资源与Windows应用程序

Windows程序支持将资源数据编译到.EXE文件中，优势如下：

• 更容易发布
• 不易丢失附加资源
• 无法被轻易访问和修改

支持编译到程序中的资源类型有：图标，光标，字符串，声音，位图，对话框，图元文件；
我们只需要创建扩展名为.RC的文本文件，资源编译器会自动根据所配置的资源脚本装载所需的资源，并编译到以.RES为扩展名的文件中，后续与.LIB和.OBJ文件编译为一个完整的应用程序文件；

控制台字符画可谓是程序员永远的浪漫~

• Gitee：https://gitee.com/Voidmatrix/MagicWords
• GitHub：https://github.com/VoidmatrixHeathcliff/MagicWords

前不久有朋友问我：如何实现控制台的飞机大战游戏，想来想去，控制台游戏我玩过，飞机大战我也写过，逻辑也并不复杂，但是控制台飞机大战还真没有做过，控制台没有方便的图形API，如何实现简单高效地绘图恐怕是最大的问题；
转念一想，类比图形API，控制台下每一个字符都可以被视作一个单独的像素，图片便是字符串数组，而二维的字符数组就可以充当渲染缓冲区，调用printf进行输出的操作就可以当成是将渲染缓冲区的数据拷贝至显示器的操作，这样来看，完全可以从头设计一套简单的控制台图形API来方便将游戏数据显示到屏幕上；

不久之前做了一个直播间弹幕互动小游戏的开发框架，不过一直没有把相关的内容记录下来，也没有使用这个框架完成一部完整的、具有游戏性的小游戏，所以正好忙里偷闲整理一篇博文，顺带做一款大地图的多人扫雷。

• Gitee：https://gitee.com/Voidmatrix/DanmuGame
• GitHub：https://github.com/VoidmatrixHeathcliff/DanmuGame

本篇主要对框架的技术设计进行阐述，游戏逻辑等日后有机会再另其一篇文章进行介绍；

实用的Windows应用程序概要

Windows程序的关键是打开窗口，并对窗口进行文本、图像的显示工作，以及对来自窗口的交互消息做出响应，步骤如下：

1. 创建一个Windows类；
2. 创建一个事件句柄或WinProc回调函数；
3. 注册先前创建的Windows类到Windows系统中；
4. 用注册过的Windows类创建一个窗口；
5. 创建一个能从事件句柄获取事件或向事件句柄传递Windows信息的事件循环。

Windows类

每一个应用程序至少需要创建一个Windows类，用于描述窗口信息；
描述Windows类信息的数据结构有两个，WNDCLASS和WNDCLASSEX，最好选用较新的扩展版本WNDCLASSEX；
在Unicode环境下，WNDCLASSEXW被定义成了WNDCLASSEX，相关定义如下：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

typedef struct tagWNDCLASSEXW {
    UINT        cbSize;         // 结构体大小
    /* Win 3.x */
    UINT        style;          // 样式
    WNDPROC     lpfnWndProc;    // 窗口事件回调函数指针
    int         cbClsExtra;     // 额外的类信息
    int         cbWndExtra;     // 额外的窗口信息
    HINSTANCE   hInstance;      // 应用程序实例句柄
    HICON       hIcon;          // 主图标句柄
    HCURSOR     hCursor;        // 鼠标句柄
    HBRUSH      hbrBackground;  // 窗口背景填充笔刷句柄
    LPCWSTR     lpszMenuName;   // 需要附加的菜单名
    LPCWSTR     lpszClassName;  // 类本身的名字
    /* Win 4.0 */
    HICON       hIconSm;        // 小图标句柄
} WNDCLASSEXW, *PWNDCLASSEXW, NEAR *NPWNDCLASSEXW, FAR *LPWNDCLASSEXW;

多任务和多线程

Windows允许不同的应用程序以轮询的方式“同时”执行，每一个应用程序都占用一段很短的时间片来运行，而后轮到下一个应用程序运行，如下图所示，CPU由几个不同的应用程序以循环的方式共享，而负责判断出下一个运行的程序、给每个程序分配运行时间的是调度程序的工作：

• 简单的调度策略：给每个应用程序分配固定的运行时间；
• 复杂的调度策略：将应用程序设定为不同的优先级和抢先性或低优先级的事件；

在大部分情况下，我们是不需要对Windows调度程序过度关注。
深入接触Windows，会发现其不仅是多任务的，还是多线程的，程序可以有许多较为简单的执行线程构成；这些线程被视为具有较重的权值的进程，从而如程序一样被调度；程序可以有一个主线程和几个工作线程构成，如下图：

一般的游戏循环结构

一个视频游戏基本上是一个连续的循环，它完成逻辑动作并以每秒30帧或更高的刷新率在屏幕上绘制图像，与动画和电影的放映原理相似，简化的游戏循环结构如下图所示：

对上图每一部分流程进行说明：

1. 初始化：游戏程序执行初始化操作，如内存分配、资源检查与加载等；
2. 进入游戏循环：代码进入到游戏主循环体内部，各种操作开始运行，直到用户退出主循环；
3. 获取玩家输入：缓存/处理玩家通过鼠标、键盘或手柄等设备的输入信息，以备后续游戏逻辑使用；
4. 执行游戏逻辑部分：执行诸如人工智能、物理系统等游戏逻辑的更新，更新后的数据用于渲染下一帧图像；
5. 渲染下一帧图像：根据前述的输入和逻辑处理，游戏的下一帧动画已经具备渲染条件；渲染中的图像常被放置于不可见的缓冲区，因此玩家不会看到这一帧画面被逐步渲染的过程；渲染完成后的图像会从缓冲区中迅速拷贝至显示设备中（双缓冲原理）；
6. 同步显示：随着时间推移，渲染每一帧游戏所需要的数据量和运算量可能会有较大变化，对计算机设备的负荷也有所不同，在不加限制的情况下就会导致游戏画面刷新率（帧率）时高时低；所以必须通过定时功能来维持帧率稳定；
7. 循环：重复执行从“进入游戏循环”开始到现在的步骤；
8. 退出：到达这一步表示游戏将关闭并返回操作系统，执行的操作与“初始化”阶段相反：对必要的数据进行持久化，释放内存等相关资源。

游戏循环与FSM

在大多数情况下，游戏循环是一个含有大量状态的FSM（Finite State Machine，有限状态自动机），如下图所示：

在经过一番旷日持久的苦战后，自己的开源游戏引擎 EtherEngine 终于迎来了 4.x 版本

本次更新除了增加了更多系统交互 API，优化了接口调用方式和二进制数据传参缓冲区之外，更重要的是对 Network 模块 进行了十分重要的更新，让 EtherEngine 的网络模块摇身一变变成了可以与 Python 的 Requests 库 / Nodejs 的 Express 框架 功能相媲美的工具了！

EtherEngine 虽然被更名为了 EtherAPI ，但是我更习惯叫它原来的名字（因为这样更装x），它的设计思想是尽可能地简单、易上手并且易于快速开发，所以这次网络模块的更新也恰恰印证了它的这些特性：

16行代码能够做点啥？
—— 写一个随机图片服务器足够！

前几日在更新自己的开源游戏引擎 EtherEngine 时编写了使用 C++ 对 HTTP/HTTPS 链接进行分割的算法，分享一下：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26

ETHER_API splitLink(lua_State* L)
{
	string link = luaL_checkstring(L, 1), domain, route, param;

	if (!link.empty())
	{
		link.erase(0, link.find_first_not_of(" "));
		link.erase(link.find_last_not_of(" ") + 1);
	}

	domain = link.substr(0, 5) == "http:" || link.substr(0, 6) == "https:" ?
		link.substr(0, link.find_first_of("/", link.find_first_of("/") + 3))
		: link.find_first_of("/") == string::npos ? link : link.substr(0, link.find_first_of("/"));

	size_t index_quemark = link.find_first_of("?");

	index_quemark == string::npos ?
		(param = "", route = domain.size() == link.size() ? "/" : link.substr(domain.size()))
		: (param = link.substr(index_quemark + 1), route = link.substr(domain.size(), index_quemark - domain.size()));

	lua_pushstring(L, domain.c_str());
	lua_pushstring(L, route.c_str());
	lua_pushstring(L, param.c_str());

	return 3;
}

由于上述代码是与 Lua 语言进行交互的 API，所以在下面给出通用的函数封装：

观察者模式可能是应用最为广泛的设计模式了，Java 将它放到了自己的核心库 java.util.Observer 中，C# 更是将其通过 event 关键字把它嵌入到了自己的语法中

一种常见的定义可以把它描述为：

一个目标物件管理所有相依于它的观察者物件，并且在它本身的状态改变时主动发出通知。这通常透过呼叫各观察者所提供的方法来实现。此种模式通常被用来实现事件处理系统

在游戏中最常见的用途便是 “成就系统”

简而言之，享元模式就是将对象的数据分为两部分，其中一部分没有特定指明是哪个对象的实例，因此可以在它们间共享，GoF 称这部分为 “固有状态”，一个很常见的例子便是开放世界中的树林的渲染和瓦片地图的数据存储方式

享元模式是对内存和开发者友好的，它可以通过减少重复部分数据避免内存冗余，并且通过合并类来减轻程序员的管理负担