How to write your own snake in Java in 15 minutes.

​

Нам снова понадобятся:

• 15 минут свободного времени;
• Настроенная рабочая среда, т.е. JDK и IDE (например Eclipse);
• Библиотека LWJGL (версии 2.x.x) для работы с Open GL. Обратите внимание, что для LWJGL версий выше 3 потребуется написать код, отличающийся от того, что приведён в статье;
• Спрайты, т.е. картинки самой змеи и фрукта, который она будет есть. Можно чисто символически нарисовать самому, или скачать использовавшиеся при написании статьи.

Подключение библиотек
В прошлый раз у многих возникли с этим вопросом проблемы, поэтому мне показалось уместным посвятить этому немного времени. Во-первых, выше я дал ссылку на скачивание архива с библиотеками, которые использую я, чтобы не было путаницы с версиями и вопросов, где найти что-то. Папку из архива требуется поместить в папку проекта и подключить через вашу IDE.

Во-вторых, у многих пользователей InteliJ IDEA возникли проблемы как раз с их подключением. Я нашёл в сети следующий видеогайд:



После того, как я сделал всё в точности по нему, у меня библиотеки подключились корректно и всё заработало.

Работа с графикой
С этой стороны наша задача мало отличается от той, что мы выполняли при написании Сапёра. Снова создаём класс GUI, который будет хранить и обновлять состояние всех графических элементов. Если точнее:

• Класс будет выполнять инициализацию OpenGL:

///Class GUI

private static void initializeOpenGL(){
try {
//Задаём размер будущего окна
Display.setDisplayMode(new DisplayMode(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT));

//Задаём имя будущего окна
Display.setTitle(SCREEN_NAME);

//Создаём окно
Display.create();
} catch (LWJGLException e) {
e.printStackTrace();
}
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
glOrtho(0,SCREEN_WIDTH,0,SCREEN_HEIGHT,1,-1);
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
/*
* Для поддержки текстур
*/
glEnable(GL_TEXTURE_2D);
/*
* Для поддержки прозрачности
*/
glEnable(GL_BLEND);
glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
/*
* Белый фоновый цвет
*/
glClearColor(1,1,1,1);
}

Code

///Class GUI



private static void initializeOpenGL(){

try {

  //Задаём размер будущего окна

Display.setDisplayMode(new DisplayMode(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT));



  //Задаём имя будущего окна

Display.setTitle(SCREEN_NAME);



  //Создаём окно

Display.create();

} catch (LWJGLException e) {

e.printStackTrace();

}

glMatrixMode(GL_PROJECTION);

glLoadIdentity();

glOrtho(0,SCREEN_WIDTH,0,SCREEN_HEIGHT,1,-1);

glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

/*

  * Для поддержки текстур

  */

glEnable(GL_TEXTURE_2D);

/*

  * Для поддержки прозрачности

  */

glEnable(GL_BLEND);

glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);

/*

  * Белый фоновый цвет

  */

glClearColor(1,1,1,1);

}

• Должен хранить текущие состояния ячеек:

//Класс Cells напишем несколько позже
private static Cell[][] cells;

Code

//Класс Cells напишем несколько позже

private static Cell[][] cells;

• Должен отрисовывать эти самые ячейки:

///Рисует все клетки
public static void draw(){
///Очищает экран от старого изображения
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

for(Cell[] line:cells){
for(Cell cell:line){
drawElement(cell);
}
}
}

private static void drawElement(Cell elem){
///Если у ячейки нет спрайта, то рисовать её не нужно
if(elem.getSprite() == null) return;

///Собственно, рисуем. Подробно не останавливаюсь, так как нам интересна сама логика игры, а не LWJGL
elem.getSprite().getTexture().bind();

glBegin(GL_QUADS);
glTexCoord2f(0,0);
glVertex2f(elem.getX(),elem.getY()+elem.getHeight());
glTexCoord2f(1,0);
glVertex2f(elem.getX()+elem.getWidth(),elem.getY()+elem.getHeight());
glTexCoord2f(1,1);
glVertex2f(elem.getX()+elem.getWidth(), elem.getY());
glTexCoord2f(0,1);
glVertex2f(elem.getX(), elem.getY());
glEnd();
}

Code

///Рисует все клетки

public static void draw(){

///Очищает экран от старого изображения

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);



for(Cell[] line:cells){

for(Cell cell:line){

drawElement(cell);

}

}

}



private static void drawElement(Cell elem){

///Если у ячейки нет спрайта, то рисовать её не нужно

if(elem.getSprite() == null) return;



///Собственно, рисуем. Подробно не останавливаюсь, так как нам интересна сама логика игры, а не LWJGL

elem.getSprite().getTexture().bind();



glBegin(GL_QUADS);

glTexCoord2f(0,0);

glVertex2f(elem.getX(),elem.getY()+elem.getHeight());

glTexCoord2f(1,0);

glVertex2f(elem.getX()+elem.getWidth(),elem.getY()+elem.getHeight());

glTexCoord2f(1,1);

glVertex2f(elem.getX()+elem.getWidth(), elem.getY());

glTexCoord2f(0,1);

glVertex2f(elem.getX(), elem.getY());

glEnd();

}

• И обновляться, когда этого запросит главный цикл:

//Этот метод будет вызываться извне
public static void update(boolean have_to_decrease) {
updateOpenGL();
for(Cell[] line:cells){
for(Cell cell:line){
cell.update(have_to_decrease);
}
}
}

///А этот метод будет использоваться только локально,
/// т.к. базовым другие классы должны работать на более высоком уровне
private static void updateOpenGL() {
Display.update();
Display.sync(FPS);
}

Code

 //Этот метод будет вызываться извне

public static void update(boolean have_to_decrease) {

updateOpenGL();

for(Cell[] line:cells){

for(Cell cell:line){

cell.update(have_to_decrease);

}

}

}



///А этот метод будет использоваться только локально,

/// т.к. базовым другие классы должны работать на более высоком уровне

private static void updateOpenGL() {

Display.update();

Display.sync(FPS);

}

Как вы можете видеть, здесь я уже использовал несколько констант. Для них был создан отдельный класс Constants с public static полями. Вот он целиком:

public class Constants {
///Размер игровой ячейки
public static final int CELL_SIZE = 32;

///Размеры игрового поля в ячейках
public static final int CELLS_COUNT_X = 20;
public static final int CELLS_COUNT_Y = 20;

///Шанс появления ягод на старте в процентах.
///При выставленном значении спавнится 3-5 ягод.
///Не беспокойтесь, что значение слишком низкое, как минимум одна ягода создаётся отдельно.
public static final int INITIAL_SPAWN_CHANCE = 1;//%

///В нашем случае змея проходит одну клетку за один фрейм.
///Значение 5 мне показалось оптимальным, но вы можете экспериментировать.
public static final int FPS = 5;

///Константы для создания окна, названия достаточно говорящие.
public static final int SCREEN_WIDTH =CELLS_COUNT_X*CELL_SIZE;
public static final int SCREEN_HEIGHT = CELLS_COUNT_Y*CELL_SIZE;
public static final String SCREEN_NAME = "Lolzteam's Snake";
}

Code

public class Constants {

///Размер игровой ячейки

public static final int CELL_SIZE = 32;



///Размеры игрового поля в ячейках

public static final int CELLS_COUNT_X = 20;

public static final int CELLS_COUNT_Y = 20;



///Шанс появления ягод на старте в процентах.

///При выставленном значении спавнится 3-5 ягод.

///Не беспокойтесь, что значение слишком низкое, как минимум одна ягода создаётся отдельно.

public static final int INITIAL_SPAWN_CHANCE = 1;//%



///В нашем случае змея проходит одну клетку за один фрейм.

///Значение 5 мне показалось оптимальным, но вы можете экспериментировать.

public static final int FPS = 5;



///Константы для создания окна, названия достаточно говорящие.

public static final int SCREEN_WIDTH =CELLS_COUNT_X*CELL_SIZE;

public static final int SCREEN_HEIGHT = CELLS_COUNT_Y*CELL_SIZE;

public static final String SCREEN_NAME = "Lolzteam's Snake";

}

Enum Sprite, который отвечает за подгрузку текстур, полностью идентичен тому, что мы писали для Сапёра, за исключением того, что нам нужно только две текстуры — для змеи и для ягод. Вот код:

public enum Sprite {
///Файлы с именами circle и cherries должны лежать по адресу
/// %папка проекта%/res/ в расширении .png
BODY("circle"), CHERRIES("cherries");

private Texture texture;

private Sprite(String texturename){
try {
this.texture = TextureLoader.getTexture("PNG", new FileInputStream(new File("res/"+texturename+".png")));
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}

}

public Texture getTexture(){
return this.texture;
}
}

Code

public enum Sprite {

///Файлы с именами circle и cherries должны лежать по адресу

/// %папка проекта%/res/ в расширении .png

BODY("circle"), CHERRIES("cherries");



private Texture texture;



private Sprite(String texturename){

try {

this.texture = TextureLoader.getTexture("PNG", new FileInputStream(new File("res/"+texturename+".png")));

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}



}



public Texture getTexture(){

return this.texture;

}

}

Механика игры

Самое время поговорить о том, как наша змея будет, собственно, перемещаться. Вам наверняка доводилось видеть вывески, вокруг которых по кругу бегают огоньки? Разумеется, сами лампочки в них не перемещаются, просто каждый тик последняя гаснет, а первая зажигается. Таким же образом будет перемещаться и наша змея.

Несложно подсчитать, что каждая лампочка должна гореть столько тиков, какова длина «змеи». Значит, мы должны сообщить клетке, в которую попадает змея, что она должна гореть определённое количество секунд, а каждый тик уменьшать это число у каждой клетки с ненулевым таймером, и менять спрайт, если змея из клетки уже выползла (т.е. таймер стал равен нулю). В случае же необходимости удлинить цепочку, достаточно просто не уменьшать время «горения» клеток на каком-то тике. Именно поэтому методupdate() у классов Cell и GUI принимает параметр — если он равен false, значит, змея что-то съела.

Пишем класс клетки

public class Cell {

private int x;
private int y;
private int state;/* 0 -> ячейка пуста
>0 -> в ячейке тело змеи, которое будет там ещё N фреймов
<0 -> Что-то необычное:
-1: Ягоды
*/

///Конструктор просто выставляет начальные значения координат и состояния
public Cell (int x, int y, int state){
this.x=x;
this.y=y;
this.state=state;
}
///==== Ничем не примечательные геттеры и сеттеры

public int getX(){
return x;
}

public int getY(){
return y;
}

public int getHeight(){
return CELL_SIZE;
}

public int getWidth(){
return CELL_SIZE;
}

public int getState(){
return this.state;
}

public void setState(int state){
this.state = state;
}
///====

///Метод обновления клетки. Уменьшаем время "горения", если это необходимо
public void update(boolean have_to_decrease){
if (have_to_decrease && this.state > 0){
this.state--;
}
}

///Ячейка "думает" как она должна выглядеть
public Sprite getSprite(){
if(this.state > 0){
///Если в ней тело змеи -- как змея
return Sprite.BODY;
}else if(this.state==0){
///Если в ней нет ничего -- никак выглядеть и не должна
return null;
}else{
///Иначе проходимся свитчем по возможным объектам.
///Так как это демо -- я добавил только ягоды
switch(this.state){
default: return Sprite.CHERRIES;
}
}
}


}

Code

public class Cell {



private int x;

private int y;

private int state;/* 0 -> ячейка пуста

>0 -> в ячейке тело змеи, которое будет там ещё N фреймов

<0 -> Что-то необычное:

-1: Ягоды

*/



///Конструктор просто выставляет начальные значения координат и состояния

public Cell (int x, int y, int state){

this.x=x;

this.y=y;

this.state=state;

}

///==== Ничем не примечательные геттеры и сеттеры



public int getX(){

return x;

}



public int getY(){

return y;

}



public int getHeight(){

return CELL_SIZE;

}



public int getWidth(){

return CELL_SIZE;

}



public int getState(){

return this.state;

}



public void setState(int state){

this.state = state;

}

///====



///Метод обновления клетки. Уменьшаем время "горения", если это необходимо

public void update(boolean have_to_decrease){

if (have_to_decrease && this.state > 0){

this.state--;

}

}



///Ячейка "думает" как она должна выглядеть

public Sprite getSprite(){

if(this.state > 0){

///Если в ней тело змеи -- как змея

return Sprite.BODY;

}else if(this.state==0){

///Если в ней нет ничего -- никак выглядеть и не должна

return null;

}else{

///Иначе проходимся свитчем по возможным объектам.

///Так как это демо -- я добавил только ягоды

switch(this.state){

default: return Sprite.CHERRIES;

}

}

}





}

Добавляем геттер и сеттер для состояния клетки поля в GUI

getState(x,y){
return cells[x][y].getState();
}

setState(x,y,state){
cells[x][y].setState(state);
}

Code

getState(x,y){

return cells[x][y].getState();

}



setState(x,y,state){

cells[x][y].setState(state);

}

Добавляем метод, создающий начальное поле в GUI
Просто инициализируем OpenGL, затем массив Cell[][] cells и заполняем последний клетками со случайным полем state.

public static void init(){
initializeOpenGL();

cells = new Cell[CELLS_COUNT_X][CELLS_COUNT_Y];

Random rnd = new Random();

for(int i=0; i<CELLS_COUNT_X; i++){
for(int j=0; j<CELLS_COUNT_Y; j++){
cells[i][j]=new Cell(i*CELL_SIZE, j*CELL_SIZE, (rnd.nextInt(100) < INITIAL_SPAWN_CHANCE?-1:0);
}
}
}

Code

public static void init(){

initializeOpenGL();



cells = new Cell[CELLS_COUNT_X][CELLS_COUNT_Y];



Random rnd = new Random();



for(int i=0; i<CELLS_COUNT_X; i++){

for(int j=0; j<CELLS_COUNT_Y; j++){

cells[i][j]=new Cell(i*CELL_SIZE, j*CELL_SIZE, (rnd.nextInt(100) < INITIAL_SPAWN_CHANCE?-1:0);

}

}

}

Главный управляющий класс

class Main{

///Переменная, при обращении которой в true приложение закрывается
private static boolean isExitRequested=false;

///Данные о нашей змее. Выползать она будет из нижнего левого угла,
///Вправо (направления посчитаны по часовой стрелки от севера, т.е.
/// 0 -- вверх, 1 -- вправо, 2 -- вниз, 3 -- влево
private static int x=-1,y=0, direction=1, length=3;

///Флаг, который обращается в false, если на данном тике змея что-то съела
private static boolean have_to_decrease = true;

///Входной класс
public static void main(String[] args) {
///Инициализируем графический интерфейс
GUI.init();

///Создаём ягодку в случайном месте
generate_new_obj();

///Пока не получим сигнал на закрытие, в цикле...
while(!isExitRequested){
///Проверяем ввод данных
input();

///Двигаем змею
move();

///Обновляем и рисуем графические элементы
GUI.draw();
GUI.update(have_to_decrease);

}
}

private static void move() {
/// Если на прошлом тике мы что-то съели, то на этом должны вернуть значение на true
have_to_decrease=true;

///Меняем координаты змеи в зависимости от направления
switch(direction){
case 0:
y++; break;
case 1:
x++; break;
case 2:
y--; break;
case 3:
x--; break;
}

///Проверяем, не вышла ли змея за границы
if(x < 0 || x >= CELLS_COUNT_X || y < 0 || y >= CELLS_COUNT_Y){
//TODO gameover
System.exit(1);
}

///Смотрим состояние ячейки, куда зашла змея
int next_cell_state = GUI.getState(x,y);

///Если там змея, то это проигрыш
if(next_cell_state>0){
//TODO gameover
System.exit(1);

}else{
///Если там еда, то
if(next_cell_state < 0){
length++; ///Увеличиваем длину на единицу
generate_new_obj(); ///Создаём новую еду
have_to_decrease=false; ///Выставляем флаг того, что мы съели что-то
}

///"Зажигаем" клетку
GUI.setState(x,y,length);
}
}



/*Алгоритм генерации новой еды следующий.
Мы высчитываем количество клеток, которые не заполнены змеёй, по формуле:
CELLS_COUNT_X*CELLS_COUNT_Y-length
И выбираем случайную такую клетку (сохраняем её номер в point).
Потом проходимся по всем клеткам, и, если в клетке не змея, уменьшаем счётчик.
Как только счётчик равен нулю, создаём в этой клетке еду и выходим из цикла.

ВНИМАНИЕ! При таком методе ягоды могут создаваться поверх других ягод, т.е.
Их общее количество будет уменьшаться со временем. Чтобы избежать этого можно
при уничтожении одной ягоды создавать случайное число (1-3) ягод.

*/

private static void generate_new_obj() {
int point = new Random().nextInt(CELLS_COUNT_X*CELLS_COUNT_Y-length);

for(int i=0; i<CELLS_COUNT_X; i++){
for(int j=0; j<CELLS_COUNT_Y; j++){
if(GUI.getState(i,j) <= 0) {
if (point == 0) {
GUI.setState(i, j, -1); //TODO randomize objects
return;
}else {
point--;
}
}
}
}

}


private static void input(){
///Перебираем события клавиатуры

int newdirection = direction;

while(Keyboard.next()){
if(Keyboard.getEventKeyState()){
switch(Keyboard.getEventKey()) {

case Keyboard.KEY_ESCAPE:
isExitRequested = true;
break;
case Keyboard.KEY_UP:
if(direction!=2) newdirection=0;
break;
case Keyboard.KEY_RIGHT:
if(direction!=3) newdirection=1;
break;
case Keyboard.KEY_DOWN:
if(direction!=0) newdirection=2;
break;
case Keyboard.KEY_LEFT:
if(direction!=1) newdirection=3;
break;
}
}
}

direction = newdirection; //Эти рокировки нужны, чтобы правильно работала система условий,
//запрещающая поворачивать назад, "в себя"

///Обрабатываем клик по кнопке "закрыть" окна
isExitRequested=isExitRequested || Display.isCloseRequested();
}

}

Code

class Main{



///Переменная, при обращении которой в true приложение закрывается

private static boolean isExitRequested=false;



///Данные о нашей змее. Выползать она будет из нижнего левого угла,

///Вправо (направления посчитаны по часовой стрелки от севера, т.е.

/// 0 -- вверх, 1 -- вправо, 2 -- вниз, 3 -- влево

private static int x=-1,y=0, direction=1, length=3;



///Флаг, который обращается в false, если на данном тике змея что-то съела

private static boolean have_to_decrease = true;



///Входной класс

public static void main(String[] args) {

///Инициализируем графический интерфейс

GUI.init();



///Создаём ягодку в случайном месте

generate_new_obj();



///Пока не получим сигнал на закрытие, в цикле...

while(!isExitRequested){

///Проверяем ввод данных

input();



///Двигаем змею

move();



///Обновляем и рисуем графические элементы

GUI.draw();

GUI.update(have_to_decrease);



}

}



private static void move() {

/// Если на прошлом тике мы что-то съели, то на этом должны вернуть значение на true

have_to_decrease=true;



///Меняем координаты змеи в зависимости от направления

switch(direction){

case 0:

y++; break;

case 1:

x++; break;

case 2:

y--; break;

case 3:

x--; break;

}



///Проверяем, не вышла ли змея за границы

if(x < 0 || x >= CELLS_COUNT_X || y < 0 || y >= CELLS_COUNT_Y){

//TODO gameover

System.exit(1);

}



///Смотрим состояние ячейки, куда зашла змея

int next_cell_state = GUI.getState(x,y);



///Если там змея, то это проигрыш

if(next_cell_state>0){

//TODO gameover

System.exit(1);



}else{

///Если там еда, то

if(next_cell_state < 0){

length++; ///Увеличиваем длину на единицу

generate_new_obj(); ///Создаём новую еду

have_to_decrease=false; ///Выставляем флаг того, что мы съели что-то

}



///"Зажигаем" клетку

GUI.setState(x,y,length);

}

}







/*Алгоритм генерации новой еды следующий.

Мы высчитываем количество клеток, которые не заполнены змеёй, по формуле:

CELLS_COUNT_X*CELLS_COUNT_Y-length

И выбираем случайную такую клетку (сохраняем её номер в point).

Потом проходимся по всем клеткам, и, если в клетке не змея, уменьшаем счётчик.

Как только счётчик равен нулю, создаём в этой клетке еду и выходим из цикла.



ВНИМАНИЕ! При таком методе ягоды могут создаваться поверх других ягод, т.е.

Их общее количество будет уменьшаться со временем. Чтобы избежать этого можно

при уничтожении одной ягоды создавать случайное число (1-3) ягод.



*/



private static void generate_new_obj() {

int point = new Random().nextInt(CELLS_COUNT_X*CELLS_COUNT_Y-length);



for(int i=0; i<CELLS_COUNT_X; i++){

for(int j=0; j<CELLS_COUNT_Y; j++){

if(GUI.getState(i,j) <= 0) {

if (point == 0) {

GUI.setState(i, j, -1); //TODO randomize objects

return;

}else {

point--;

}

}

}

}



}





private static void input(){

///Перебираем события клавиатуры



int newdirection = direction;



while(Keyboard.next()){

if(Keyboard.getEventKeyState()){

switch(Keyboard.getEventKey()) {



case Keyboard.KEY_ESCAPE:

isExitRequested = true;

break;

case Keyboard.KEY_UP:

if(direction!=2) newdirection=0;

break;

case Keyboard.KEY_RIGHT:

if(direction!=3) newdirection=1;

break;

case Keyboard.KEY_DOWN:

if(direction!=0) newdirection=2;

break;

case Keyboard.KEY_LEFT:

if(direction!=1) newdirection=3;

break;

}

}

}



direction = newdirection; //Эти рокировки нужны, чтобы правильно работала система условий,

//запрещающая поворачивать назад, "в себя"



///Обрабатываем клик по кнопке "закрыть" окна

isExitRequested=isExitRequested || Display.isCloseRequested();

}



}

Готово!