用 JavaScript 实现简单拼图游戏

本篇主要讲解，如何利用原生的 JavaScript

来实现一个简单的拼图小游戏。

线上体验地址：拼图

一、游戏的基础逻辑

想用一门语言来开发游戏，必须先了解如何使用这门语言来实现一些基础逻辑，比如图像的绘制、交互的处理、定时器等。

1、图形绘制

图形绘制是一切的基础，这里使用 JavaScript 在 canvas 上进行绘制。即先在 html 中创建 canvas 元素，然后在 JavaScript 中，通过 id 拿到这个元素，并且通过 canvas 拿到对应的上下文环境 context ，为后续的绘图做好准备。

<canvas id="background" width="450px" height="450px"></canvas>

var background = document.getElementById("background");
var context = background.getContext('2d');

通过 context 的 drawImage 方法可以绘制图片，这里进行了相应的封装：

注：这里要等图片加载完毕后再进行绘制，即在 onload 中去调用 drawImage 方法，否则会绘制失败。

var drawImageItem = function(index, position) {
    var img = new Image();
    img.src = './image/dog_0' + String(index+1) + '.jpg';
    img.onload = () => {
        var rect = rectForPosition(position);
        context.drawImage(img, rect[0], rect[1], rect[2], rect[3]);
    }
}

在绘制图片之后，我们还需要去动态刷新视图，否则 canvas 就只是一张静态的图片。如果是简单的图形刷新，只需在原来的位置重新绘制，进行覆盖即可。但有时候我们只需要将原来已存在的图形清除掉，而不需要绘制新图案。比如在拼图游戏中，将一个方块移动到另一个位置后，需要清空原来的位置。

通过 context 的 clearRect 方法可以达到清除的目的。以下是清除 canvas 的某个区域的代码：

var originRect = rectForPosition(origin);
context.clearRect(originRect[0], originRect[1], originRect[2], originRect[3]);

2、事件处理

有了图形的绘制后，我们还需要处理玩家的输入事件，然后根据输入事件，来决定什么时候刷新视图。输入事件可以分为 3 种：在手机上有触屏事件；在 PC 上，有鼠标和键盘事件。

JavaScript 中对触屏和鼠标点击的监听是一样的，都是通过 canvas 的 onclick 事件进行回调，具体如下：

// 屏幕点击
background.onclick = function(e) {
};

我们可以通过 e.offsetX 、 e.offsetY 来获取触控点在 canvas 中的位置。

注： canvas 的坐标原点在左上角，即左上角的坐标是 (0, 0) 。

键盘的按键点击则是通过 document 的 onkeyup 、 onkeydown 等事件进行回调。 onkeyup 是指按键的抬起事件， onkeydown 是指按键的按下事件。我们可以通过 keyCode 知道当前具体是哪一个按键，然后根据不同的按键去处理不同的逻辑，如下：

if (event.keyCode == '37') {  // 左
    // do something
} else if (event.keyCode == '38') { // 上
    // do something
} else if (event.keyCode == '39') { // 右
    // do something
} else if (event.keyCode == '40') { // 下
    // do something
}

3、定时器

有时候，除了在玩家输入的时候需要去刷新视图，还需要每隔一段时间定时去刷新视图。比如在一个贪吃蛇游戏中，就需要每隔一段时间就去刷新蛇的位置。

这个时候我们就需要一个定时器，让它每隔一段时间去执行一段刷新视图的代码。我们通过 setInterval 方法来实现定时器功能：

setInterval("run()", 100);

上面这段代码表示每隔 100 毫秒，去执行一次 run 方法。

二、拼图的基础逻辑

有了游戏的基础逻辑，下面来看一下如何实现拼图的逻辑。

1、生成随机序列

因为不是任意序列都可以通过平移的方式来还原，所以我们不能简单地生成一个随机序列。比如 1、0、2、3、4、5、6、7、8 这个序列，无论怎么平移，都不可能还原。

这里采取的做法是：预先设置了 4 个可还原的序列，先从这 4 个序列中随机选取一个，然后再对序列进行模拟平移若干步骤。以此来尽可能地保证初始序列的多样性，也保证了序列的可还原性。具体代码如下：

var setupRandomPosition = function() {
    var list1 = [4, 3, 2, 8, 0, 7, 5, 6, 1];
    var list2 = [2, 0, 5, 6, 8, 7, 3, 1, 4];
    var list3 = [3, 7, 2, 4, 1, 6, 8, 0, 5];
    var list4 = [3, 2, 4, 1, 7, 6, 5, 0, 8];
    var lists = [list1, list2, list3, list4];

    imageIndexForPosition = lists[parseInt(Math.random() * 4)];

    // 获取空位位置
    var emptyPosition = 0;
    for (var i = imageIndexForPosition.length - 1; i >= 0; i--) {
        if (imageIndexForPosition[i] == lastIndex()) {
            emptyPosition = i;
            break;
        }
    }
    background.emptyPosition = emptyPosition;

    // 随机移动次数
    var times = 10;
    while (times--) {
        // 获取随机数，决定空位哪个位置进行移动
        var direction = parseInt(Math.random() * 4);

        var target = -1;
        if (direction == 0) {
            target = topOfPosition(emptyPosition);  // 上
        } else if (direction == 1) {
            target = leftOfPosition(emptyPosition);  // 左 
        } else if (direction == 2) {
            target = rightOfPosition(emptyPosition);  // 右
        } else if (direction == 3) {
            target = bottomOfPosition(emptyPosition);  // 下
        }
        if (target < 0 || target > lastIndex()) {  // 位置不合法，继续下一次循环
            continue;
        }
        var result = moveImageIfCanAtPosition(target);
        if (result >= 0) { // 如果移动成功，更新空位的位置
            emptyPosition = target;
        }
    }
}

2、判断是否可以移动方块

在保存顺序的时候，是用 0～8 这 9 个数字来保存，而空白的方块是数字 8 的位置。所以判断可以移动的唯一条件是，目标位置的值是否为 8。代码如下：

var isPositionEmpty = function(position) {
    if (position < 0 || position > lastIndex()) {
        return false;
    } 
    if (imageIndexForPosition[position] == lastIndex()) {
        return true;
    } else {
        return false;
    }
}

上面 lastIndex() 的值为 8。

3、实现方块移动

方块移动的实现很简单，先将旧位置的图形清除，然后在新的位置绘制。

var refreshImagePositions = function(origin, target) {
    var originRect = rectForPosition(origin);
    context.clearRect(originRect[0], originRect[1], originRect[2], originRect[3]);
    drawImageItem(imageIndexForPosition[target], target);
}

4、检查是否完成

检查图案是否已经还原，只需要对数组进行一次遍历，看是否有序即可。

var checkIfFinish = function() {
    for (var index = 0; index < imageIndexForPosition.length; index++) {
        if (index != imageIndexForPosition[index]) {
            return false;
        }
    }
    return true;
}

5、交互事件屏蔽

当图案还原之后，我们不希望玩家还能通过键盘或鼠标来移动方块，这个时候就需要对交互事件进行屏蔽。

只需要一个标志位就可以达到这个目的:

// 屏幕点击
background.onclick = function(e) {
    if (isFinish) {
        return;
    }

    // do something
};

// 键盘按钮事件
document.onkeyup = function(event) {
    if (isFinish) {
        return;
    }

    // do something
}

当图案还原之后，标志位 isFinish 会被置为 true ，然后在屏幕点击和键盘按钮响应事件的开始处添加判断，如果已经结束，则不继续走方块移动的逻辑。

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