在繼續下去之前,先來講一下,我希望讓這個 "生命遊戲" 程式,發展到什麼程度吧。其實前面四篇都還只是基礎入門,跟準備動作而已,接下來才開始會有些有趣的。
我希望這系列文章寫完後,這個程式要能扮演一個真正可運作的 Matrix … 沒錯,就是像電影駭客任務裡的母體一樣,這個程式會變成 Matrix 的主要架構,而各式各樣的 "生物" 可以在這個虛擬世界裡生活。為了讓它真的跑的動,所以前幾篇提到的效能問題,執行緒問題,就不能不考慮。為了讓這個虛擬世界能更擬真一點,它至少要是個依時間驅動的模式,而不是像 "生命遊戲" 最早定義的回合制,因此這個問題也要在基本架構裡解決掉。
這些 "生物" 那裡來? 當然是大家來開發 :D 最終目標是要把這 Matrix 建起來,讓各位的生物可以放進來互相較勁一番... 因此先替這些程式 (生物) 抽像化,定義好它跟世界,及跟其它生物之間互動的規格 (就是下篇 "抽像化 / 多型" 要說的) 就是必要的工作之一了。替生命定義好抽像化介面之後,就可以開始衍生出各種不同的生命型態,一起加入這個虛擬世界,因此繼承、多型的技術就派上用場了。
生命是會演化的,當世界上真的演化出一種新的生命型態時,整個世界可以 "安裝" 好新的生命型態,然後全部存檔,重新啟動嗎? 當然不行... 因此如何 "動態" 的加入新的生命型態,如何不停止 GameHost 的前提下,由新的 Assembly 載入 Class (再下篇要說明的 "動態載入"),也是必需克服的技術之一。
這幾個階段及目標,就是我這一系列文章想要做到的。聽起來好像很有趣,可是卻又沒什麼實際的用途... Orz, 沒辦法,我就是喜歡寫這類要動點腦筋的程式,即使畫面一點都不炫也沒關係... 平常工作就不大有機會寫這種程式了,加上現在又只剩一張嘴...。
如果順利的發展,我倒是有個打算,這個 GameHost 成形之後,我打算定些基本的規則,比如土地上會有一定的機率及規則,長出草 (食物) 來。而這世界有各種不同的生物 (EX: 羊),需要靠這世界上的資源維持生命。到時大家可以把自己創造的 "羊" 一起放到這個世界內,看看執行了一陣子之後,誰設計的 "品種" 比較好,最後可以一代一代的繁衍下來...。
想的很美好,不過我不像 darkthread 可以替最後優勝的造物者提供獎品.. Orz.. 未來的設計藍圖就先規劃到這裡。在繼續下去之前,我把程式重新整理了一下,有興趣的人可以下載回去。這份程式碼跟 #4 的功能結構是一樣的,只不過整個架構都作過重整,變數等命名也調整過了,是為了往後說明相關物件技術時,不會被這些從 #1 ~ #4 改的支離破碎的程式碼干擾...
嗯,講了一堆廢話,結論就是: 敬請期待續集 :D 哈哈...
下載重整過的程式碼:
原本這篇不講執行緒,要直接跳到 OOP 多型的應用... 不過看一看 #3 自己寫的程式,實在有點看不下去... 30x30 的大小,程式跑起來就看到 903 條執行緒在那邊跑... 而看一下 CPU usage, 只有 5% 不到... 這實在不是很好看的實作範例,如果這是線上遊戲的 SERVER 程式,裡面的每個人,每個怪物等等都用一條專用的執行緒在控制他的行為的話,我看這遊戲不用太多人玩,SERVER 就掛掉了吧! 因此要繼續更貼近實際的生命模擬遊戲前,我們先來解決效能的問題,所以多安插了這篇進來 :D 前一篇 (#3) 的主題是把生命的進行,從被動的在固定時間被喚醒 (callback) 的作法,改成主動的在指定時間執行 (execute)。 想也知道,現實世界的生物都是 "主動" 的,後面的作法比較符合 OOP 的 "模擬世界,加以處理" 的精神。但是,一個小程式就吃掉 900 條執行緒,是有點過頭了。不知道還有沒有人記得,我騙到獎品的這個程式... 很另類的用 yield return 來解決類似問題的作法... 藉著 compiler 很雞婆的把單一流程翻成數段可以切開執行的邏輯...,正好拿來利用一下,替我們把一連串連續的邏輯切段,以便利用多執行緒來處理。我的想法是這樣,原程式是用個迴圈,作完該作的事,就休息 (sleep) 一段時間。而新的寫法,我打算用 yield return new TimeSpan(…) 來取代 Thread.Sleep(…)。每個 Cell內部的程式結構修改不大,不過對於 GameHost 就是個挑戰了... 來看看修改前及修改後的程式碼:
// 修改前 // 使用 Thread.Sleep( ) 來控制時間 public void WholeLife(object state) { int generation = (int)state; for (int index = 0; index < generation; index++) { this.OnNextStateChange(); Thread.Sleep(_rnd.Next(950, 1050)); } } // // // // 修改後 // 使用 yield return new TimeSpan( ) 來控制時間 public IEnumerable<TimeSpan> WholeLife(object state) { int generation = (int)state; for (int index = 0; index < generation; index++) { this.OnNextStateChange(); yield return TimeSpan.FromMilliseconds(_rnd.Next(950, 1050)); } yield break; }別想的太美,只改這樣,程式是不會動的... 修改過之後,麻煩的地方會在 GameHost. 因為整個 GameHost 的邏輯都反過來了。原本是 GameHost 只要放著那九百條執行緒自生自滅,它只要不斷的刷新畫面就好了。現在它則得用 foreach(…) 去詢問:
"大爺,這次您要休息多久?"接到 yield return 傳回的 TimeSpan 物件 (代表它要休息多久後,繼續下一個動作) 後,經過這段時間,GameHost 就要再去叫醒 cell, 然後再詢問一次:
"大爺,這次您要休息多久?"關鍵就在於 GameHost 如何能透過少量的 thread 來伺後這些大爺,而不是像 #3 的程式一樣,每個大爺都用一條專屬的 thread… 要共用執行緒,就要先想辦法把工作切碎,這是基本法則。如果你希望你的生命遊戲程式不只是作業的話,那麼效能跟即時回應的問題是必需要考慮的。在動手改寫 GameHost 程式之前,先來分析一下改寫的目標有那些:
目標是要達到像 #2 範例一樣的效果,但是要用更有效率的方式。目標很清楚,再來就看看有什麼手段可以用了。第一個是過量的執行緒,應該要想辦法改用執行緒集區。因為 #2 用了高達 900 條執行緒,不過整體 CPU USAGE 不到 5%,大部份的執行緒都在閒置狀態。如果能想辦法把這些運算丟到執行緒集區,由集區動態管理會有效率的多。 第二,就是把原本的 Thread.Sleep(ts) 改成 yield return ts 後,原本每個 thread 自己睡覺的機制,就要改成 cell 各自回報 game host 它想要睡多久,然後由 game host 統一在時間到時叫醒它。由於一次有多個 cell 同時在運作,因此我們需要一個簡單的排程器,作法像這樣:
public class CellToDoList { public void AddCell(Cell cell) {...} public Cell GetNextCell() {...} public Cell CheckNextCell() {...} public int Count {get;} }裡面的實作,我就不多說了。我是把它當成 QUEUE 在設計,唯一的差別是,放進 QUEUE 的東西會先經過排序,因此不見得是 "First In First Out" 這種典型的貯列,而是會以 Cell 上標示的時間為準,依序 Out …。實作起來很簡單,用現成的 SortedList 當內部的儲存方式,加上基本的 lock 機制來確保它是 thread safe 的就夠了。 好,這些雞絲都準備好之後,就可以來打造我們的新版 GameHost 了。來看看 Code:
static CellToDoList _cq; static void _YieldReturnGameHost(string[] args) { int worldSizeX = 30; int worldSizeY = 30; World realworld = new World(worldSizeX, worldSizeY); _cq = new CellToDoList(); // init threads for each cell for (int positionX = 0; positionX < worldSizeX; positionX++) { for (int positionY = 0; positionY < worldSizeY; positionY++) { Cell cell = realworld.GetCell(positionX, positionY); cell.OnNextStateChangeEx(); _cq.AddCell(cell); } } // 啟動定期更新畫面的執行緒 Thread t = new Thread(RefreshScreen); t.Start(realworld); while (_cq.Count > 0) { Cell item = _cq.GetNextCell(); if (item.NextWakeUpTime > DateTime.Now) { // 時間還沒到,發呆一下等到時間到為止 Thread.Sleep(item.NextWakeUpTime - DateTime.Now); } ThreadPool.QueueUserWorkItem(RunCellNextStateChange, item); } } private static void RunCellNextStateChange(object state) { Cell item = state as Cell; TimeSpan? ts = item.OnNextStateChangeEx(); if (ts != null) _cq.AddCell(item); } private static void RefreshScreen(object state) { while (true) { Thread.Sleep(500); (state as World).ShowMaps(""); } }GameHost 的工作很明確,一開始 (line 18 ~ 20) 就把更新畫面的動作完全交給另一個執行緒,之後就專心處理 ToDoList 內的工作了。 接著後面的 while loop (line 21 ~ 30) 則是很單純的從 ToDoList 裡取出下一個要要動作的 Cell, 如果時間還沒到就 Sleep 等一下它。執行完後會再詢問下一次是什麼時後,同時再把他加到 ToDoList 內等待下一次輪到他時繼續。 這次的程式我沒有設定停止的條件,因此你會看到程式會不斷的執行下去。程式執行起來,結果跟 #3 沒什麼不同,畫面上的每個細胞會照著題目的規則生長或死亡,不同的是 #3 的 Game Host 需要用到 903 條執行緒,而這版的 Game Host 只要 9 條執行緒... 其實,以這樣的範例題,我大可以不用顧慮到效能的問題,不過就是示範程式怎麼寫嘛。不過,我的目標如果只是訂在怎麼寫這練習題,大可以 GOOGLE 一下就有一堆作業解答了 :D。我的目標是要展示一下,該如何開發這樣的 GameHost ? 這樣的程式,是大部份的遊戲的基礎,尤其是像線上遊戲或是 facebook 這類互動遊戲的基礎。有了像樣的 Game Host 之後,接下來就把目標放在如何建立多樣的生物,一起放在這世界裡面生活了。接下來就會大量運用到 OOP 的特點 (對,就是上一篇預告的...) 繼承及多型。 有沒有人覺的,這種程式越寫越像 Matrix (就是駭客任務裡的 "母體") 了? 裡面活著的東西其實都在我的掌控之下... =_= 哈哈... 未完待續,請期待續集 :D。 -- 範例程式:
Game Of Life 那一系列的,先暫停一期 :D,先穿插一篇不相干的內容...。這篇要講的是網站的登入部份要改用 SSL 的作法。這是很常見的問題,不過對怎麼作搞不清楚的人,仍然大有人在... 所以興起了寫這篇的念頭。
先從 "為什麼" 來說好了。實際碰到的客戶,常常會把 "SSL" 跟 "加密" 劃上等號... 以為網站加上 SSL 就固若金湯了。這樣講是沒錯啦,不過 SSL ( Secure Socket Layer。Wiki 有說明) 再安全,也只是個 "加密" 的傳輸方式,只有對外人 (竊聽者) 是加密的... 正所謂內賊難防... SSL 可以防外賊,但是防不了內賊。因此 SSL 是不等於 DRM 這類技術的...
扯遠了,會這樣講只是因為,很多客戶需要的其實是 DRM,不過客戶的 IT 卻天真的以為,網站加上 SSL 就萬無一失了... 於是老有客戶在問:
客: "你們的系統可以整個放到 HTTPS 裡嗎?"
我: "可以啊,不過效能會很糟,有什麼特別的需求,要這樣作嗎?"
客: "老闆說網站的文件怕流出去,所以要用 HTTPS"
我: "...."
很想把 DRM / DPM 的介紹貼給客戶看... 不過只能很婉轉的引導客戶的需求...
我: "HTTPS 只是防竊聽,不防把資料存下來偷帶出去的... 要防外賊,只要保互好登入過程傳輸帳號秘碼"
大部份人對 SSL 的第一個誤解,就是 SSL 只是個加密的傳輸方式,不是加密的儲存方式。就好像你用黑貓寄東西,他是用貨車載... 像 Mission Impossible 裡的阿湯哥那種身手,一下就可以把你的包裹摸出來... 如果你的包裹給保全公司送,他們用的安全規格就完全不同了... 至少是運鈔車的那種規格 (不過應該也擋不住阿湯哥就是...)。
不過,貨物送到對方手上之後,保護就不見了... 這點就是大家常常沒搞清楚的地方。
弄清楚 SSL 只保護傳輸過程後,該怎麼應用,該應用在那裡,就很清楚了。最典型的例子,就是用在網站登入 (輸入帳號密碼,輸入信用卡號碼等等) 的地方。登入成功後就沒必要繼續留在 SSL (HTTPS) 保護的範圍了,就可以切回一般網站 (HTTP)。
剩下的就跟你怎麼設計,怎麼規劃有關了。概念上來說,一般網站就像這張圖一樣:
所有資訊都在橘色 (不安全) 的部份傳輸。為了確保重要資訊不被竊聽,我們至少要改成這樣:
如果把 HTTP / HTTPS 當成兩個網站,則帳號密碼一定要在綠色(安全)部份傳輸。而兩台SERVER之間可以用HTTPS,或是其它管道傳輸,不一定要加密,不過至少可以把外面的駭客檔在門外。
接下來的作法就各憑本事了,沒有標準的解法。我的客戶因為有可能有各種不同的認證規則,這規則可能跟網站的邏輯有關,所以不大適合把認證的部份擺在 HTTPS 這端,因此我的設計是:
打個比方,這就是傳統的商店刷信用卡時,會用電話等方式,銀行先跟使用者確認資訊後,給店家一個授權碼。之後店家就只能在規範的條件下,用這授權碼取款。這授權碼是不怕被盜取的,因為它只是個代號,外人取得它完全無法做壞事,就好像上例的 TOKEN 一樣。
接下來,就來看看程式該怎麼寫了。只要使用量不大的話,A/B兩網站是可以放在同一台SERVER上,這時中間的傳輸方式就很多種簡易的選擇 (比如 local file)。考量到整個系統的 scalability, HTTPS 的部份屬 CPU BOUND,量大的話有可能影響到原網站的運作,因此實際部屬時,有可能碰到 A 網站必需跟 B 網站獨立出來,而且 B 網站也有可能因為效能問題,而再分散成多個 Web Farm 的運作方式...,這時 AB 網站間的傳輸方式就得能跨 SERVER 運作,就得挑選 DB / WCF 等等方式進行。 (當然 ASP.NET Session State Server 也可以啦,不過暫不考慮,不然就沒東西好寫了...)
整理一下最後要實作的需求,跟架構設計。都到設計階段了,Use Case 就跳過去,直接到 Sequence Diagram…
用到的技術反而沒什麼特別的。我舉幾個常見的難題,或是常被忽略掉的漏洞:
原本的範例,其實有些盲點,不知各位有沒看到? 一樣的起始狀態,一樣的遊戲規則,你不一定會得到一樣的結果。為什麼? 因為這會跟你程式 SCAN 的順序有關。怎麼說? 因為到目前為只,整個遊戲就好像下棋一樣,是 "回合制",我下完了換你... 一路一直輪下去。 這時先下後下就會影響結果了。現實世界的生命不是這樣的啊... 不知有沒有人玩過早期的太空戰士 (Final Fantasy) 系列遊戲? 當年 FF 有個很重要的突破,就是把 RPG 從傳統的 "回合制" 改成即時戰鬥... 每個人都有個倒數的碼錶,數到 0 你就可以發動下一次的攻擊... 這樣才接近現實世界啊。套用到我們的生命遊戲,這次我們想作的改變,就是把程式改成這種模式。 因此來調整一下規則,每個細胞每隔 1000ms 後會進到下一個狀態。不過生命總是沒有完全一樣的,因此每個細胞進到下一個狀態的時間差,都會有 10% 的誤差 (也就是 950ms ~ 1050ms 之間的時間都有可能)。其它規責則維持不變,來看看程式該怎麼改寫。 這種 "即時制",是比較合乎現實的情況的,如果未來你想發展到像 facebook 上的那些小遊戲,或是其它線上遊戲一樣的話, "回合制" 是決對行不通的... 這時,我們可以想像,每個細胞都有自己的執行緒,每換過一次狀態後就 Sleep() 一段時間,醒來再換到下一次狀態... 一直到指定的世代 (generation) 到達為止。 來看一下改版過的程式。我們先不動原本的 Cell, 只追加一個 method: WholeLife( ), 呼叫後就會一直更新這個細胞的狀態,直到它結束為止 (不是死掉喔,是 generation 到達)。而整個世界的所有細胞,都是獨立的個體,都有個專屬的執行緒在運作...。這時 Game Host 就得換個方式來讓這些細胞過日子 (執行),同時 Game Host 好像有個人造衛星一樣,不斷的在上空拍照來更新畫面,而完全不影響這些細胞的生命進行。 來看一下改寫過的 Cell 追加的 method:
public void WholeLife(object state) { int generation = (int)state; for (int index = 0; index < generation; index++) { this.OnNextStateChange(); Thread.Sleep(_rnd.Next(950, 1050)); } }改變不大,只是多個簡單的迴圈,跟 sleep 來控制時間而已。再來看看 Game Host 要怎麼改:
static void Main(string[] args) { int worldSizeX = 30; int worldSizeY = 30; int maxGenerationCount = 100; World realworld = new World(worldSizeX, worldSizeY); // init threads for each cell List<Thread> threads = new List<Thread>(); for (int positionX = 0; positionX < worldSizeX; positionX++) { for (int positionY = 0; positionY < worldSizeY; positionY++) { Cell cell = realworld.GetCell(positionX, positionY); Thread t = new Thread(cell.WholeLife); threads.Add(t); t.Start(maxGenerationCount); } } // reflesh maps do { realworld.ShowMaps(""); Thread.Sleep(100); } while (IsAllThreadStopped(threads) == false); // wait all thread exit. foreach (Thread t in threads) t.Join(); } private static bool IsAllThreadStopped(List<Thread> threads) { foreach (Thread t in threads) { if (t.ThreadState != ThreadState.Stopped) return false; } return true; }其實這卅幾行 code, 大都花在控制執行緒上面,有興趣的讀者可以翻翻我之前寫的那系列文章,我就不多作說明了。調整之後,這個世界變的更不可測了,一樣的起始環境,連上帝 (在這模擬世界裡,我就是上帝 XD) 都無法預測下一秒會發生什麼事... 感覺就好像看電視一樣。畫面不斷的在閃動,而畫面裡的細胞會不規責的跳動,不像上一版程式一樣,每刷一次就變一次那樣的枯燥無聊。如果畫面呈現的地方再多用點心思,就可以弄的像卡通一樣,每個細胞都各自用自己的步調在活著... 到這裡,如何? 應該沒有人把作業寫到這個樣子了吧 XD (就說別抄我的程式去交作業了)。不適當的利用執行緒,也做的到類似的結果。不過,你花費的代價會很大,因為你的程式得自己來做 context switch (這些是 OS + thread scheduler 會幫你解決掉的,只要你曉得要用 thread)。 接下來下一篇,我們再繼續調整這世界的遊戲規則,加入更多元素進去,看看程式會變怎樣? 多執行緒解決時間的問題了,再來我們要用繼承及多型,讓不同的生命可以在同一個世界下共同生活... ((待續))
還好,第一版的程式沒有難產。這版的目的很簡單,就是把題目實作出來,同時我會盡量套用物件導向的理念去設計程式的結構,而不是只把結果算出來而已。其實我一直覺的,這類生命模擬的程式,是非常適合用OOPL來實作的範例,大概OOPL所有強調的特性 (封裝、繼承、多型、動態聯結... 等等) 都用的到,算是完美的應用範例題吧!
不過很奇怪的,我特地 GOOGLE 了一下,不知 OOPL 高手都不屑寫這種範例還是怎樣,找到的範例程式,不管用什麼語言 (C/C++/Java/C#都有) 寫的,清一色都很沒有物件導向的 fu ... 好吧,只好自己來寫一個。
第一步,一定是先看看你的程式,分析出需要那些類別/物件,及它們之間的關係。比較正規的作法就是 UML 的 UseCase 了。不過這範例其實不大,我就直接跳到 Class Diagram 了 (因為VS2008剛好有現成的...)... 主要的類別有兩個: World (世界) 及 Cell (細胞)。
World 就是給 Cell 生活的空間,我們只訂義一個有限大小的二維空間,就一個 M x N 的棋盤這樣。而 Cell 則是一個細胞,描述單一一個細胞本身,在各種不同的條件下會有什麼反應。先貼一下 class diagram:
圖1. class diagram (World & Cell)
老實說,這張圖還蠻乏善可陳的,World對外公開的介面,大概包含了幾個主要功能,就是取得指定座標的 Cell (GetCell), 及把目前的整個 World 狀態印出來 (ShowMaps) 的 method 而已。而 Cell 的公開介面,不外乎是它目前是活著還是死的,還有它的建構式,及呼叫後會把狀態轉移到下一次狀態的 method。
其它都是 World / Cell 互相溝通用,或是 Init 用的 Method / Prop, 就不多作介紹。先來看看主程式,扮演上帝的你,如何讓這堆單細胞生物,在你的世界裡活起來:
static void Main(string[] args) { int worldSizeX = 30; int worldSizeY = 30; int maxGenerationCount = 100; World realworld = new World(worldSizeX, worldSizeY); for (int generation = 1; generation <= maxGenerationCount; generation++) { realworld.ShowMaps(string.Format("Generation: {0}", generation)); Thread.Sleep(1000); for (int positionX = 0; positionX < worldSizeX; positionX++) { for (int positionY = 0; positionY < worldSizeY; positionY++) { // do day pass Cell cell = realworld.GetCell(positionX, positionY) as Cell; cell.OnNextStateChange(); } } } }
主程式我還沒把不相干的動作刪掉,也才廿一行... line 1 ~ 5 只是初始值,line 6 建立整個世界,之後就每跑完一個世代 (generation) 就休息一秒鍾,繼續下一次進化。這樣隨著時間的過去,畫面上會一直更新整個世界的狀態... 直到只定的次數到了為止。
class World 的部份就沒什麼特別的,就只是把一個二維陣列包裝一下而已。直接貼 Code 就混過去吧 XD,一樣沒有刪掉程式碼,原 CODE 照貼:
public class World { private int SizeX = 0; private int SizeY = 0; private Cell[,] _map; public World(int maxPosX, int maxPosY) { this._map = new Cell[maxPosX, maxPosY]; this.SizeX = maxPosX; this.SizeY = maxPosY; for (int posX = 0; posX < maxPosX; posX++) { for (int posY = 0; posY < maxPosY; posY++) { this._map[posX, posY] = new Cell(this, posX, posY); } } } internal void PutOn(Cell item, int posX, int posY) { if (this._map[posX, posY] == null) { this._map[posX, posY] = item; item.PosX = posX; item.PosY = posY; } else { throw new ArgumentException(); } } public Cell GetCell(int posX, int posY) { if (posX >= this.SizeX) return null; if (posY >= this.SizeY) return null; if (posX < 0) return null; if (posY < 0) return null; return this._map[posX, posY]; } public void ShowMaps(string title) { Console.Title = title; Console.SetWindowSize(this.SizeX * 2, this.SizeY); Console.SetCursorPosition(0, 0); Console.Clear(); for (int y = 0; y < this.SizeY; y++) { for (int x = 0; x < this.SizeX; x++) { Cell item = this.GetCell(x, y); Console.SetCursorPosition(x * 2, y); Console.Write(item.IsAlive? "●":"○"); } } } }
接下來是封裝每個細胞本身跟環境互動的影響,把上一篇講的規則對應成程式碼的樣子。先來看看 CODE:
public class Cell //: Life { protected World CurrentWorld { get; private set; } internal int PosX = 0; internal int PosY = 0; private const double InitAliveProbability = 0.2D; private static Random _rnd = new Random(); public Cell(World world, int posX, int posY) //: base(world, posX, posY) { this.CurrentWorld = world; // setup world this.PosX = posY; this.PosY = posY; this.CurrentWorld.PutOn(this, posX, posY); this.IsAlive = (_rnd.NextDouble() < InitAliveProbability); } public bool IsAlive { get; private set; } protected IEnumerable<Cell> FindNeighbors() { foreach (Cell item in new Cell[] { this.CurrentWorld.GetCell(this.PosX -1, this.PosY-1), this.CurrentWorld.GetCell(this.PosX, this.PosY-1), this.CurrentWorld.GetCell(this.PosX+1, this.PosY-1), this.CurrentWorld.GetCell(this.PosX-1, this.PosY), this.CurrentWorld.GetCell(this.PosX+1, this.PosY), this.CurrentWorld.GetCell(this.PosX-1, this.PosY+1), this.CurrentWorld.GetCell(this.PosX, this.PosY+1), this.CurrentWorld.GetCell(this.PosX+1, this.PosY+1)}) { if (item != null) yield return item; } yield break; } public void OnNextStateChange() { int livesCount = 0; foreach (Cell item in this.FindNeighbors()) { if (item.IsAlive == true) livesCount++; } if (this.IsAlive == true && livesCount <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。 this.IsAlive = false; } else if (this.IsAlive == true && livesCount >= 4) { //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。 this.IsAlive = false; } else if (this.IsAlive == true && (livesCount == 2 || livesCount == 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。 //this.IsAlive = true; } else if (this.IsAlive == false && livesCount == 3) { //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。 this.IsAlive = true; } else { // ToDo: 未定義的狀態? assert } } }
這裡開始應用到 OOPL 第一個特性: 封裝。從程式碼可以看到,主要的邏輯都被包在裡面了,就 Game Of Life 裡提到的四條規則。
程式這樣寫起來,比那些作業的標準答案看起來舒服多了吧? 雖然行數多了一些,不過看起來比較有 OO 的樣子了。當然只是看起來爽是沒用的,這樣的架構,到目前為只除了邏輯清楚一點之外,還看不到其它很明顯的好處。不過當這個規責稍微複雜一點,OOPL的優點就會被突顯出來了。
下回,把題目做點變化,再來看看程式該如何調整… ((待續))
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附件: 範例程式碼