用Vue、Vuex、Immutable做俄罗斯方块

English introduction

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用Vue、Vuex、Immutable做俄罗斯方块


本项目灵感来源于 React 版的俄罗斯方块,由于对其实现原理较感兴趣,而且相比于 React 更喜欢 Vue, 于是把 React 版的重构为了 Vue 版的,大致思路是把组件当成一个个函数,保证一个输入(props)能得到一个确定的输出(view),然后对不同方法也是做同样处理,对于 Redux 使用 Vuex 精简化

戳:http://binaryify.github.io/vue-tetris/?lan=zh 玩一玩!


效果预览

效果预览

正常速度的录制,体验流畅。

响应式

响应式

不仅指屏幕的自适应,而是在PC使用键盘、在手机使用手指的响应式操作

手机

数据持久化

previes
视频

玩单机游戏最怕什么?断电。通过订阅 store.subscribe,将state储存在localStorage,精确记录所有状态。网页关了刷新了、程序崩溃了、手机没电了,重新打开连接,都可以继续。

Vuex 状态预览(Vue DevTools extension

preview

视频

Vuex 设计管理了所有应存的状态,这是上面持久化的保证。


游戏框架使用的是 Vue + Vuex,其中再加入了 Immutable.js,确保性能和数据可靠性

1、什么是 Immutable?

Immutable 是一旦创建,就不能再被更改的数据。对 Immutable 对象的任何修改或添加删除操作都会返回一个新的 Immutable 对象。

初识:

让我们看下面一段代码:

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function keyLog(touchFn) {
let data = { key: 'value' };
f(data);
console.log(data.key); // 猜猜会打印什么?
}

不查看f,不知道它对 data 做了什么,无法确认会打印什么。但如果 data 是 Immutable,你可以确定打印的是 value

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function keyLog(touchFn) {
let data = Immutable.Map({ key: 'value' });
f(data);
console.log(data.get('key')); // value
}

JavaScript 中的ObjectArray等使用的是引用赋值,新的对象简单的引用了原始对象,改变新也将影响旧的:

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foo = {a: 1};  bar = foo;  bar.a = 2;
foo.a // 2

虽然这样做可以节约内存,但当应用复杂后,造成了状态不可控,是很大的隐患,节约的内存优点变得得不偿失。

Immutable则不一样,相应的:

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foo = Immutable.Map({ a: 1 });  bar = foo.set('a', 2);
foo.get('a') // 1

关于 “===”:

我们知道对于ObjectArray===比较,是对引用地址的比较而不是“值比较”,如:

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{a:1, b:2, c:3} === {a:1, b:2, c:3}; // false
[1, 2, [3, 4]] === [1, 2, [3, 4]]; // false

对于上面只能采用 deepCopydeepCompare来遍历比较,不仅麻烦且好性能。

我们感受来一下Immutable的做法!

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map1 = Immutable.Map({a:1, b:2, c:3});
map2 = Immutable.Map({a:1, b:2, c:3});
Immutable.is(map1, map2); // true

// List1 = Immutable.List([1, 2, Immutable.List[3, 4]]);
List1 = Immutable.fromJS([1, 2, [3, 4]]);
List2 = Immutable.fromJS([1, 2, [3, 4]]);
Immutable.is(List1, List2); // true

Immutable学习资料:

2、Web Audio Api

游戏里有很多不同的音效,而实际上只引用了一个音效文件:/build/music.mp3。借助Web Audio Api能够以毫秒级精确、高频率的播放音效,这是<audio>标签所做不到的。在游戏进行中按住方向键移动方块,便可以听到高频率的音效。

网页音效进阶

WAA 是一套全新的相对独立的接口系统,对音频文件拥有更高的处理权限以及更专业的内置音频效果,是W3C的推荐接口,能专业处理“音速、音量、环境、音色可视化、高频、音向”等需求,下图介绍了WAA的使用流程。

流程

其中Source代表一个音频源,Destination代表最终的输出,多个Source合成出了Destination。
源代码:/src/unit/music.js 实现了ajax加载mp3,并转为WAA,控制播放的过程。

WAA 在各个浏览器的最新2个版本下的支持情况(CanIUse

浏览器兼容

可以看到IE阵营与大部分安卓机不能使用,其他ok。

Web Audio Api 学习资料:


3、游戏在体验上的优化

  • 技术:
    • 按下方向键水平移动和竖直移动的触发频率是不同的,游戏可以定义触发频率,代替原生的事件频率,源代码:/src/unit/event.js
    • 左右移动可以 delay 掉落的速度,但在撞墙移动的时候 delay 的稍小;在速度为6级时 通过delay 会保证在一行内水平完整移动一次;
    • 对按钮同时注册touchstartmousedown事件,以供响应式游戏。当touchstart发生时,不会触发mousedown,而当mousedown发生时,由于鼠标移开事件元素可以不触发mouseup,将同时监听mouseout 模拟 mouseup。源代码:/src/components/keyboard/index.js
    • 监听了 visibilitychange 事件,当页面被隐藏\切换的时候,游戏将不会进行,切换回来将继续,这个focus状态也被写进了 Vuex 中。所以当用手机玩来电话时,游戏进度将保存;PC开着游戏干别的也不会听到gameover,这有点像 ios 应用的切换。
    • 任意时刻刷新网页,(比如消除方块时、游戏结束时)也能还原当前状态;
    • 游戏中唯一用到的图片是image,其他都是CSS;
    • 游戏兼容 Chrome、Firefox、IE9+、Edge等;
  • 玩法:
    • 可以在游戏未开始时制定初始的棋盘(十个级别)和速度(六个级别);
    • 一次消除1行得100分、2行得300分、3行得700分、4行得1500分;
    • 方块掉落速度会随着消除的行数增加(每20行增加一个级别);

4、开发中的经验梳理,以及如何把 React 项目重构为 Vue 版本

Vue 版本和 React 版本核心代码基本相同,但在编写组件的时候遇到了几个问题,比如:

  1. React 版的 store 使用了 immutable 结构的数据,vuex 上的 store 如果使用了 immutable 结构,不利用监听数据变化,故把store 的数据全部使用了普通的数据,在需要这些数据的地方通过 immutable 提供的 fromJS 转换,在需要普通数据的地方再通过 immutable 的 toJS 转换成普通数据,在实际重构过程中,我尽量避开了核心游戏实现逻辑,实际上我是在没弄懂游戏实现逻辑的情况下完成重构的,只是保证了方法的输入和输出的一致性,要做的只是耐心

  2. 如何把 React 组件改写成 Vue 的,我的思路是把组件当成函数,保证一个输入(props)能得到一个确定的输出(view),然后对不同方法也是做同样处理, React 的 setState 会触发 render 方法,所以可以在 methods 自定义 render 方法再在 state 变化后手动触发 render 方法

  3. 生命周期,简单来说, React 的 componentWillMount 对应 Vue 的 beforeMount, React 的 componentDidMount 对应 Vue 的 mounted,React 的用来优化性能的 shouldComponentUpdate 在 Vue 里并不需要,不需要手动优化这也是我喜欢 Vue 的一点

  4. Vue 没有 React 的componentWillReceiveProps 的生命周期,我的解决方法是使用 watch 配合 deep:true 来监听 props 的变化,如:

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    watch: {
    $props: {
    deep: true,
    handler(nextProps) {
    //xxx
    }
    }
    }
  5. 在必要时候使用 jsx 和 ‘render’ 函数,是的, vue 支持 jsx,在这个项目中matrix 组件 的功能逻辑较复杂,使用 template 模版来渲染组件已经不合适了, React 每次 setState 会触发 ‘render’ 方法,所以我们可以在 methods自定义 ‘render’ 方法再在 state 变化后手动触发 ‘render’ 方法,但是这个方法对有复杂逻辑的组件来说会变得很繁琐,我的解决方法是通过 Vue 的 jsx 转换插件babel-plugin-transform-vue-jsx来使用 jsx 语法对页面进行渲染,当 props 或 state 变化了自动触发 ‘render’ 方法,另外要注意的是 vue 的 jsx 和 React 的 jsx 书写上有一点的差异, 当 ‘render’ 方法存在时,template 语法会失效. ‘render’ 函数一个比较实用的用处是在开发类似 React-log 之类的不需要渲染 html 只需要执行一些方法的组件时 template 会显得很多余,因为这时候并不需要渲染 dom 了,如果用了 ‘render’ 函数,简单的在 ‘render’ 函数里 return false 就行,如: react-log

5、架构差异

Redux 的数据流向是通过 mapStateToProps 把 store 的状态转化为 props 然后通过connect 函数注入到 根组件,根组件再把这些 props 传入不同组件,当 store 的状态变化,根组件会重新 render, 更新子组件上的 props,子组件再 根据新 props重新 render
引用知乎一个答友的回答https://www.zhihu.com/question/47686258来说就是:

单例store的数据在react中可以通过view组件的属性(props)不断由父模块“单向”传递给子模块,形成一个树状分流结构。如果我们把redux比作整个应用的“心肺” (redux的flux功能像心脏,reducer功能像肺部毛细血管),那么这个过程可以比作心脏(store)将氧分子(数据)通过动脉毛细血管(props)送到各个器官组织(view组件)末端的view组件,又可以通过flux机制,将携带交互意图信息的action反馈给store。这个过程有点像将携带代谢产物的“红细胞”(action)通过静脉毛细血管又泵回心脏(store)action流回到store以后,action以参数的形式又被分流到各个具体的reducer组件中,这些reducer同样构成一个树状的hierarchy。这个过程像静脉血中的红细胞(action)被运输到肺部毛细血管(reducer组件)接收到action后,各个child reducer以返回值的形式,将最新的state返回给parent reducer,最终确保整个单例store的所有数据是最新的。这个过程可以比作肺部毛细血管的血液充氧后,又被重新泵回了心脏

而 vuex 的思路则不同,任何组件都随时可以通过 this.$store.state.xxx 获取 store 上的数据,更自由,从 store 实例中读取状态最简单的方法就是在计算属性中返回某个状态:

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computed: {
keyboard () {
return this.store.state.keyboard
}
}

调用 store.commit 提交 payload修改数据 或者 store.dispatch 提交 mutation 间接修改 store 上的数据, commit 和 dispatch 的区别在于 commit 用于同步修改状态, dispatch 用于异步修改状态,异步完成需要再调用 commit,一般简单的需求只需要 commit 一个 payload 就行,只要 store 上的数据变了,组件都会自动重新渲染

6、开发

安装

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npm install

运行

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npm run dev

浏览自动打开 http://localhost:8080

多语言

i18n.json 配置多语言环境,使用”lan”参数匹配语言如:https://Binaryify.github.io/vue-tetris/?lan=en

http://binaryify.github.io/vue-tetris/?lan=zh

打包编译

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npm run build

dist 文件夹下生成结果。