程序员用12小时复刻羊了个羊，代码已开源

　　编者按：前段时间，超休闲三消游戏《羊了个羊》爆火，不少网友表示游戏第二关难度过高，甚至猜测根本没有通关的解法。而本文作者开发游戏的老王在尝试复刻游戏之后，提出了一个猜想：过高的难度，也许源于代码层面的瑕疵。
　　以下为正文：
　　昨天有朋友和我说：最近有个叫《羊了个羊》的游戏爆火，就是太难玩了，你能复刻一个不？
　　话说上次玩休闲游戏还是在几年前，但是朋友之托必须赴汤蹈火啊，二话不说，开整！然而，冲动是魔鬼，直到此时此刻，老王也没能亲手玩一局原版游戏，不知道是游戏入口设计得太隐蔽还是网络加载太慢，无论手机端还是PC端，游戏都停留在如下界面。
　　所以本次游戏的复刻，完全是基于各视频网站云观摩的结果，好在游戏的玩法不是特别难理解。复刻使用的开发工具是GodotEngine（使用其它工具开发原理也是相似的），目前项目已经开源到了GitCode：Godot版《羊了个羊》：
　　https：gitcode。nethellotuteSheepASheep
　　接下来我将通过临摹游戏的方式推测一下这个小游戏的实现原理，本文主要面向对游戏开发有兴趣的朋友，欢迎大家多提宝贵意见。
　　01玩法第一眼看到《羊了个羊》，老王首先想到当年的《连连看》，不过有网友爆料，该游戏借鉴了《3tiles》。瞄了眼《3tiles》，是比较相似。说心里话，这个游戏的玩法并没有什么过于出众的地方，算是个中规中矩的低卡路里休闲游戏。
　　之所以成为话题作品，主要就是因为它的第2关极其低的通关率，一下子激起了众多玩家的挑战欲望。
　　而时至今日这个低通关率也被网络上的众多玩家揭秘，第2关其实大概率上本身就是个死局。是程序员故意挖坑设了死局么？先卖个关子，我们先聊聊游戏的开发，然后您自己就会有答案了。
　　02实现概要游戏的整体很简单，但其中有几个实现的重点需要注意：
　　牌堆数据结构的实现
　　如何检测和更新可拾取的牌
　　先做个小定义，一个牌堆中可被拾取的牌以下将简称其为：窗口牌。
　　01牌堆的结构
　　最初，我还真被这复杂的牌堆结构蒙住了，但仔细研究一番发现，无论多么复杂的牌堆，其实都是由如下三种牌堆模式组合拼凑而成的：
　　蓝圈圈出的牌堆模式A：上面1张牌只挡住下面1张牌；同时下面的牌仅被上面1张牌挡住。只要上面的1张牌被取走，下面的牌就成为窗口牌；
　　红圈圈出的牌堆模式C：上面1张牌可以挡住下面4张牌；同时下面的牌可能被上面4张牌挡住，一张牌只有它上面的4张牌都被取走，它自己才成为窗口牌。
　　虽然上图中体现不是很明显，但不难猜想出，第三种牌堆模式B的存在，那就是：
　　上面1张牌可以挡住下面2张牌；同时下面的牌可能被上面2张牌挡住，一张牌只有它上面的2张牌都被取走，它自己才成为窗口牌。
　　对于牌堆模式A，有些朋友会迫不及待地用队列或栈实现它，这样做有两个缺点：
　　逻辑上牌堆模式A的窗口牌也可能是2维的，如果用队列实现就限制了它的灵活性；
　　牌堆模式B和C都不好用队列实现，所以想追求数据结构的统一，还要另求他法。
　　实际上无论牌堆模式A、B还是C，都不过是3维数组结构，上图中模式A看起来特殊，无非是它的x，y维度都为1罢了。而三种牌堆的区别也无非就是当一张窗口牌被取走，检查牌堆是否出现新的窗口牌的方法罢了。
　　牌堆模式A
　　牌堆模式B
　　牌堆模式C
　　02牌堆的数据结构
　　我将其定义为MContainerBase基类MContainerBaseextendsNode2DclassnameMContainerBasefuncready：addtogroup（name）addtogroup（game）varMaskFileReader。read（maskfile，null）box。resize（sizex）foriinrange（sizex）：box〔i〕box〔i〕。resize（sizey）forjinrange（sizey）：box〔i〕〔j〕box〔i〕〔j〕。resize（sizez）forkinrange（sizez）：ifMasknullorMask〔i〕〔j〕1：box〔i〕〔j〕〔k〕addtile（i，j，k，getparent。distributeface）else：box〔i〕〔j〕〔k〕nullforxinrange（sizex）：foryinrange（sizey）：forzinrange（sizez）：checkisontop（x，y，z）
　　最基础的牌堆就是一个xyz的三维数组，我们可以使用一切方法构造想要的排队形状：柱形、条形、甚至金字塔形。这都不会影响后面程序的实现。
　　项目中为了增加这个大方块的多样性，我还给它设置了如下的遮罩，这就是游戏中CSDN文字的由来。当然我们还可以通过遮罩来自由定义窗口牌，这部分就请大家自由发挥了。S形遮罩〔〔0，0，0，0，0〕，〔0，0，0，0，0〕，〔1，1，1，0，1〕，〔1，0，1，0，1〕，〔1，0，1，1，1〕，〕
　　03如何检测和更新可拾取的牌
　　三种牌堆模式分别派生自MContainerBase，并对应着如下三种检测方式：
　　牌堆模式A：仅检测自己正上方是否有牌1Cover1extendsMContainerBasefunccheckisontop（x，y，z）：ifhastile（x，y，z）：ifnothastile（x，y，z1）：（box〔x〕〔y〕〔z〕asMTile）。setisontop（true）
　　牌堆模式B：检测自己上方两方位是否有牌1Cover2extendsMContainerBasefunccheckisontop（x，y，z）：ifhastile（x，y，z）：ifz20：ifnothastile（x，y，z1）andnothastile（x1，y，z1）：（box〔x〕〔y〕〔z〕asMTile）。setisontop（true）else：ifnothastile（x，y，z1）andnothastile（x1，y，z1）：（box〔x〕〔y〕〔z〕asMTile）。setisontop（true）
　　牌堆模式C：检测自己上方四方位是否有牌1Cover4extendsMContainerBasefunccheckisontop（x，y，z）：ifhastile（x，y，z）：ifz20：
　　ifnothastile（x，y，z1）andnothastile（x1，y，z1）
　　andnothastile（x，y1，z1）andnothastile（x1，y1，z1）：（box〔x〕〔y〕〔z〕asMTile）。setisontop（true）else：
　　ifnothastile（x，y，z1）andnothastile（x1，y，z1）
　　andnothastile（x，y1，z1）andnothastile（x1，y1，z1）：（box〔x〕〔y〕〔z〕asMTile）。setisontop（true）
　　在Godot中，这三种牌堆模式还可以通过场景节点制作成预制体，这样关卡设计师就可以轻松地制作出美观的关卡了。
　　03如何生成新关卡
　　简单了解游戏规则后，我们就不难推导出，每个关卡能被通过的一个必要条件就是每一种图案的总数，必须能被3整除。实现方法如下：vartilesexportvarinitialtiles｛0：10，1：10，2：10，3：10，4：10，5：10，6：10，7：10，8：10，9：10，10：10，11：10，12：10，13：10，14：10，15：10｝funcinit：forkeyininitialtiles：varnuminitialtiles〔key〕3foriinrange（0，num）：tiles。append（key）tiles。shuffle
　　其中字典initialtiles的key对应着每一种图案，后面的value对应着这一关该图案出现的对数（此处1对等于3个）。按照value乘以3的数量存入数组tiles（下文称之为：待发牌池），然后把待发牌池中的元素打乱顺序，等待发牌。
　　01关于游戏中的坑
　　很多朋友抱怨：程序员故意挖坑制作死关卡。其实不然，他无须故意挖坑，因为这个游戏本身就有很多天然的坑，如果不使劲填坑，它们自然而然就属于你了。而这里就隐藏了几个可致命的坑：乍一看，待发牌池中所有的图案都可以被3整除那么一定可以通关？那可不一定：
　　只有桌面牌堆中牌的数量和待发牌池牌数一致，所有的牌才能落地，而游戏中桌面牌堆到底有多少（层）本身就是个迷。并且如果没猜错的话，在每一局设计者先要确保牌堆形状好看，然后再使堆牌数和待发池的牌数一致。二者哪怕差1个，也会造成死局。
　　上文说了，桌面牌数和待发牌池的牌数一致只是过关的必要而非充分条件。即使该条件满足，如果相对于牌桌上的牌数以及图案数量，窗口牌数太少，也会造成死局。比如下面这个极端的例子：假设游戏共有15种花色，而牌桌上只有这个模式A牌堆，它有90张牌。那么玩家只要在连续7次拾牌时没有遇到3个相同图案的牌，就必死无疑了。
　　其实这个游戏，一方面要控制关卡的难度，另一方面又要保证能通关本身就是一个相当困难的问题（至少老王没有想出办法）。
　　而设计者反其道而行之，（可能）没有花力气去设计算法，把坑留给玩家，得到了极低的通关率，反而制造了话题并形成爆款。
　　如此说来，这确实是个抖机灵的设计。但老王认为这种设计在游戏策划中是不宜被借鉴的，就像现在市面上泛滥的悬疑剧，开始埋坑无数，吊足观众胃口，最后烂尾不了了之一样，长此以往观众（玩家）对于悬疑剧（游戏）的信任感就被消费殆尽了。
　　02洗牌道具的实现
　　洗牌的实现原理很简单，把当前桌面的牌记录在一个数组tiles中，当需要洗牌时，先打乱一下数组中牌的顺序，然后让桌面上每一张牌到tiles中重新取一个值。再来个眼花缭乱点的动画，还真挺像那么回事儿。funcshuffletiles：tiles。shuffletilesindex1funcredistributefaceint：tilesindex1returntiles〔tilesindex〕
　　03遮罩文件的读取
　　这里要夸一下GodotEngine，它的很多功能真是方便，比如下面这个str2var它可以简单粗暴地直接把字符串转换成对象类型。classnameFileReaderstaticfuncread（path，defaultdata）：vardatadefaultdatavarfileFile。newfile。open（path，File。READ）varcontent：Stringfile。getastextifnotcontent。empty：datastr2var（content）file。closereturndata
　　04对象间的通信
　　这个小游戏中存在大量的对象间的通信需求：牌和牌之间、牌和牌堆之间、牌和关卡之间、牌堆和关卡之间。为了快速实现游戏，我大量使用了GodotEngine的Group机制，不得不说Group是GodotEngine最赞的设计之一。
　　04总结
　　小游戏《羊了个羊》，从策划和开发的角度来看并不困难，然而瑕疵竟然能够成为噱头，也让人不得不感慨游戏世界真的一切皆有可能啊。
　　作者简介：开发游戏的老王，高校教师、技术专栏作者、独立游戏开发者。