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前言
一直对小游戏挺感兴趣的，也尝试着做过一些小游戏，实现游戏是一个不错的提高代码基础水平的方式，因此这次挑战了一个较为困难的小游戏：消消乐。
如果仅仅是从消除方面来制作一个静态的消消乐（只有消除和补充方块的过程，但是没有任何交互和动画）其实并不算太难，只要我们能够想通方块消除（主要是三消）的原理和方块下落后的新位置，我们就可以解决这个问题。但如果我们要同时实现各个状态的动画呢？这就是一个比较复杂的问题了。
本文将从逻辑到实现步骤慢慢详细的介绍该游戏的制作过程。对了，这个游戏是完全用原生js实现的，考虑到要将游戏成品发给一些不懂程序的朋友，因此没做代码拆分，所有的代码均在一个单一的html文件上。
该游戏已放在codepen上面，点击查看游戏在线演示。有兴趣的小伙伴可以查看，如果能点一个小爱心更好呢。
游戏目前仅做了最简单的三消功能，如果有时间可以把其他交互也写出来。
游戏的准备工作
首先我们思考游戏的机制： 游戏有一个“棋盘”，是一个n*m的矩形。矩形中有若干个颜色（或者类型）的方块，相同类型的方块，在一个横行或者竖行，有3个或者3个以上时，便会消除。
在部分方块消除后，这些方块上方的方块便会下坠并补充这些消除方块的缺口，同时，上方又会生成新的方块来补充下坠方块的位置，在执行完上述步骤后，便完成了一个游戏过程的循环。
总结一下
一共有3个步骤，将生成一个游戏循环：消除，下坠，补充。在补充后，如果方块们无法自然消除，循环便会结束。这时候就需要玩家来交还两个相邻方块，来人为制造可以消除的情况，以重新进入循环。
如果玩家的交换并不能使得重新进入消除循环呢？那么这个交换将重新换回原样。
基本机制思考完毕，现在开始代码构建：
首先考虑到方块们会进行大量的动画过程（主要是四种：移动，消除，下坠，冒出），于是我们使用绝对定位来安排这些方块，并且在其行类样式当中添加属性：transition，用css来实现这些方块的动画。具体实现如下：
移动：通过left和top值的改变，控制方块的移动。
消除：通过修改transform，修改为scale(0)，以实现消除的动画。
下坠：通过top值的改变，同移动。
冒出：通过修改transform，将本来为scale(0)的transform值修改为scale(1)，以实现冒出的动画。
考虑到这些动画是一个接一个的执行，我们应该是需要使用异步来执行这些动画的，当然使用回调函数也能实现，但回调函数可能会很麻烦，所以我们使用Promise对象来解决这些麻烦。
废话太多了！现在开始写代码。
代码实现：棋盘
首先是棋盘的实现，简单操作就定义了一个棋盘的整体结构出来。当然，给#app添加position:relative或者position:absolute是必不可少的。
<body>
<div id="app">
</div>
</body>
接下来我们用面向对象的思想，构造棋盘的具体内容：
首先一个棋盘有它的宽度和高度（x和y），我们还同时还定义它的方块大小（size）。
matrix则为之后要用到的，存放不同type的矩阵，types则为所有的棋子种类。
除此之外，还有几个属性，这些之后再说。
class GameMap {
constructor(x, y, size) {
this.x = x;
this.y = y;
this.size = size;
this.matrix = [];
this.useSwap = false;
this.handleable = true;
this.types = emojis.length;
}
}
我们再来构造“棋子”，棋子的属性很多，所以我们通过仅将options作为参数，并将options解构，来赋予棋子这些属性，这些属性分别是
class Cell {
constructor(options) {
const { position, status, type, left, top, right, bottom, instance } = options;
this.type = type;
this.position = position;
this.status = status;
this.top = top;
this.bottom = bottom;
this.left = left;
this.right = right;
this.instance = instance;
}
}
type 类型（颜色），number类型表示，相同的number即被视为同样的类型。
position 位置，用一个形如[m,n]的二维数组存储
status 状态，分为’common’ 普通 ‘collapse’ 崩塌 ’emerge’ 冒出，一共三种
top 棋子上方的棋子对象，值也是一个Cell实例，如果棋子上方没有棋子，那它就是undefined
left 棋子的左侧棋子对象
right 棋子的右侧棋子对象
bottom 棋子的下方棋子对象
instance 根据上述属性刻画出的真实的棋子的DOM对象，最终这些对象会在GameMap中展现出来
在这里我们使用emoji表情来展现这些棋子，我们定义全局变量emojis：
const emojis = ['😅', '🥵', '🤢', '🥶', '🤡'];
代码实现：渲染画面
有了棋盘和棋子，我们就能渲染棋盘了。
首先我们定义全局变量cells，用以存放棋盘中所有的棋子，所有的Cell类。
然后我们在GameMap中定义方法genMatrix()，初始化棋盘。根据棋盘宽度和高度（x和y）的配置，我们填好了一个x*y的点阵，不过现在这里面还没有内容。
genMatrix() {
const { x, y } = this;
const row = new Array(x).fill(undefined);
const matrix = new Array(y).fill(undefined).map(item => row);
this.matrix = matrix;
return this;
}
接下来的工作是用随机数填满点阵，我们定义方法genRandom()。
genRandom() {
const { x, y } = this;
this.matrix = this.matrix.map(row => row.map(item => Math.floor(Math.random() * this.types)));
return this;
}
如图所示的一个点阵就此生成。我们再用这些点阵渲染出真实的画面。
定义方法init()
目前来看，init()的写法有些晦涩难懂，这也很正常，之后我们还会提到它。
init() {
cells = [];
const { x, y } = this;
for (let i = 0; i < y; i++) {
for (let j = 0; j < x; j++) {
const type = this.matrix[i][j];
const random = Math.floor(Math.random() * this.types);
cells.push(new Cell({
type: (type == undefined) ? random : type,
position: [j, i],
status: (type == undefined) ? 'emerge' : 'common',
left: undefined,
top: undefined,
right: undefined,
bottom: undefined,
instance: undefined
}));
}
}
cells.forEach(cell => {
const [row, col] = cell.position;
cell.left = cells.find(_cell => {
const [_row, _col] = _cell.position;
return (_row == row - 1) && (_col == col);
});
cell.right = cells.find(_cell => {
const [_row, _col] = _cell.position;
return (_row == row + 1) && (_col == col);
});
cell.top = cells.find(_cell => {
const [_row, _col] = _cell.position;
return (_row == row) && (_col == col - 1);
});
cell.bottom = cells.find(_cell => {
const [_row, _col] = _cell.position;
return (_row == row) && (_col == col + 1);
});
cell.genCell();
});
return this;
}
之前定义的全局变量cells，就用以存放所有的Cell类的实例。
对于一个新鲜生成的棋盘来说，所有的Cell的状态（status）都是common，其他情况我们之后会讲到。回到Cell类的构造过程，我们发现这一步完成了Cell实例的塑造，这些棋子将被进一步的加工为最后的游戏画面，而最后一步cell.genCell()则最终把这些抽象的类实体化。
genCell() {
const cell = document.createElement('div');
const size = gameMap.size;
const [x, y] = this.position;
cell.type = this.type;
cell.style.cssText =
`
width:${size}px;
height:${size}px;
left:${size * x}px;
top:${size * y}px;
box-sizing:border-box;
border:5px solid transparent;
transition:0.5s;
position:absolute;
transform:scale(${this.status == 'emerge' ? '0' : '1'});
display:flex;
justify-content:center;
align-items:center
`;
cell.innerHTML = `<span style="font-size:40px;cursor:pointer">${emojis[this.type]}</span>`;
this.instance = cell;
}
genCell根据init()之前对cell数据的定义和演算，生成了棋子，但目前，棋子尚未渲染到页面中，只是作为DOM对象暂存。
最后我们定义方法genCellMap()生成真实的游戏画面。
genCellMap() {
app.innerHTML = '';
cells.forEach(cell => {
app.append(cell.instance);
});
return this;
}
遍历之前全局变量cells中的内容，找到每个Cell中的instance，再将这些instance挂载到#app上，一个游戏棋盘就跃然而出了。
这就是一个Cell实例的模样，其中的instance是一个实实在在的div。
游戏画面则是一个最简单的棋盘，没有做其他的美化修饰（其实是因为懒得写了）。因为考虑到emoji不像图片加载这么麻烦，同时，也不存在失真的情况，所以我们使用emoji来刻画这些棋子。
一个真实的instance的样子。
代码实现：动画效果
之前我们已经明确了游戏的一个循环过程发送的三件事情消除，下坠，补充，所以说我们把这三件事情分别通过定义GameMap的三个方法来刻画，这三个方法分别为 :
genCollapse() genDownfall() genEmerge()
代码如下
genCollapse()
genCollapse() {
return new Promise((resolve, reject) => {
this.handleable = false;
this.markCollapseCells();
setTimeout(() => {
cells.forEach(cell => {
if (cell.status == 'collapse') {
cell.instance.style.transform = 'scale(0)';
}
});
}, 0);
setTimeout(() => {
resolve('ok');
}, 500);
});
}
genCollapse的过程中还有一个步骤叫做markCollapseCells()，用以标记将会崩塌的棋子，该方法代码如下：
markCollapseCells() {
cells.forEach((cell) => {
const { left, right, top, bottom, type } = cell;
if (left?.type == type && right?.type == type) {
left.status = "collapse";
cell.status = "collapse";
right.status = "collapse";
}
if (top?.type == type && bottom?.type == type) {
top.status = "collapse";
cell.status = "collapse";
bottom.status = "collapse";
}
});
return this;
}
遍历整个cells，如果一个棋子的左边右边和自己都为同一个类型，那他们仨的状态都会被标记为’collapse’，同理，如果棋子的上面下面和自己为同一个类型，也会被标记。我们不害怕重复的情况，因为已经被标记的棋子，再被标记一次也无所谓。
标记完成后，我们便将这些被标记的Cell对象，他们的instance的style加入一项transform:scale(0)，在transition的作用下，它们会逐步（实际上很快）萎缩为看不见的状态，实际上它们并没有因此消失。而在这一个逐步萎缩的过程，我们通过Promise的性质，来阻塞该方法的执行，以等待棋子萎缩完毕，再进入下一个过程：下坠。0.5s后抛出resolve，完成放行，顺利进入到下一个步骤。
genDownfall()
genDownfall() {
return new Promise((resolve, reject) => {
setTimeout(() => {
cells.forEach(cell => {
if (cell.status != 'collapse') {
let downfallRange = 0;
let bottom = cell.bottom;
while (bottom) {
if (bottom.status == 'collapse') {
downfallRange += 1;
}
bottom = bottom.bottom;
}
cell.instance.style.top = (parseInt(cell.instance.style.top) + gameMap.size * downfallRange) + 'px';
}
});
}, 0);
setTimeout(() => {
resolve('ok');
}, 500);
});
}
genDownfall()的关键是我们需要得知，哪些棋子会下坠，这些棋子应该下坠多少距离。我们得知下坠距离后，再设置这些Cell中新的top值，同样是通过transition的效果，来制造下坠的动画。
首先明确什么棋子可能会下坠：
其实很简单，除开status为collapse的棋子都可能会下坠，但也不见得，比如最下方一排的棋子无论如何也不会下坠。
所以下一步就是计算它们下坠的距离：
这一步也不复杂，之前的Cell类中我们已经事先定义了棋子的bottom属性，我们只需要知道棋子下方有多少个状态为collapse的棋子，我们就知道该棋子会下坠多少距离了，距离=棋子的size*下方状态为collapse的棋子数量。
通过while大法，逐一查询该棋子下方棋子的状态，便能得到答案。
我们故伎重施，使用Promise的性质阻塞整个过程0.5s，再放行到下一步。
genEmerge()
genEmerge()的过程相比之下要复杂很多，因为此时棋盘已经被打乱，需要重塑整个棋盘，重塑完毕后，再将缺失的棋盘补充出来。补充出来的方法之前也提到了，就是scale(0)->scale(1)，以得到一种勃勃生机，万物竞发的效果。
代码如下：
genEmerge() {
return new Promise((resolve, reject) => {
this.regenCellMap();
this.genCellMap();
setTimeout(() => {
cells.forEach(cell => {
if (cell.status == 'emerge') {
cell.instance.style.transform = 'scale(1)';
}
});
}, 0);
setTimeout(() => { resolve('ok'); }, 500);
});
}
其中有一个步骤叫做regenCellMap()，该步骤代码如下
regenCellMap() {
const size = gameMap.size;
const findInstance = (x, y) => {
return cells.find(item => {
const { offsetLeft, offsetTop } = item.instance;
return (item.status != 'collapse' && (x == offsetLeft / size) && (y == offsetTop / size));
})?.instance;
};
this.genMatrix();
this.matrix = this.matrix.map((row, rowIndex) => row.map((item, itemIndex) => findInstance(itemIndex, rowIndex)?.type));
this.init();
}
这其中关键的一步就是findInstance，我们要重新找到执行了downfall后的棋子它们的position是什么，并将它们的type和位移后的position一一对应，我们用这些重新一一对应的信息，重新构造matrix，以完成对整个棋盘的重新塑造。注意该方法的最后一步，init()，也就是说我们对棋盘重新进行了初始化，下面我们再来看init()的代码，或许你就能理解init()为什么这么写了。
重塑后的matrix长这样。
下坠的棋子填了消除棋子的坑，那上面的空隙也就出现了，数组的find方法，找不到内容，便会返回undefined，因此findInstance()在找不到棋子的时候，便会返回undefined，也因此将这一结果作用到了重塑的matrix上。
我们重新来看init()
init() {
cells = [];
const { x, y } = this;
for (let i = 0; i < y; i++) {
for (let j = 0; j < x; j++) {
const type = this.matrix[i][j];
const random = Math.floor(Math.random() * this.types);
cells.push(new Cell({
type: (type == undefined) ? random : type,
position: [j, i],
status: (type == undefined) ? 'emerge' : 'common',
left: undefined,
top: undefined,
right: undefined,
bottom: undefined,
instance: undefined
}));
}
}
cells.forEach(cell => {
const [row, col] = cell.position;
cell.left = cells.find(_cell => {
const [_row, _col] = _cell.position;
return (_row == row - 1) && (_col == col);
});
cell.right = cells.find(_cell => {
const [_row, _col] = _cell.position;
return (_row == row + 1) && (_col == col);
});
cell.top = cells.find(_cell => {
const [_row, _col] = _cell.position;
return (_row == row) && (_col == col - 1);
});
cell.bottom = cells.find(_cell => {
const [_row, _col] = _cell.position;
return (_row == row) && (_col == col + 1);
});
cell.genCell();
});
return this;
}
注意这两句代码：
type: (type == undefined) ? random : type
status: (type == undefined) ? 'emerge' : 'common'
重塑后的棋盘，空隙的部位得以补充：首先它们的类型为随机生成，它们的状态也有别于common，而是emerge，在genEmerge()过程中它们将会出现。
代码实现：整合效果
最复杂的工作目前已经完成，我们已经刻画出了整个游戏的核心循环，现在我们再用genLoop方法来整合这一系列过程，代码如下：
genLoop()
async genLoop() {
await gameMap.genCollapse();
let status = cells.some(cell => cell.status == 'collapse');
while (cells.some(cell => cell.status == 'collapse')) {
await gameMap.genDownfall();
await gameMap.genEmerge();
await gameMap.genCollapse();
}
gameMap.handleable = true;
return status;
}
考虑到我们使用了Promise，所以我们将genLoop弄成异步函数。while循环将循环往复的执行这些过程，直到我们无法将任何的棋子状态标记为collapse。之前我们有个变量没提到，就是handleable，它决定了我们是否可以对棋盘进行互动。
genSwap()
最后我们考虑的是我们操纵棋盘的过程。实际上消消乐游戏中，需要我们交互的场景是很少的，大多数时间都是在观看动画，genSwap是我们交换两个棋子的过程。
genSwap(firstCell, secondCell) {
return new Promise((resolve, reject) => {
const { instance: c1, type: t1 } = firstCell;
const { instance: c2, type: t2 } = secondCell;
const { left: x1, top: y1 } = c1.style;
const { left: x2, top: y2 } = c2.style;
setTimeout(() => {
c1.style.left = x2;
c1.style.top = y2;
c2.style.left = x1;
c2.style.top = y1;
}, 0);
setTimeout(() => {
firstCell.instance = c2;
firstCell.type = t2;
secondCell.instance = c1;
secondCell.type = t1;
resolve('ok');
}, 500);
});
}
套路还是很明确的，先改变两枚棋子的left和top值，获得动画效果，0.5s后再重构Cell对象。
最后是游戏的执行代码：
const app = document.getElementById('app');
const btn = document.getElementById('btn');
const emojis = ['😅', '🥵', '🤡', '🥶', '🤢'];
let cells = [];
let gameMap = new GameMap(6, 10, 50);
gameMap.genMatrix().genRandom();
gameMap.init().genCellMap();
gameMap.genLoop();
let cell1 = null;
let cell2 = null;
app.onclick = () => {
if (gameMap.handleable) {
const target = event.target.parentNode;
const { left: x, top: y } = target.style;
const _cell = cells.find(item => item.instance == target);
if (!gameMap.useSwap) {
target.className = 'active';
cell1 = _cell;
} else {
cell2 = _cell;
cell1.instance.className = '';
if (['left', 'top', 'bottom', 'right'].some(item => cell1[item] == cell2)) {
(async () => {
await gameMap.genSwap(cell1, cell2);
let res = await gameMap.genLoop();
if (!res) {
await gameMap.genSwap(cell1, cell2);
}
})();
}
}
gameMap.useSwap = !gameMap.useSwap;
}
};
实际上主要的工作是花在构造GameMap和Cell两个类上面，清楚的构造了两个类之后，剩下的工作就不那么复杂了。
这里的点击事件稍微复杂一点，因为实际上消消乐当中只有相邻的两个单元格才能交换，并且交换后还需与判断是否有单元格会因此崩塌，如果没有，这个交换将被重置。app.onclick当中便刻画了这个效果。
以上便是整个消消乐的代码，如需全部代码，请看游戏前言。
codepen上既可以演示，同时也可以查看代码，推荐大家使用。 点击查看游戏在线演示
今天的文章基于原生js实现的消消乐小游戏分享到此就结束了，感谢您的阅读。
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