Тип IO обычно отвечает за связь с внешним миром, это глаза, уши, руки и ноги программы. Через IO мы
получаем информацию из внешнего мира и отправляем её обратно. Но в нашем случае он проник в сердце
программы. За обновление объектов отвечает насыщенная IO библиотека Hipmunk.
Мы постараемся побороться с IO-кодом так. Сначала мы выделем те параметры, которые могут быть
обновлены чистыми функциями. Это все те параметры, для которых не нужен Hipmunk. Этот шаг разбивает
наш мир на два лагеря: “чистый” и “грязный”:
data World = World
{ worldPure
:: Pure
, worldDirty
:: Dirty }
Чистые данные хотят как-то узнать о том, что происходит в грязных данных. Также чистые данные могут
рассказать грязным, как им нужно измениться. Это приводит нас к определению двух языков запросов, на
которых чистый и грязный мир общаются между собой:
data Query = Remove Ball | HeroVelocity H.Velocity | MakeBall Freq
data Event = Touch Ball | UserClick H.Position
data Sense = Sense
{ senseHero
:: HeroBall
, senseBalls
:: [Ball]
}
Через Query чистые данные могут рассказать грязным о том, что необходимо удалить шар из игры, об-
новить скорость шара игрока или создать новый шар (Freq отвечает за параметры создания шара). Грязные
данные могут рассказать чистым на языке Event и Sense о том, что один из шаров коснулся до шара иг-
рока, или игрок кликнул мышкой в определённой точке. Также мы сообщаем все обновлённые положения
параметры шаров в типе Sense. Тип Event отвечает за события, которые происходят иногда, а тип Sense за
те параметры, которые мы наблюдаем непрерывно (это типы глазарук), Query – это язык действий (это тип
руконог). Нам понадобится ещё один маленький язык, на котором мы будем объясняться с OpenGL.
data Picture = Prim Color Primitive
| Join Picture Picture
data Primitive = Line Point Point | Circle Point Radius
data Point
= Point Double Double
type Radius = Double
data Color = Color Double Double Double
Эти три языка станут барьером, которым мы ограничим влияние IO. У нас будут функции:
percept
:: Dirty -> IO (Sense, [Event])
updatePure
:: Sense -> [Event] -> Pure -> (Pure, [Query])
react
:: [Query] -> Dirty -> IO Dirty
updateDirty :: Dirty -> IO Dirty
picture
:: Pure -> Picture
draw
:: Picture -> IO ()
Вся логика игры будет происходить в чистой функции updatePure, обновлять модель мира мы будем в
updateDirty. Давайте опять начнём проектироваание сверху-вниз. С этими функциями мы уже можем напи-
сать основную функцию цикла игры:
loop :: IORef World -> IO ()
loop worldRef = do
world <- get worldRef
300 | Глава 20: Императивное программирование
drawWorld world
(world, dt) <- updateWorld world
worldRef $= world
G. addTimerCallback (max 0 $ frameTime — dt) $ loop worldRef
updateWorld :: World -> IO (World, Time)
updateWorld world = do
t0 <- get G. elapsedTime
(sense, events) <- percept dirty
let (pure’, queries) = updatePure sense events pure
dirty’ <- updateDirty =<< react queries dirty
t1 <- get G. elapsedTime
return (World pure’ dirty’, t1 — t0)
where dirty = worldDirty world
pure
= worldPure
world
drawWorld :: World -> IO ()
drawWorld = draw . picture . worldPure
20.3 Определяемся с типами
Давайте подумаем, из чего состоят типы Dirty и Pure. Начнём с Pure. Там точно будет вся информация
необходимая нам для рисования картинки (ведь функция picture определена на Pure). Для рисования нам
необходимо знать положения всех шаров и их типы (они определяют цвет). На картинке мы будем показывать
разную статистику (данные о жизнях, бонусные очки). Также из типа Pure мы будем управлять созданием
шаров. Так мы приходим к типу:
data Pure = Pure
{ pureScores
:: Scores
, pureHero
:: HeroBall
, pureBalls
:: [Ball]
, pureStat
:: Stat
, pureCreation
:: Creation
}
Что нам нужно знать о шаре героя? Нам нужно его положение для отрисовки и модуль вектора скорости
(он понадобится нам при обновлении вектора скорости шара игрока):
data HeroBall = HeroBall
{ heroPos
:: H.Position
, heroVel
:: H.CpFloat
}
Для остальных шаров нам нужно знать только тип шара, его положение и идентификатор шара. По иден-
тификатору потом мы сможем понять какой шар удалить из грязных данных:
data Ball = Ball
{ ballType
:: BallType
, ballPos
:: H.Position
, ballId
:: Id
}
data BallType = Hero | Good | Bad | Bonus
deriving (Show, Eq, Enum)
type Id = Int
Статистика игры состоит из числа жизней и бонусных очков:
data Scores = Scores
{ scoresLives :: Int
, scoresBonus :: Int
}
Определяемся с типами | 301
Как будет происходить создание новых шаров? Если плохих шаров будет слишком много, то играть будет
не интересно, игрок слишком быстро проиграет. Если хороших шаров будет слишком много, то игроку также
быстро надоест. Будет очень легко. Нам необходимо поддерживать определённый баланс шаров. Создание
шаров будет происходить случайным образом через равные промежутки времени, но создание нового шара
будет зависеть от пропорции шаров на доске в данный момент. Если у нас слишком много плохих шаров,
то скорее всего мы создадим хороший шар и наоборот. Если общее число шаров велико, то мы не будем
усложнять игроку жизнь новыми шарами, дождёмся пока какие-нибудь шары не покинут пределы поля или
не будут уничтожены игроком. Эти рассуждения приводят нас к типам:
data Creation = Creation
{ creationStat
:: Stat
, creationGoalStat
:: Stat
, creationTick
:: Int
}
data Stat = Stat
{ goodCount
:: Int
, badCount
:: Int
, bonusCount
:: Int
}
data Freq = Freq
{ freqGood
:: Float
, freqBad
:: Float
, freqBonus
:: Float
}
Поле creationStat содержит текущее число шаров на поле, поле creationGoalStat – число шаров, к ко-
торому мы стремимся. Значение типа Freq содержит веса вероятностей создания нового шара определённого
типа. На каждом шаге мы будем прибавлять единицу к creationTiсk, как только оно достигнет определён-
ного значения мы попробуем создать новый шар.
Перейдём к грязным данным. Там мы будем хранить информацию, необходимую для обновления модели
в Hipmunk, и значение, в которое GLFW будет записывать состояние мыши, также мы будем следить за тем,
кто столкнулся с шаром игрока в данный момент:
data Dirty = Dirty
{ dirtyHero
:: Obj
, dirtyObjs
:: IxMap Obj
, dirtySpace
:: H.Space
, dirtyTouchVar :: Sensor H.Shape
, dirtyMouse
:: Sensor H.Position
}
data Obj = Obj
{ objType
:: BallType
, objShape
:: H.Shape
, objBody
:: H.Body
}
type Sensor a = IORef (Maybe a)
Особая структура IxMap отвечает за хранение значений вместе с индексами. Пока остановимся на самом
простом представлении:
type IxMap a = [(Id, a)]
20.4 Структура проекта
Наметим структуру проекта. У нас уже есть модуль Types. hs. Основной цикл игры будет описан в модуле
Loop. hs. Общие функции обновления состояния будут определены в World. hs, также у нас будет два модуля
отвечающие за обновление чистых и грязных данных – Pure. hs и Dirty. hs. Мы выделим отдельный модуль
для описания всех констант игры (Inits. hs). Так нам будет удобно настроить игру, когда мы закончим с
кодом. Отдельный модуль Utils будет содержать все функции общего назначения, преобразования между
типами OpenGL и Hipmunk.
302 | Глава 20: Императивное программирование
20.5 Детализируем функции обновления состояния игры
Начнём с восприятия:
module World where
import qualified Physics.Hipmunk as H
