刚学会 TypeScript， 顺手做个贪吃蛇小游戏

Posted 2022-12-08 小丞同学

📢 大家好，我是小丞同学，这篇文章将带你制作一个贪吃蛇小游戏

📢 非常感谢你的阅读，不对的地方欢迎指正 🙏

📢 愿你生活明朗，万物可爱

前言

最近在学习中，再次遇到了贪吃蛇的案例，之前刚学 javascript 的时候就有遇到过，趁着这段时间有一点点时间，就跟着做了一下，这篇文章将手把手带你实现一个贪吃蛇的小游戏，难度不会很大，嘻嘻

可以从这个案例中学到以下几点：

面向对象编程、this 指向问题、webpack 简单的配置、

一、实现效果预览

需要实现的功能有以下：

1. 页面布局
2. 随机生成食物
3. 分数统计（吃食物数量）
4. 等级提升（加速）
5. 蛇成长
6. 事件监测
7. 撞身检测
8. 撞壁检测
9. 结束判断

二、代码实现

1. 页面布局

做一个简单的布局，这里主要采用的是 less 和 flex 布局结合

比较有意思的几点

在布局时，采用了全局变量 bg-color 来定义全局颜色，为代码增加了更多的可扩展性

@bg-color: #b7d4a8;

全局采用了 CSS3 中的盒模型 border-box ，避免了由于边框以及边距对盒原大小造成的影响

* 
  margin: 0;
  padding: 0;
  box-sizing: border-box;

在绘制蛇身时，需要通过在容器内添加 div 标签的方式来设置，蛇的长度，因此在布局时，需要对容器内的 div 标签单独设置样式

// index.html
<!-- 蛇 -->
<div id="snake">
    <!-- 蛇身 -->
    <div></div>
</div>

// index.less
#snake 
  & > div 
    width: 10px;
    height: 10px;
    background-color: black;
    // 设置间距
    border: 1px solid @bg-color;
    // 开启定位
    position: absolute;
  

对于食物的样式，采用的是 flex 加一个小小的旋转

#food 
  position: absolute;
  width: 10px;
  height: 10px;
  left: 40px;
  top: 100px;
  display: flex;
  flex-flow: row wrap;
  justify-content: space-between;
  align-content: space-between;
  & > div 
    width: 4px;
    height: 4px;
    background-color: black;
    transform: rotate(45deg); 
  

对每个 div 设置旋转一定的角度，好看一点点

这里需要注意的是：由于我们的蛇身以及食物都是需要移动的，我们需要将它们设置为绝定定位方式，并注意父盒子开启相对定位

2. 随机生成食物

我们先梳理一下，食物需要先什么属性或者方法吧

1. 每个食物要有一个位置，我们通过 X 和 Y 属性定位
2. 同时我们需要一个能够随机生成食物位置的方法

// 定义食物类 Food
class Food 
    // 定义食物元素
    element: HTMLElement;
    constructor() 
        // 获取页面中的 food 元素给 element
        this.element = document.getElementById("food")!
    
    // 获取食物 x 轴坐标的方法
    get X() 
        return this.element.offsetLeft
    
    get Y() 
        return this.element.offsetTop
    
    // 修改食物位置的方法
    change() 
        // 一格大小就是10
        let top = Math.round(Math.random() * 29) * 10
        let left = Math.round(Math.random() * 29) * 10
        this.element.style.left = left + 'px'
        this.element.style.top = top + 'px'
    

在这里我们创建了一个 Food 类，用来定义食物的位置

首先声明了一个 element 属性，指定为 HTMLElement，在constructor 中需要获取到我们的 food 元素赋值给 element 属性

这里由于 ts 的语法检查机制比较严格，我们需要在获取节点的最后加上一个 ! ，表示信任此处的元素获取

这里 TS 其实是做了预判，它担心我们获取不到这个节点而出错，习惯就好，加个 !

在获取食物坐标的方法中，我们采用了 getter 取值函数来取值，我们就可以像使用普通变量一样来获取 X 和 Y 值

由于每次食物被吃了之后，我们都需要生成一个新的食物，其实我们也只是让食物换一个位置而已，始终都是同一个 food 节点，这里我们采用的是 random 来生成一个 0-29 的随机数，然后取10倍，这样就能将位置选择为随机的 10 的倍数，同时在地图范围之内

在这里我们还有很多可以改进的地方，例如我门采用了 29 纯数字，这不利于我们对地图的更改，当地图发生改变时，我们需要修改源码才能改善代码，这不大好，我们可以用一个变量来保存噢

3. 分数统计

在写好 Food 类之后，我们再来写个简单的 ScorePanel 类，用来设置底部的计分和等级

1. 我们需要有一个分数记录，一个等级记录，以及修改它们的方法
2. 为了提高可扩展性，我们需要两个变量来控制限制的最大等级，以及达到多少分升级

class ScorePanel 
    // 记录分数和等级
    score = 0;
    level = 1;
    // 分数和等级的元素
    scoreEle: HTMLElement
    levelEle: HTMLElement
    // 设置一个变量的限制等级
    maxLevel: number
    // 设置一个变量 表示多少分时升级
    upScore: number
    constructor(maxLevel: number = 10, upScore: 10) 
        this.scoreEle = document.getElementById("score")!
        this.levelEle = document.getElementById("level")!
        this.maxLevel = maxLevel
        this.upScore = upScore
    
    // 设置一个加分方法
    addScore() 
        this.scoreEle.innerHTML = ++this.score + '';
        (this.score % this.upScore === 0) && this.levelUp()
    
    // 提升等级的方法
    levelUp() 
        this.level < this.maxLevel && (this.levelEle.innerHTML = ++this.level + '')
    

我们创建了一个 ScorePanel 类

在这个类中，我们预先设定了很多的变量，在 TS 中我们需要设置它们的使用类型

在这里我们设置了加分的方法

addScore() 
        this.scoreEle.innerHTML = ++this.score + '';
        (this.score % this.upScore === 0) && this.levelUp()

当我们调用这个函数时，就可以实现分数的增加，然后我们需要对当前的分数进行判断，当分数达到我们设置的升级分数时，我们调用类中的 levelUp 方法，让当前的等级提升

4. 蛇的成长

在定义完了基本的周边功能后，我们需要正式的对蛇开始进攻了

我们先创建一个 snake 类，用来设置蛇自身的特性，比如，位置、长度

首先我们需要设置一些变量，用来存储我们的节点

// 蛇头
head: HTMLElement
// 蛇的身体
bodies: HTMLCollection
// 获取蛇容器
element: HTMLElement
constructor() 
    this.element = document.getElementById("snake")!
    this.head = document.querySelector("#snake > div") as HTMLElement
    this.bodies = this.element.getElementsByTagName("div")

在 TS 中，我们尽量设置好，以确保我们的变量不会被我们误用导致错误

我们再来定义 getter 和 setter 方法，用来获取蛇头的位置，以及设置蛇头的位置

为什么要是蛇头呢？

我们需要通过蛇头的移动方向来驱动这个蛇身的移动，因为每个蛇身块都是跟随着上一块蛇身的

// 获取蛇的坐标
get X() 
    return this.head.offsetLeft

get Y() 
    return this.head.offsetTop

（set 中有很多判断，太长了，影响篇幅）

设置好 set 和 get 方法后，我们需要写一个能够使蛇成长的方法，所谓的成长不过就是让 snake 节点中添加多一个 div 元素

// 蛇加身体的方法
addBody() 
    // 向 element 中添加一个 div
    this.element.insertAdjacentHTML("beforeend", "<div></div>")

小科普

insertAdjacentHTML() 方法将指定的文本解析为 Element 元素，并将结果节点插入到DOM树中的指定位置。它不会重新解析它正在使用的元素，因此它不会破坏元素内的现有元素。这避免了额外的序列化步骤，使其比直接使用 innerHTML 操作更快。

指定位置有以下几个

• 'beforebegin'：元素自身的前面。
• 'afterbegin'：插入元素内部的第一个子节点之前。
• 'beforeend'：插入元素内部的最后一个子节点之后。
• 'afterend'：元素自身的后面。

5. 控制蛇的移动

现在我们的蛇已经能够添加身体了，但是我们没有添加控制蛇移动的方法，没有办法来展示这个效果

我们继续来看看如何使得蛇能够移动？

我们采用键盘的方向键来控制蛇的移动方向，前面也有提到整个蛇的移动是通过蛇头的驱动的，因此我们先实现控制蛇头的移动

首先我们需要创建一个 GameControl 类，作为这个游戏的控制器，用来控制蛇的移动

首先我们需要有一个键盘响应事件，用来获取用户的键盘事件，同时我们需要对按键进行判断，是否是能够控制蛇移动的四个键

因此我们可以编写两个函数 keydownHandle 键盘事件响应函数 、run 函数主控制器，判断用户按下的是什么键执行对应变化

我们可以将这两个函数封装到 init 函数中，作为初始化函数一并启动

init() 
    // 绑定键盘事件
    document.addEventListener("keydown", this.keydownHandle.bind(this))
    this.run()

在这个函数里，由于我们需要采用 TS 的检查机制，我们可以将事件回调分离成一个函数，但是由于这里的回调调用对象是 document ，我们需要手动更改 this 的指向

我们在 keydownHandle 中处理键盘事件，通过一个 direaction 变量来记录当前的按键

// 存储蛇的移动方向
direction: string = ''

// 键盘响应函数
keydownHandle(event: KeyboardEvent) 
    // 检查是否合法
    this.direction = event.key                    

根据 direction 来判断 蛇移动的方向

// 创建蛇移动的方法
run() 
    let X = this.snake.X
    let Y = this.snake.Y
    // 根据按键方向修改值
    switch (this.direction) 
        // 向上 top减少
        case "ArrowUp":
            Y -= 10
            break
        // 向下 top 增加
        case "ArrowDown":
            Y += 10
            break
        // 向左 left 减少
        case "ArrowLeft":
            X -= 10
            break
        // 向右 left 增加
        case "ArrowRight":
            X += 10
            break
    

我们更改了 X、Y 值后，我们需要将它重新赋值给 snake 中的对应值，由于我们设置了 setter 函数，我们可以直接赋值

this.snake.X = X;
this.snake.Y = Y;

我们通过对四个方向键的 switch 判断，我们使得我们能够控制蛇的移动，但是现在这样还不足以达到不断移动的效果，我们需要实现按下一个方向键后，就不停的向一个方向移动，因此我们可以在 run 中开启一个定时器，使得它能够递归的调用 run

// 递归调用
this.isLive && setTimeout(this.run.bind(this), 300 - (this.scorePanel.level - 1) * 30)

由于我们的蛇有死亡机制，我们需要预先判断以下，这里也存在着 this 指向的问题，我们需要手动调整指向当前的类

在处理到这一步时，我们的蛇头已经能够移动了

6. 检查吃到食物

现在我们的蛇头已经能够移动了，我们可以去触碰食物以及任何地方了，我们现在需要检查是否吃到食物，吃到食物会怎么样，执行什么函数

// 检查是否吃到食物
checkEat(X: number, Y: number) 
    if (X === this.food.X && Y === this.food.Y) 
        // 食物位置改变
        this.food.change()
        // 加分
        this.scorePanel.addScore()
        // 蛇加一
        this.snake.addBody()
    

在检查是否吃到食物的函数中，我们需要两个参数，也就是蛇头的位置，用来判断是否和食物重叠，如果重叠则改变食物的位置，得分，并且身体加一

7. 控制蛇身移动

现在我们的蛇已经能够吃食物了，但是我们会发现吃完食物后，它的身体不会和它一起走，而是定位到了左上角，因此我们需要处理蛇身移动的问题

由于涉及到 snake 本身的特性，因此我们回到 snake 类中编写

// 添加一个蛇身体移动的方法
moveBody() 
    //位置在前一个蛇块的位置
    for (let i = this.bodies.length - 1; i > 0; i--) 
        let X = (this.bodies[i - 1] as HTMLElement).offsetLeft;
        let Y = (this.bodies[i - 1] as HTMLElement).offsetTop;
        (this.bodies[i] as HTMLElement).style.left = X + 'px';
        (this.bodies[i] as HTMLElement).style.top = Y + 'px';
    

我们通过循环，从蛇的最后一个蛇块开始遍历，让它的位置变成前一个蛇块的位置

这样就能一个接着一个移动了，不理解的可以想一想噢~

在这段代码中，遇到了很多类型断言的问题，由于 TS 检查机制中不确定数组元素中有没有 offset 类方法，因此会给我们报错提示

8. 撞墙检测

当我们的蛇头撞到墙时，我们需要结束游戏，因此我们需要添加一点判断，同时由于蛇只能往一个方向走，因此我们需要优化以下代码，不需要每次都调用 set X 和 set Y ，当新值和旧值相同时，我们可以直接返回

set Y(value) 
    // 如果新值和旧值相同，则直接返回不再修改
    if(this.Y === value)
        return;
    
    if (value < 0 || value > 290) 
        throw new Error('蛇撞墙了')
    
    // 移动身体
    this.moveBody();
    this.head.style.top = value + 'px';

当撞墙时，我们抛出一个错误，然后可以在 GameControl 中采用 try...catch 来捕获这个错误，做出指示

try 
	this.snake.X = X;
	this.snake.Y = Y;
 catch (e: any) 
    alert(e.message + 'GAME OVER')
    // isLive 设置为 false
    this.isLive = false

同时结束蛇的生命

9. 掉头检测

由于我们的蛇不能掉头，因此我们需要判断以下用户想反向走时，对这个事件进行处理

我们继续在设置值的函数中添加代码

首先只有一个身体的时候，我们是不需要考虑的，因此我们先要判断是否有第二个蛇身的存在，同时最关键的一点是，这个蛇身的位置是不是和我们即将要行走的 value 值相等

什么意思呢？

在蛇移动的时候，第二节蛇身的位置应该是第一节的位置，蛇头的位置是value 的位置，当蛇头反向时，它的值就会变成第二节身体的位置

画个图好理解一点，圆圈表示蛇头即将到达的位置，右边的方块是蛇头

因此我们添加这段代码，当满足掉头条件时，我们继续让它前进

set Y(value) 
    // 有没有第二个身体
    if (this.bodies[1] && (this.bodies[1] as HTMLElement).offsetTop === value) 
        // 如果掉头，应该继续前进
        if (value > this.Y) 
            value = this.Y - 10
         else 
            value = this.Y + 10
        
    

10. 撞身检测

当蛇吃到自己时，需要结束游戏，因此我们需要检测是否吃到自己的身体

我们需要遍历以下蛇身的所有位置，与蛇头的位置进行比较，如果有和蛇头相同的位置，则说明蛇头吃到蛇身了

checkHeadBody() 
    // 获取所有的身体，检查是否重叠
    for (let i = 1; i < this.bodies.length; i++) 
        let bd = this.bodies[i] as HTMLElement
        if (this.X === bd.offsetLeft && this.Y === bd.offsetTop) 
            throw new Error('撞到自己了')
        
    

由于这里我们需要多次类型断言，就提取出来单独断言了

三、总结

整个贪吃蛇游戏的框架就这么多了，在写这篇文章的时候，可以有一些代码篇幅过长，对代码有一点的缩减，可能会影响到阅读或者理解，请见谅

从这个案例中，简单的对 TypeScript 有了一定的认知，但仍然有很多的知识没有被涉及到，感觉这个案例不大行，还需要再练习一下。总的来说，Typescript 相对于 javascipt 来说有很多的限制，这些限制让潜在的未知 bug 都显示了出来，有助于代码的维护同时能够让开发者减少后期找 bug 的苦恼

自己对于 typescript 还有很多未探索的地方，继续努力吧，也欢迎大家提出自己的意见，或者提一点点的建议，让我们一起成长吧！

非常感谢您的阅读，欢迎提出你的意见，有什么问题欢迎指出，谢谢！🎈