[前言]

好久沒寫點自己覺的有內容的東西了... 最近 code 寫的少,實在沒有什麼了不起的新技術可以分享,而 thread 那種 "古典" 計算機科學的東西也寫的差不多了.. 就懶了起來。

雖然沒新技術好寫,不過老狗玩的把戲還是能榨出點渣的... 很多人都熟新技術,可以寫出很炫的程式,不過也常看到程式的結構真的是亂搞一通的... 所以我打算寫些 [設計案例] 的文章,舉一些我實作過的案例,說明什麼樣的問題可以用什麼方式或技術來解決。其實我想寫的就是像 design patterns 那類的東西,只不過我程度還差的遠,只能稱作 "案例" ... Orz

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最近 facebook 上有一些小遊戲,不知道在紅什麼... 突然間大家都在玩,就都是些模擬遊戲,像是開心農場、My FishBowl … 之類的,你要在裡面種東西或養魚,條件充足就會長大,收成等等... 然後透過 Facebook API 可以跟別人互動的遊戲。看到這類的 GAME,不禁想起過去在唸書時,幾個經典的作業題目,其中一個 [生命遊戲] (Game of Life) 就是這種 GAME 的始祖...

在 Wiki 找的到這段介紹:

http://zh.wikipedia.org/zh-hk/%E7%94%9F%E5%91%BD%E6%B8%B8%E6%88%8F

生命遊戲(Game of Life),又稱生命棋,是英國數學家約翰·何頓·康威(John Horton Conway)在1970年發明的細胞自動機(cellular automaton,也翻譯成「格狀自動機」)。

它最初於1970年10月在《科學美國人》(Scientific American)雜誌中馬丁·葛登能(Martin Gardner)的「數學遊戲」專欄出現。

1970… 我還沒出生... Orz, 不過, 這麼一個古老經典的問題,找的到一大堆範例程式,或是作業解答。清一色是用 C 這類配的上它的年紀的程式語言寫的,就算有 JAVA 版,大概也是換湯不換藥... 這四十年程式語言及軟體技術的進步,寫這種程式總該有點改變吧?

這篇我想寫的,就是這樣的問題,配合現在的 .NET / C#,能怎麼寫它? 這年代的軟體開發技術,對這種古典的程式能發揮什麼效益?

(警告: 剛好要交作業的人,可千萬別用我的方法交出去啊... 你的助教看不懂可能會給你零分...)

先找個範例來看看... 為了不讓過多的畫面處理程式碼,干擾到主程式的架構,我特地找了兩個 console based 的範例:

Java 版:
http://tw.myblog.yahoo.com/dust512/article?mid=25&prev=28&next=-1

多語言版 (C, Java, Python, Scala):
http://caterpillar.onlyfun.net/Gossip/AlgorithmGossip/LifeGame.htm

這... 這就是典型的 "Java 版 C 程式碼" 的範例... 用 Java 來寫只寫這樣,有點用牛刀的感覺... 新的開發環境強調這幾項:

  1. 物件導向 (封裝,多型,動態連結... etc)
  2. 多執行緒
  3. 其它語言特色 (這次會講到的是 yield return)

這些技術怎麼套進這程式? 先來看看這遊戲有幾個障礙要克服吧。遊戲的規則簡單明瞭,借轉貼上面第二個範例的說明:

生命遊戲(game of life)為1970年由英國數學家J. H. Conway所提出,某一細胞的鄰居包括上、下、左、右、左上、左下、右上與右下相鄰之細胞,遊戲規則如下:

  1. 孤單死亡:如果細胞的鄰居小於一個,則該細胞在下一次狀態將死亡。
  2. 擁擠死亡:如果細胞的鄰居在四個以上,則該細胞在下一次狀態將死亡。
  3. 穩定:如果細胞的鄰居為二個或三個,則下一次狀態為穩定存活。
  4. 復活:如果某位置原無細胞存活,而該位置的鄰居為三個,則該位置將復活一細胞。

以前我最討厭寫這種程式了,這種程式寫起來就跟 Regexp 一樣,是 "write only” 的 code… 怎麼說? 程式寫好後,可能自己都看不懂了,因為邏輯被切的亂七八糟... GAME 裡可能同時有好幾個細胞,每個都有獨立的規則,不過程式卻是一個主迴圈,每次執行每個細胞的一小段邏輯... 程式的流程就這樣被切碎了... 我打算用C#的 yield return, 解決這邏輯破碎的問題。

第二個障礙,就是這類程式,某種程度都是隨著時間的進行而跑的,比如上面的條件都是 "下一次狀態" … 把每次狀態改變定義一個時間 (比如一秒),這就是個 realtime 的模擬程式了。如果有的細胞是一秒改變一次狀態,有的是兩秒,有的是五秒... 那就傷腦筋了... 你的程式會被切的更破碎... 這些每種細胞特殊的部份,我打算用 OOP 的多型來解決。

最後,這種很明顯是 "並行" 的問題,照道理來說,用多執行緒是最適合的了。不過隨便也有成千上萬個 "細胞" 在成長,每個都來一個 thread 養它,再高級的 server 都撐不住吧? 這邊會來探討一下,怎麼用執行緒相關的技巧,來解決這問題。

 

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寫到這裡,突然覺的這題目好大... Orz, 搞不好這幾篇要撐幾個月才寫的完... 至少有個題材好寫,等到我生出第一個 sample code, 就會有下一篇了... 如果有同好也想試試看的,也歡迎分享看看你的 code… 只不過我沒像 darkthread 有本錢提供獎品... 哈哈 :D






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