PureScript 2048 游戏实现：数字合并与得分计算
2048 是一款流行的数字拼图游戏，玩家通过滑动屏幕上的数字方块来合并相同数值的方块，最终目标是拼出一个 2048 的方块。PureScript 是一种函数式编程语言，它基于 Haskell，具有简洁、表达力强和易于理解的特点。本文将介绍如何使用 PureScript 语言实现一个简单的 2048 游戏，包括数字合并和得分计算的功能。
环境准备
在开始编写代码之前，我们需要准备以下环境：
1. 安装 Node.js 和 npm（Node.js 包管理器）。
2. 安装 PureScript 和相关工具，如 psc-package、psc-package-install、psc-ide 等。
3. 创建一个新的 PureScript 项目。
bash
mkdir 2048-purescript
cd 2048-purescript
npm init -y
npm install purescript psc-package psc-ide
游戏设计
2048 游戏的核心是一个二维数组，代表游戏板。每个单元格可以存储一个数字（2 或 4 的随机倍数），或者为空。游戏的主要逻辑包括：
1. 初始化游戏板。
2. 添加新的数字。
3. 检查是否有移动。
4. 执行移动。
5. 合并数字。
6. 计算得分。
初始化游戏板
我们需要定义一个数据结构来表示游戏板。在 PureScript 中，我们可以使用数组来表示二维矩阵。
purescript
type Board = Array (Array Int)
接下来，我们编写一个函数来初始化一个空的 4x4 游戏板。
purescript
emptyBoard :: Board
emptyBoard = Array.replicate 4 (Array.replicate 4 0)
添加新的数字
在游戏开始时，我们需要在游戏板上随机放置两个数字（2 或 4）。我们可以编写一个函数来实现这一功能。
purescript
addRandomNumber :: Board -> Board
addRandomNumber board =
let
-- 获取一个随机的空单元格
getRandomCell :: Board -> Maybe (Int, Int)
getRandomCell board =
let
cells = Array.concat $ Array.map (row -> Array.filter ( -> n == 0) row) board
in
if Array.null cells
then Nothing
else Just (Array.index cells (Array.randomInt 0 (Array.length cells - 1)))
in
case getRandomCell board of
Just (x, y) ->
let
-- 随机选择数字 2 或 4
randomNumber = if (Array.randomInt 0 1) == 0 then 2 else 4
in
Array.update x (Array.update y randomNumber board)
Nothing ->
board
检查是否有移动
在执行移动之前，我们需要检查是否有任何移动可以执行。这包括检查是否有相邻的数字可以合并。
purescript
canMove :: Board -> Boolean
canMove board =
let
-- 检查行是否有可合并的数字
canMergeRow :: Array Int -> Boolean
canMergeRow row =
let
-- 检查相邻数字是否相同
canMerge :: Array Int -> Boolean
canMerge [_, n, n] = true
canMerge [n, _, n] = true
canMerge [n, n, _] = true
canMerge [_, n, n, n] = true
canMerge [n, n, _, n] = true
canMerge [n, n, n, _] = true
canMerge [_, _, _, _] = false
canMerge _ = false
in
Array.concat $ Array.map canMerge $ Array.init (Array.length row - 1) (i -> [Array.get row i, Array.get row (i + 1)])
in
Array.concat $ Array.map canMergeRow board || Array.concat $ Array.map (row -> Array.concat $ Array.map ( -> n /= 0) row) board
执行移动
执行移动包括向左、向右、向上和向下滑动数字。我们可以编写一个函数来处理这些移动。
purescript
moveLeft :: Board -> Board
moveLeft board =
let
-- 将行中的数字向左移动
moveRow :: Array Int -> Array Int
moveRow row =
let
-- 移除 0 并合并相邻的数字
moveAndMerge :: Array Int -> Array Int
moveAndMerge [n] = [n]
moveAndMerge [n, n] = [2 n]
moveAndMerge [n, _, n] = [2 n, 0]
moveAndMerge [n, n, _] = [2 n, 0]
moveAndMerge [n, _, _, n] = [2 n, 0, 0]
moveAndMerge [n, n, _, n] = [2 n, 0, 0]
moveAndMerge [n, n, n, _] = [2 n, 0, 0]
moveAndMerge [n, _, _, _, n] = [2 n, 0, 0, 0]
moveAndMerge [n, n, _, _, n] = [2 n, 0, 0, 0]
moveAndMerge [n, n, n, _, n] = [2 n, 0, 0, 0]
moveAndMerge [n, _, _, _, _, n] = [2 n, 0, 0, 0, 0]
moveAndMerge [n, n, _, _, _, n] = [2 n, 0, 0, 0, 0]
moveAndMerge [n, n, n, _, _, n] = [2 n, 0, 0, 0, 0]
moveAndMerge _ = []
in
Array.concat $ Array.map moveAndMerge $ Array.filter ( -> n /= 0) row
in
Array.map moveRow board
-- 类似地，我们可以实现 moveRight, moveUp 和 moveDown 函数
合并数字
在移动过程中，如果相邻的数字相同，它们会合并成一个数字。我们已经在 `moveLeft` 函数中处理了合并逻辑。
计算得分
每次合并数字时，我们需要更新得分。我们可以定义一个得分变量，并在合并时更新它。
purescript
type Game = {
board :: Board,
score :: Int
}
-- 在合并数字时更新得分
updateScore :: Game -> Game
updateScore { board, score } =
let
-- 计算合并产生的得分
calculateScore :: Board -> Int
calculateScore board =
let
-- 计算行中的得分
calculateRowScore :: Array Int -> Int
calculateRowScore row =
let
-- 计算相邻数字的得分
calculateScorePair :: Array Int -> Int
calculateScorePair [n, n] = 2 n
calculateScorePair [n] = n
calculateScorePair _ = 0
in
Array.concat $ Array.map calculateScorePair $ Array.init (Array.length row - 1) (i -> [Array.get row i, Array.get row (i + 1)])
in
Array.concat $ Array.map calculateRowScore board
in
{ board, score: score + calculateScore board }
游戏循环
我们需要实现游戏循环，包括处理用户输入和更新游戏状态。
purescript
-- 游戏循环
gameLoop :: Game -> Effect Unit
gameLoop game = do
-- 获取用户输入
let
direction = getUserInput
-- 执行移动
let
newBoard = case direction of
"left" -> moveLeft game.board
"right" -> moveRight game.board
"up" -> moveUp game.board
"down" -> moveDown game.board
_ -> game.board
-- 检查是否有移动
let
hasMoved = not (Array.equals game.board newBoard)
-- 添加新的数字
let
newGame = if hasMoved then addRandomNumber newBoard else newBoard
-- 更新得分
let
updatedGame = updateScore { board: newGame, score: game.score }
-- 递归调用游戏循环
gameLoop updatedGame
总结
本文介绍了如何使用 PureScript 语言实现一个简单的 2048 游戏。我们定义了游戏板的数据结构，实现了初始化、添加数字、检查移动、执行移动、合并数字和计算得分等功能。我们实现了一个游戏循环来处理用户输入和更新游戏状态。
由于篇幅限制，本文没有涵盖所有细节，例如用户界面和事件处理。在实际开发中，您可能需要使用 HTML/CSS 和 JavaScript 来创建用户界面，并使用事件监听器来处理用户输入。
希望本文能帮助您了解如何使用 PureScript 语言实现 2048 游戏，并激发您在函数式编程领域的探索。
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