screeps 系列教程

簡介

在設(shè)計自己的角色系統(tǒng)的時候炼绘，很多人都會被角色越來越多的問題所困擾，本文不討論如何去削減角色的數(shù)量杨何，而是從“發(fā)布成本”的角度出發(fā)，來介紹如何解決這個問題沥邻，并提高角色系統(tǒng)的可維護(hù)性危虱。

本文將會使用到以下概念，如果對其不太了解唐全，可以先閱讀后方的拓展鏈接：

• 原型拓展 - Screeps 淺談游戲中的原型拓展

什么是發(fā)布成本埃跷？

在正式開始前，我們先來簡單了解一下什么是發(fā)布成本，發(fā)布成本可以簡單的理解成 創(chuàng)建一個新角色時要新增的代碼量弥雹。發(fā)布成本越高垃帅，我們就越抗拒在自己的系統(tǒng)里加入新的角色。那么反過來缅糟，假如我們創(chuàng)建一個新角色只需要寥寥十幾行甚至幾行代碼就可以完成挺智，非常簡單的就可以完成新角色的加入，那么不就從根本上 放棄治療 解決問題了么窗宦？

減少發(fā)布成本

如何降低發(fā)布成本赦颇？

降低發(fā)布成本的核心思想就是 將不同角色中的可復(fù)用代碼抽象出來，形成一個新的“平臺”赴涵，而把不可復(fù)用的邏輯代碼整合成統(tǒng)一的配置項媒怯。這樣，在發(fā)布新角色時我們只需復(fù)制配置項模板髓窜，然后填寫其中的可變邏輯即可扇苞。

你或許在游戲的過程中已經(jīng)或多或少的做過了類似的事情，例如將狀態(tài)的更新邏輯封裝成一個函數(shù)寄纵，或是將常用的 creep 方法封裝起來鳖敷。同樣的，本文的主要內(nèi)容就是如何高效的將不可變的邏輯抽象出來程拭，避免大家少走彎路定踱。

《設(shè)計模式》 —— GoF

考慮你的設(shè)計中哪些地方可能變化，這種方式與關(guān)注會導(dǎo)致重新設(shè)計的原因相反恃鞋。它不是考慮什么時候會迫使你的設(shè)計改變崖媚，而是考慮你怎樣才能夠 在不重新設(shè)計的情況下進(jìn)行改變。這里的關(guān)鍵在于封裝發(fā)生變化的概念恤浪，這是許多設(shè)計模式的主題畅哑。

了解 creep 的通用運行模式

在抽象可復(fù)用的代碼之前，我們要先了解 creep 的運行模式水由，通俗點說就是每個 creep 都要執(zhí)行的代碼邏輯荠呐。通過對基本的采集者harvester、升級者upgrader砂客、建筑者builder進(jìn)行觀察直秆，我們不難看出：

creep 運行時通常會在兩個狀態(tài)之間進(jìn)行循環(huán)。

例如鞭盟，我們對 Screeps 基本角色系統(tǒng) 一文中提到的角色進(jìn)行拆分：

但是這并不是全部，例如在開拓者 (在新殖民房間中建造 spawn) 需要先抵達(dá)執(zhí)行房間瑰剃，然后再執(zhí)行建造者的邏輯齿诉。又比如士兵，可能需要在作戰(zhàn)前先獲取強(qiáng)化。所以說：

在某些角色中粤剧，需要執(zhí)行一個額外的準(zhǔn)備階段歇竟。

所以，我們可以整理出如下 creep 生命周期：

creep 生命周期

進(jìn)而抵恋，我們就可以得到如下 creep 生命周期階段的基本結(jié)構(gòu)焕议，這一段只是用作說明，不需要加進(jìn)你的代碼弧关。使用了 typescript 中的接口來描述盅安，如果你沒有用過 typescript 的話，可以參考其中的注釋進(jìn)行理解 ：

/**
 * creep 生命周期階段
 */
interface CreepLifeCycle {
    /**
     * [可選] 準(zhǔn)備階段世囊，接受 creep 并執(zhí)行對應(yīng)的準(zhǔn)備邏輯
     * 根據(jù)其返回值判斷是否準(zhǔn)備完成别瞭，在準(zhǔn)備完成前是不會執(zhí)行下面的 target 和 source 階段的
     */
    prepare?: (creep: Creep) => boolean
    /**
     * [必須] 工作階段，接受 creep 并執(zhí)行對應(yīng)的工作邏輯（例如建造建筑株憾，升級控制器）
     * 在返回 true 時代表所需資源不足蝙寨，將在紫萼個 tick 開始執(zhí)行 source 階段
     */
    target: (creep: Creep) => boolean
    /**
     * [可選] 資源獲取階段，接受 creep 并執(zhí)行對應(yīng)的資源獲取邏輯（例如獲取能量嗤瞎，采集礦物）
     * 在返回 true 時代表能量獲取完成墙歪，將在下個 tick 開始執(zhí)行 target 階段
     */
    source?: (creep: Creep) => boolean
}

注意，這里每個階段的值都是函數(shù)Function贝奇，我們對應(yīng)階段的實際代碼邏輯就包含在這些函數(shù)里虹菲，這樣對于底層架構(gòu)來說，只需要根據(jù) creep 當(dāng)前的狀態(tài)調(diào)用不同的函數(shù)即可弃秆，不需要關(guān)心 creep 的具體工作邏輯是怎樣的届惋。這在軟件設(shè)計上被稱為 關(guān)注點分離。

設(shè)計 creep 運行流程

我們已經(jīng)了解了 creep 的運行模式菠赚，現(xiàn)在來重新設(shè)計一下代碼流程脑豹，使其可以兼容我們的新設(shè)計。

首先衡查，我們要將角色的邏輯整合在一起做成一個函數(shù)瘩欺，這個函數(shù)接受必要的參數(shù)，并返回要執(zhí)行的工作邏輯拌牲，而返回的工作邏輯對象的結(jié)構(gòu)就是上文中的 CreepLifeCycle俱饿。為什么要這么設(shè)計呢？必要的參數(shù)又是什么呢塌忽？

要解答這個問題拍埠，我們先來思考一下在設(shè)計角色邏輯時面臨的最大問題是什么。是的土居，如何獲取自己的操作目標(biāo)枣购。這里的操作目標(biāo)指的是 creep 在工作時要面對的東西嬉探，例如 harvester 要采集的 source。你是不是糾結(jié)了很久如何讓 creep 采集不同的 source棉圈？

在之前的代碼中涩堤，我們的工作邏輯里耦合了太多由 if-else 組成的目標(biāo)獲取代碼，例如根據(jù)某個內(nèi)存字段獲取到不同的 source 對象分瘾。這實際上違反了 單一職責(zé)原則胎围。所以我們現(xiàn)在將這些目標(biāo)獲取代碼拿到外邊，然后通過函數(shù)參數(shù)的形式傳遞給 creep 的工作邏輯德召，工作邏輯不用關(guān)心這些目標(biāo)是怎么來的白魂，直接無腦執(zhí)行即可，這樣就保證了工作函數(shù)的純潔性氏捞。

這個參數(shù)根據(jù)角色的不同也是不一樣的碧聪，例如 harvester 會接受一個 source Id 作為他要采集的能量來源，而 defender 會接受一個房間名作為他要防御的目標(biāo)房間液茎。

接下來我們會在內(nèi)存中創(chuàng)建一個對象來保存這些配置逞姿，并開放一套 api 來對這個配置對象進(jìn)行管理。最后我們會在Creep原型上添加一個 work 方法捆等，將我們上一小節(jié)中的生命周期邏輯存放到其中滞造。這樣只需要遍歷 Game.creeps 并調(diào)用creep.work()即可完成每個 creep 的工作。

具體的流程如下：

代碼流程

實現(xiàn)運行流程

上一小節(jié)是不是看的有些暈栋烤，沒有關(guān)系谒养，接下來接下來我們會把所有的代碼實現(xiàn)出來并一一講解。為了方便理解明郭，這里會按照上面的流程圖 從下往上 進(jìn)行實現(xiàn)买窟。本節(jié)內(nèi)容推薦先在 訓(xùn)練場 中進(jìn)行實驗。

1> 在配置項中定義運行邏輯

首先我們實現(xiàn)最后一步：在配置項中定義運行邏輯薯定，按照上面的CreepLifeCycle實現(xiàn)最簡單的upgrader升級者始绍，新建role.upgrader.js并填入如下內(nèi)容：

/**
 * 升級者配置生成器
 * source: 從指定礦中挖礦
 * target: 將其轉(zhuǎn)移到指定的 roomController 中
 * 
 * @param sourceId 要挖的礦 id
 */
module.exports = sourceId => ({
    // 采集能量礦
    source: creep => {
        const source = Game.getObjectById(sourceId)
        if (creep.harvest(source) == ERR_NOT_IN_RANGE) creep.moveTo(source)

        // 自己身上的能量裝滿了，返回 true（切換至 target 階段）
        return creep.store.getFreeCapacity() <= 0
    },
    // 升級控制器
    target: creep => {
        const controller = creep.room.controller
        if (creep.upgradeController(controller) == ERR_NOT_IN_RANGE) creep.moveTo(controller)

        // 自己身上的能量沒有了话侄，返回 true（切換至 source 階段）
        return creep.store[RESOURCE_ENERGY] <= 0
    }
})

可以看到我們用非常少的代碼就實現(xiàn)了升級者的邏輯亏推。當(dāng)然這里并不能直接運行，稍后我們會繼續(xù)進(jìn)行完善年堆。

這里先簡單介紹一下這段代碼吞杭，可以看到最外層我們用module.exports和箭頭函數(shù)導(dǎo)出了一個函數(shù)，這個函數(shù) 接收一個能量礦的 id 变丧，并返回升級者的工作邏輯芽狗，這里返回的工作邏輯對象就是上文中的 CreepLifeCycle。稍后我們會使用這個函數(shù)快捷的生成一個升級者痒蓬。而由于升級者不需要準(zhǔn)備階段童擎，所以我們省略了prepare階段的實現(xiàn)曼月。

值得注意的是 source 和 target 方法的返回值，最終的框架會根據(jù)其返回值決定是否要切換至另一個階段柔昼。

2> 創(chuàng)建 creep 管理 api

ok，接下來我們來創(chuàng)建一個全局模塊炎辨，這個模塊將負(fù)責(zé) creep 的增刪捕透。新增文件 creepApi.js 并填入如下內(nèi)容：

global.creepApi = {
    /**
     * 新增 creep 配置項
     * @param configName 配置項名稱
     * @param role 該 creep 的角色
     * @param args creep 的工作參數(shù)
     */
    add(configName, role, ...args) {
        if (!Memory.creepConfigs) Memory.creepConfigs = {}
        Memory.creepConfigs[configName] = { role, args }
        
        return `${configName} 配置項已更新：[角色] ${role} [工作參數(shù)] ${args}`
    },
    /**
     * 移除指定 creep 配置項
     * @param configName 要移除的配置項名稱
     */
    remove(configName) {
        delete Memory.creepConfigs[configName]
        return `${configName} 配置項已移除`
    },
    /**
     * 獲取 creep 配置項
     * @param configName 要獲取的配置項名稱
     * @returns 對應(yīng)的配置項，若不存在則返回 undefined
     */
    get(configName) {
        if (!Memory.creepConfigs) return undefined
        return Memory.creepConfigs[configName]
    }
}

這個模塊一共暴露了三個方法碴萧，分別用于添加 creep 配置乙嘀、移除配置以及獲取配置，非常的簡單破喻。注意其中使用了 es6 的 解構(gòu)操作符 ... 來讓代碼更加精簡虎谢。

好了，現(xiàn)在我們已經(jīng)有了配置工具曹质，接下來我們將拓展 Creep 原型婴噩，讓 creep 們可以從自己持有的配置中明白需要做什么。

4> 進(jìn)行 Creep 拓展

首先新建mount.creep.js羽德，并填入如下內(nèi)容：

/**
 * 引入 creep 配置項
 * 其鍵為角色名（role）几莽，其值為對應(yīng)角色的邏輯生成函數(shù)
 */
const roles = {
    upgrader: require('role.upgrader.js')
}

// 添加 work 方法
Creep.prototype.work = function() {

    // ------------------------ 第一步：獲取 creep 執(zhí)行邏輯 ------------------------

    // 獲取對應(yīng)配置項
    const creepConfig = creepApi.get(this.memory.configName)
    // 檢查 creep 內(nèi)存中的配置是否存在
    if (!creepConfig) {
        console.log(`creep ${this.name} 攜帶了一個無效的配置項 ${this.memory.configName}`)
        this.say('找不到配置！')
        return 
    }
    const creepLogic = roles[creepConfig.role](...creepConfig.args)

    // ------------------------ 第二步：執(zhí)行 creep 準(zhǔn)備階段 ------------------------

    // 沒準(zhǔn)備的時候就執(zhí)行準(zhǔn)備階段
    if (!this.memory.ready) {
        // 有準(zhǔn)備階段配置則執(zhí)行
        if (creepLogic.prepare) {
            this.memory.ready = creepLogic.prepare(this)
        }
        // 沒有就直接準(zhǔn)備完成
        else this.memory.ready = true
        return
    }

    // ------------------------ 第三步：執(zhí)行 creep 工作階段 ------------------------

    let stateChange = true
    // 執(zhí)行對應(yīng)階段
    // 階段執(zhí)行結(jié)果返回 true 就說明需要更換 working 狀態(tài)
    if (this.memory.working) {
        if (creepLogic.target) stateChange = creepLogic.target(this)
    }
    else {
        if (creepLogic.source) stateChange = creepLogic.source(this)
    }

    // 狀態(tài)變化了就切換工作階段
    if (stateChange) this.memory.working = !this.memory.working
}

這一段代碼比較長宅静，我們來詳細(xì)介紹一下章蚣，首先我們引入了 role.upgrader.js 并將其放在一個對象 roles 中，這個對象包含了我們所有的角色姨夹，后期我們新增了角色的話需要添加到這里纤垂。

然后我們通過修改 Creep 原型的方式為所有的 creep 都添加了 work 方法，這個方法中包含的內(nèi)容就是我們在一開始提到的 “基礎(chǔ)框架”磷账。其中一共包含了三部分峭沦，上面已經(jīng)通過注釋形式標(biāo)注了起來，分別是：

• 獲取工作邏輯：通過 creep 內(nèi)存中保存的 configName 字段借助 creepApi 獲取對應(yīng)的配置項够颠。

• 執(zhí)行準(zhǔn)備階段：檢查 creep 內(nèi)存中的 ready 字段熙侍，如果不為 true 的話則說明 creep 還沒準(zhǔn)備好，去執(zhí)行準(zhǔn)備階段履磨。在準(zhǔn)備完成前不會執(zhí)行下面的工作階段蛉抓。

• 執(zhí)行工作階段：狀態(tài)機(jī)，檢查 creep 內(nèi)存中的 working 字段剃诅，如果為 true 則執(zhí)行 target 階段巷送，為 false 就執(zhí)行 source 階段，并根據(jù)這兩個階段的返回值決定要不要切換狀態(tài)矛辕。

你可以通過下面這張圖理解 creep 是如何找到自己要執(zhí)行的代碼的：

5> 掛載拓展并調(diào)用 creep

ok笑跛，現(xiàn)在我們已經(jīng)完成了全部的準(zhǔn)備工作付魔，接下來只需要把他們實裝即可，在main.js里填寫如下代碼:

// 掛載 creep 管理模塊
require('creepApi.js')
// 掛載 creep 拓展
require('mount.creep.js')

module.exports.loop = function() {
    // 遍歷所有 creep 并執(zhí)行上文中拓展的 work 方法
    Object.values(Game.creeps).forEach(creep => creep.work())
}

現(xiàn)在我們就可以來進(jìn)行測試了飞蹂，首先執(zhí)行如下代碼來孵化一個 creep：

// 注意修改其中的 spawn 名稱
Game.spawns.Spawn1.spawnCreep([WORK, CARRY, MOVE], 'firstUpgrader', { memory: { configName: 'upgrader1' }})

有一點和官方教程不同的是几苍，在 creep 內(nèi)存中保存了 configName: upgrader1 而不是 role: upgrader，因為在這個架構(gòu)里陈哑，不同的升級者的配置是不同的（例如 upgrader1 會去能量礦 A妻坝，而 upgrader2 會去能量礦 B ），所以我們要通過upgrader1來找到其對應(yīng)的配置項惊窖。

在他孵化完成后你可以看到它在嚷嚷著找不到配置項刽宪，這是因為我們給他內(nèi)存中設(shè)置的配置 upgrader1 并不存在，接下來我們在控制臺執(zhí)行如下代碼來新建這個配置：

// 注意把第三個參數(shù)改成房間中存在的 source id
creepApi.add('upgrader1', 'upgrader', '5bbcaa7d9099fc012e631786')

現(xiàn)在我們就能看到 creep 已經(jīng)開始執(zhí)行他的升級任務(wù)了界酒！

NICE

這行代碼的意思就是新增配置項 upgrader1圣拄，指定角色為 upgrader，將采集對應(yīng) source 中的能量并升級 controller毁欣，是不是非常簡單庇谆。你可以將上面的 source id 換成房間內(nèi)的另一個 source，然后再執(zhí)行一遍署辉，然后就可以看到 creep 迅速的響應(yīng)了我們的變更族铆。

你也可以在控制臺執(zhí)行下面的代碼來刪除配置項，刪除后 creep 將會重新變?yōu)橐粋€無頭蒼蠅：

creepApi.remove('upgrader1')

也就是說哭尝，我們只需要使用 creepApi 對配置項進(jìn)行控制哥攘，就可以靈活的指導(dǎo) creep 的行為邏輯。而不用關(guān)系其他角色細(xì)節(jié)材鹦，即下圖所示：

和其他模塊進(jìn)行對接

這里為了簡單起見逝淹，我們手動創(chuàng)建了 creep 的配置項，如果你還是個新手的話桶唐，推薦你先以這種形式手動調(diào)整房間的運營單位來積累經(jīng)驗栅葡，在你對游戲的了解有所深入之后，你可以嘗試結(jié)合自己的 spawn 孵化模塊和 creep 數(shù)量控制模塊來動態(tài)的調(diào)用 creepApi 進(jìn)行 creep 增刪 以達(dá)到動態(tài)調(diào)整運營單位的目的尤泽，調(diào)用方式和上面控制臺命令完全一致欣簇，這里不再過多深入。

寫在最后

本文中提到的框架并不復(fù)雜坯约，只有兩個需要注意的點：

• source 和 target 生命周期階段會根據(jù)函數(shù)的返回值（是否為 true）決定下個 tick 是否要切換為另一個階段熊咽。
• creepApi 是指導(dǎo) creep 工作的核心工具。通過其他模塊調(diào)用 creepApi闹丐，可以完成各種各樣的 creep 工作横殴。

如果你對上面提到的代碼還有不了解的地方，推薦把上面的 設(shè)計 creep 運行流程 小節(jié)多讀幾次卿拴。接下來提幾點可以優(yōu)化的地方衫仑，你可以酌情考慮升級：

• 添加 isNeed 階段：上面配置項只能滿足那些會一直生成的 creep 發(fā)布梨与，而元素礦采集單位和房間守衛(wèi)這種有可能很長時間都不會孵化的單位該怎么辦呢？通過添加額外的 isNeed 階段文狱，并在 spawn 孵化前進(jìn)行檢查粥鞋，這樣就可以決定是否要重新孵化某個單位。
• 在配置項中添加 body 函數(shù)：creep 在不同時期的體型是會發(fā)生改變的瞄崇，我們可以在配置中添加一個 body 函數(shù)陷虎，這個函數(shù)會在孵化時由 spawn 調(diào)用，并將函數(shù)的返回值作為要孵化 creep 的 body 體型杠袱，由此來提高角色的內(nèi)聚性。

如果你不知道如何著手進(jìn)行修改的話窝稿，可以參考我的 Screeps 項目 HoPGoldy/my-screeps-ai楣富。以上就是本文的全部內(nèi)容了，了解更多 Screeps 的中文教程伴榔？歡迎訪問 Screeps - 中文系列教程纹蝴！