程序员用12小时复刻《羊了个羊》，代码已开源！
【CSDN 编者按】过去一周，不少人被《羊了个羊》这款游戏虐的不轻，有多少个“再玩一把”的念头，就有多少次被打入深渊的凄凉，甚至还有人评价道：“什么事都可以过去，除了《羊了个羊》第二关”。因此，有用户抱怨是“程序员故意挖坑制作死关卡”。然而在本文作者老王一探究竟以后，才发现并非程序员挖坑，而是该游戏的本身，就有很多“天然的坑”。
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Godot Engine（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.net/hello_tute/SheepASheep。
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。
先说说玩法
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。
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”。
牌堆的结构及其数据结构
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
牌堆的数据结构
我将其定义为MContainerBase基类
extends Node2Dclass_name MContainerBasefunc _ready():add_to_group(name)add_to_group("game")var Mask = FileReader.read(mask_file,null)box.resize(size_x)for i in range(size_x):box[i] = []box[i].resize(size_y)for j in range(size_y):box[i][j] = []box[i][j].resize(size_z)for k in range(size_z):if Mask == null or Mask[i][j] == 1:box[i][j][k] = add_tile(i,j,k,get_parent().distribute_face())else:box[i][j][k] = nullfor x in range(size_x):for y in range(size_y):for z in range(size_z):check_is_on_top(x,y,z)
最基础的牌堆就是一个 x*y*z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。
[[0,0,0,0,0],[],[],[],[],]
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
#1 Cover 1extends MContainerBasefunc check_is_on_top(x,y,z):if has_tile(x,y,z):if not has_tile(x,y,z + 1) :(box[x][y][z] as MTile).set_is_on_top(true)
牌堆模式B
检测自己上方两方位是否有牌
#1 Cover 2extends MContainerBasefunc check_is_on_top(x,y,z):if has_tile(x,y,z):if z%2 == 0:if not has_tile(x,y,z + 1) and not has_tile(x - 1 ,y,z + 1):(box[x][y][z] as MTile).set_is_on_top(true)else:if not has_tile(x,y,z + 1) and not has_tile(x + 1 ,y,z + 1):(box[x][y][z] as MTile).set_is_on_top(true)
牌堆模式C
检测自己上方四方位是否有牌
#1 Cover 4extends MContainerBasefunc check_is_on_top(x,y,z):if has_tile(x,y,z):if z%2 == 0:if not has_tile(x,y,z + 1) and not has_tile(x - 1 ,y,z + 1) and not has_tile(x,y - 1 ,z + 1) and not has_tile(x - 1,y - 1,z + 1):(box[x][y][z] as MTile).set_is_on_top(true)else:if not has_tile(x,y,z + 1) and not has_tile(x + 1 ,y,z + 1) and not has_tile(x,y + 1 ,z + 1) and not has_tile(x + 1,y + 1,z + 1):(box[x][y][z] as MTile).set_is_on_top(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。
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：
var tiles = []export var initial_tiles = {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}func _init():for key in initial_tiles:var num = initial_tiles[key]*3for i in range(0,num):tiles.append(key)tiles.shuffle()
其中字典initial_tiles 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”。
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。
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。
func shuffle_tiles():tiles.shuffle()tiles_index = -1func redistribute_face() -> int:tiles_index += 1return tiles[tiles_index]
遮罩文件的读取
这里要夸一下Godot Engine，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。
class_name FileReaderstatic func read(path,default_data):var data = default_datavar file = File.new()file.open(path,File.READ)var content :String = file.get_as_text()if not content.empty():data = str2var(content)file.close()return data
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Godot Engine的Group机制，不得不说Group是Godot Engine最赞的设计之一。
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
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