId: Int) {val array = resources.getStringArray(configId)try {for (str in array) {// 取出坐标val pos = str.substring(1, str.length - 1).split(",")val x = pos[0].trim().toInt()val y = pos[1].trim().toInt()mTargetConfigList.add(Sprite(x, y, 0f))}}catch (e : Exception) {e.printStackTrace()}// 填入游戏的listmTargetList.clear()mTargetList.addAll(mTargetConfigList)}override fun onSizeChanged(w: Int, h: Int, oldw: Int, oldh: Int) {super.onSizeChanged(w, h, oldw, oldh)// 开始游戏load()}// 加载private fun load() {mGameController.removeMessages(0)// 设置网格rowDelta = height / rowNumbcolDelta = width / colNumb// 设置球，随机朝下的方向mBall.posX = width / 2mBall.posY = height / 2mBall.degree = (Math.random() * 180 + 180).toFloat()// 设置板mBoard.posX = width / 2mBoard.posY = height - 50// 将目标集合中的坐标改为实际坐标for (target in mTargetList) {val exactX = target.posY * colDelta + colDelta / 2val exactY = target.posX * rowDelta + rowDelta / 2target.posX = exactXtarget.posY = exactY}mGameController.sendEmptyMessageDelayed(0, GAME_FLUSH_TIME)}// 重新加载private fun reload() {mGameController.removeMessages(0)// 重置mTargetList.clear()mTargetList.addAll(mTargetConfigList)mGameController.isGameOver = false// 设置球，随机朝下的方向，注意：因为Y轴朝下应该是180度以内mBall.posX = width / 2mBall.posY = height / 2mBall.degree = (Math.random() * 180 + 180).toFloat()// 设置板mBoard.posX = width / 2mBoard.posY = height - 50// 由于mTargetConfigList内对象被load修改了，清空并不影响对象，不需要再转换了mGameController.sendEmptyMessageDelayed(0, GAME_FLUSH_TIME)}override fun onDraw(canvas: Canvas) {super.onDraw(canvas)// 绘制网格mPaint.strokeWidth = 1ffor (i in 0..rowNumb) {canvas.drawLine(0f, rowDelta * i.toFloat(),width.toFloat(), rowDelta * i.toFloat(), mPaint)}for (i in 0..colNumb) {canvas.drawLine(colDelta * i.toFloat(), 0f,colDelta * i.toFloat(), height.toFloat(), mPaint)}mPaint.strokeWidth = 10f// 绘制板canvas.drawLine(mBoard.posX - mLength / 2f, mBoard.posY.toFloat(),mBoard.posX + mLength / 2f, mBoard.posY.toFloat(), mPaint)// 绘制球canvas.drawBitmap(mBallMask!!, mBall.posX - mBallMask.width / 2f,mBall.posY - mBallMask.height / 2f, mPaint)// 绘制目标物for (target in mTargetList) {canvas.drawBitmap(mTargetMask!!, target.posX - mTargetMask.width / 2f,target.posY - mTargetMask.height / 2f, mPaint)}}@SuppressLint("ClickableViewAccessibility")override fun onTouchEvent(event: MotionEvent): Boolean {when(event.action) {MotionEvent.ACTION_DOWN -> {mLastX = event.x}MotionEvent.ACTION_MOVE -> {val len = event.x - mLastXval preX = mBoard.posX + lenif (preX > mLength / 2 && preX < (width - mLength / 2)) {mBoard.posX += len.toInt()invalidate()}mLastX = event.x}MotionEvent.ACTION_UP -> {}}return true}private fun gameOver() {AlertDialog.Builder(context).setTitle("继续游戏").setMessage("请点击确认继续游戏").setPositiveButton("确认") { _, _ -> reload() }.setNegativeButton("取消", null).create().show()}// kotlin自动编译为Java静态类，控件引用使用弱引用class GameController(view: BombBallGameView): Handler(Looper.getMainLooper()){// 控件引用private val mRef: WeakReference<BombBallGameView> = WeakReference(view)// 游戏结束标志internal var isGameOver = falseoverride fun handleMessage(msg: Message) {mRef.get()?.let { gameView ->// 移动球val radian = Math.toRadians(gameView.mBall.degree.toDouble())val deltaX = (TARGET_MOVE_DISTANCE * cos(radian)).toInt()val deltaY = (TARGET_MOVE_DISTANCE * sin(radian)).toInt()gameView.mBall.posX += deltaXgameView.mBall.posY += deltaY// 检查反弹碰撞checkRebound(gameView)// 球和目标的碰撞val iterator = gameView.mTargetList.iterator()while (iterator.hasNext()) {val target = iterator.next()if (checkCollision(gameView.mBall, target,gameView.mBallMask!!, gameView.mTargetMask!!)) {// 与目标碰撞，移除该目标并修改球的方向iterator.remove()collide(gameView.mBall, target)break}}// 循环发送消息，刷新页面gameView.invalidate()if (!isGameOver) {gameView.mGameController.sendEmptyMessageDelayed(0, GAME_FLUSH_TIME)}else {gameView.gameOver()}}}// 检测碰撞private fun checkCollision(s1: Sprite, s2: Sprite, mask1: Bitmap, mask2: Bitmap): Boolean {// 选较长边的一半作为碰撞半径val len1 = if(mask1.width > mask1.height) mask1.width / 2f else mask1.height / 2fval len2 = if(mask2.width > mask2.height) mask2.width / 2f else mask2.height / 2freturn getDistance(s1.posX, s1.posY, s2.posX, s2.posY) <= (len1 + len2)}// 击中目标时获取反弹角度,角度以两球圆心连线对称并加180度private fun collide(ball: Sprite, target: Sprite) {// 圆心连线角度，注意向量方向，球的方向向上，连线以球为起点val lineDegree = getDegree(ball.posX.toFloat(), ball.posY.toFloat(),target.posX.toFloat(), target.posY.toFloat())val deltaDegree = abs(lineDegree - ball.degree)ball.degree += if(lineDegree > ball.degree) {2 * deltaDegree.toFloat() + 180}else {-2 * deltaDegree.toFloat() + 180}}// 击中边缘或者板时反弹角度,反射角度和法线对称，方向相反private fun checkRebound(gameView: BombBallGameView) {val ball = gameView.mBallval board = gameView.mBoard// 左边边缘，法线取同向的180度if (ball.posX <= 0) {val deltaDegree = abs(180 - ball.degree)ball.degree += if (ball.degree < 180)  {2 * deltaDegree - 180}else {-2 * deltaDegree - 180}// 右边边缘}else if (ball.posX >= gameView.width) {val deltaDegree: Floatball.degree += if (ball.degree < 180)  {deltaDegree = ball.degree - 0-2 * deltaDegree + 180}else {deltaDegree = 360 - ball.degree2 * deltaDegree - 180}// 上边边缘}else if(ball.posY <= 0) {val deltaDegree = abs(90 - ball.degree)ball.degree += if (ball.degree < 90)  {2 * deltaDegree + 180}else {-2 * deltaDegree + 180}// 和板碰撞，因为移动距离的关系y不能完全相等}else if (ball.posY + gameView.mBallMask!!.height / 2 >= board.posY) {// 板内if (abs(ball.posX - board.posX) <= gameView.mLength / 2){val deltaDegree = abs(270 - ball.degree)ball.degree += if (ball.degree < 270)  {2 * deltaDegree - 180}else {-2 * deltaDegree - 180}}else {isGameOver = true}}}}// 圆心坐标，角度方向（degree，对应弧度radian）data class Sprite(var posX: Int, var posY: Int, var degree: Float)/*** 供外部回收资源*/fun recycle()  {mBallMask?.recycle()mTargetMask?.recycle()mGameController.removeMessages(0)}
}

对应style配置，这里rowNunb不能用了，和上个贪吃蛇游戏冲突了，不能用一样的名称。游戏数据的数组我也写在这里了，实际应该分开写的，但是小游戏而已，就这样吧！

res -> values -> bomb_ball_game_view_style.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<resources><declare-styleable name="BombBallGameView"><attr name="length" format="integer"/><attr name="row" format="integer"/><attr name="col" format="integer"/><attr name="ballMask" format="reference"/><attr name="targetMask" format="reference"/><attr name="targetConfig" format="reference"/></declare-styleable><string-array name="BombBallGameConfig"><item>(0,5)</item><item>(0,6)</item><item>(0,7)</item><item>(0,8)</item><item>(0,9)</item><item>(0,10)</item><item>(0,11)</item><item>(0,12)</item><item>(0,13)</item><item>(0,14)</item><item>(1,3)</item><item>(1,5)</item><item>(1,7)</item><item>(1,9)</item><item>(1,11)</item><item>(1,13)</item><item>(1,15)</item></string-array>
</resources>

掩图也还是从Android Studio里面的vector image来的，我觉得还阔以。

res -> drawable -> ic_circle.xml

<vector android:height="24dp" android:tint="#6F6A6A"android:viewportHeight="24" android:viewportWidth="24"android:width="24dp" xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"><path android:fillColor="@android:color/white" android:pathData="M12,2C6.48,2 2,6.48 2,12s4.48,10 10,10 10,-4.48 10,-10S17.52,2 12,2zM17,13h-4v4h-2v-4L7,13v-2h4L11,7h2v4h4v2z"/>
</vector>

res -> drawable -> ic_target.xml

<vector android:height="24dp" android:tint="#6F6A6A"android:viewportHeight="24" android:viewportWidth="24"android:width="24dp" xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"><path android:fillColor="@android:color/white" android:pathData="M12,2C6.48,2 2,6.48 2,12s4.48,10 10,10 10,-4.48 10,-10S17.52,2 12,2zM17,13h-4v4h-2v-4L7,13v-2h4L11,7h2v4h4v2z"/>
</vector>

layout也说一下，前面都没写layout，这里用到了字符串数组，说下吧

    <com.silencefly96.module_views.game.BombBallGameViewandroid:id="@+id/gamaView"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="match_parent"android:background="@color/black"app:ballMask="@drawable/ic_circle"app:targetMask="@drawable/ic_target"app:targetConfig="@array/BombBallGameConfig"/>

主要问题

下面简单讲讲吧，主要结构和前面游戏没什么变化，就是游戏逻辑变得复杂了很多。

资源加载

和前面一样，资源加载就是从styleable配置里面读取设置，这里需要额外说明的就是目标的配置文件了。

这里顶部目标是通过外部的配置文件来设置的，接受的是一个字符串数组的资源id，我这保存在下面：

res -> values -> bomb_ball_game_view_style.xml -> BombBallGameConfig

结构是一个坐标，需要注意的是要配合row和col使用（行数和列数），第一个数字表示第几行，第二个数字表示第几列。

<item>(0,5)</item>

读取的时候是把行标和列标读到了Sprite的posX和posY里面，这里是错误的，当时在init读取的时候无法获得控件的宽高，所以暂时先存放下，在onMeasuer -> onSizeChanged得到宽高之后，在load中对数据进行处理，mTargetList（游戏操作的列表）和mTargetConfigList（原始数据列表）都保存的是读取到的配置对象，即使mTargetList清空了，配置对象不变，依然保存在mTargetConfigList，这里要分清，不然reload的时候再处理就大错特错了。

板的移动

这里叫板，实际是通过paint画出来的线，只是设置的strokeWidth比较粗而已。移动的时候在onTouchEvent的ACTION_MOVE事件中更新板的坐标，在onDraw会以它的坐标和长度绘制成“板”。

球对四周的反弹

球的数据保存在Sprite对象里面，里面保存了三个变量，坐标以及方向。球在四个边的反弹（板实际就是下边），类似光的反射，找到反射面以及反射的法线，再以法线对称就得到反射路线了。实际操作上，先获取入射方向与法线夹角的绝对值，对称到法线另一边，再旋转180度掉头，就能得到出射方向了。

当然计算的时候要根据实际情况计算，尤其是0度和360度作为法线时。

球和目标的碰撞时的反射

球和目标的碰撞就不说了，很简单，计算下两个中心的距离就行了。这里说下碰撞后的反射问题，和上面在四周的反射类似，这里也是要通过反射面和法线来决定，实际上法线就是两个圆心的连线，而且小球和目标碰撞时，方向只会向上，所以取小球中心为起点，目标中心为中点，得到法线向量，再去计算角度就很简单了。

球的初始随机方向问题

球的初始随机方向我是想让它向上的，那应该生成哪个范围的角度呢？我们上学的时候X轴向右，Y轴向上，上半部分角度时[0, 180]，那这时候U轴向下了，角度范围呢？答案很简单了，就是[180, 360]，上面碰撞的代码实际是我以默认上半区为[0, 180]的时候写的，实际也无需修改，因为只是坐标轴对称了，逻辑并没对称。