「1ページプログラミング」シリーズ
プログラム初心者、初学者のための様々な解説は世の中に溢れていますが、意外と「実際につくってみた」とそのソースコードの公開は少なめで、非常に人気があります。
例えばWin32APIでWindowsでテトリス作ってみた、動画など、大好きです。
そこで、このブログでは様々なゲームや仕組みのプログラミングを1ページで行っていきます。
このシリーズの特徴
1ページプログラミングの特徴は一枚のファイルで、メインのプログラム、解説を全部含んでいる、ということです。javascript によるプログラムなら、html、css、jsを全部含んでいます。
必要なライブラリは出来るかぎりCDNから、その他必要な場合は全て同梱します。
またプログラムの基本は vanilla (pure) javascript のみを使います。
TypeScript などの alt JS を用いていません。
解説しきれない部分は、どういったワードで検索するとよりいいか書いてあります。
「冒頭から読み進めていくだけで処理と実装の流れを理解する」ことに焦点を当てています。
使い方
このコードをコピーして、自分のフォルダに保存します。(index.html等の名前で保存してください)
そしてそれをGoogle Chromeで開くだけです。
コードは解説も含んでおり、初学者のために書いているため、中級以上のプログラマが初学者を育成する場面でもご利用いただけます。
丸コピで面接等に出すのはやめましょう。免責事項として、そういった際の一切の責任を負いません、よろしくお願いします。
ゲームの仕様
3マッチパズルです。
元祖といえる「Bejeweled」から「パズドラ」まで、様々に発展してきたパズルの原型です。
プレイヤーは駒を動かし、3マスそろうと駒が消えます。
今回はいくらでも動かせるようになっています。(通常、消えないところには動かせない、といった制約が加わります！)
コード本体
2020.03.14 初版
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<!DOCTYPE html> <html lang="ja" dir="ltr"> <head> <meta charset="utf-8"> <!-- まず文字コード指定 --> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"> <!-- viewport 指定 --> <script src="https://code.jquery.com/jquery-3.3.1.js"></script> <!-- jQueryをCDNから読み込みます。 --> <script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/underscore.js/1.12.0/underscore-min.js"></script> <!-- underscore.js を読み込みます。--> <title>3.Match.Puzzle</title> <style type="text/css"> *{box-sizing: border-box;} .board{ display: flex; flex-wrap: wrap; width: 200px; height: 240px; overflow:hidden; position: relative; background-color: #222;} .board div.c{ background-color: #222; width: 40px; height: 40px; } .board div.b{ background-color: white; transition: top,left 1s ease-out; width: 36px; height: 36px; border:2px solid silver; margin:2px; position: absolute; border-radius: 50%;} .board div.b1{ background-color: #ff1493;} .board div.b2{ background-color: #4169e1;} .board div.b3{ background-color: #008b8b;} .board div.b4{ background-color: #dc143c;} .board div.b5{ background-color: #ffd700;} .board div.b6{ background-color: #4b0082;} </style> </head> <body> <div class="board"> </div> <script> // ▼▼▼▼ 解説 ▼▼▼▼ // 1ページプログラミング <マッチ3パズル> // // マッチスリーゲーム(マッチスリーパズル)には様々な派生があります。 // 元祖といえる「Bejeweled」から「パズドラ」まで、ですね。 // 縦横で並んでいるところが入れ替え可能です。 // 今回はjqueryだけでなく、underscore.js を使って記述を簡略化していきます。 // 前回までは for を使った pure js で出来るだけ書いてきましたが、今回からライブラリを使っていきます。 // 利用するライブラリ // jQuery.js DOMの操作に使います。 // underscore.js 様々な便利関数があります。今回からこれを使っていきます。 // 盤面は 5 x 6 とします。 // [注意] 1ページプログラミング の まるばつとリバーシから先に読みましょう。 // 今回からゲームループも作成します。 // C++などの作ってみた動画では、whileのメインループがゲームループになることが多いですね。 // HTMLにおいて演出実装は CSS で大体可能なのですが、ゲームループがあった方がいい部分もあります。 // ここでは、独自にゲームループを実装します。 // ゲームループの部分は実装のコア中のコアです。 // 気軽にアクセスされては困るので、"privateである"という意味で、ダブルアンダースコアの接頭辞を付けます。 // Game Loop Start __TIMELINE = [] // ここに登録されているアクションを実行します。 __TIMELINEPRE = [] // まずここに登録され、その後、TIMELINEにのせます。これはタイムラインを整理するとき、新しく追加されるタイムラインが削除されるのを防ぎます。 function __gameLoop(){ let __newline = [] _.each( __TIMELINE, function(v,k){ v.frame(); v.count+=1; if( v.valid ){ __newline.push(v) } }) __TIMELINE = __newline.concat(__TIMELINEPRE) __TIMELINEPRE = [] setTimeout( __gameLoop, 1000/30 ) // 今回は setTimeoutを使います。 requestAnimationFrame もあります。(調べてみましょう) } __gameLoop() // 起動しておく // 駆動の基底となるオブジェクトを作成します。これを__proto__で継承元とします。 __GEARNODE = { // オブジェクトの動作パターンを組み込んで、動作を開始させるメソッドです。(タイムラインにのせます) on: function(actions){ this.actions = actions this.count = 0 this.valid = true __TIMELINEPRE.push( this ) return this }, off: function(){ // タイムラインから下ろします this.valid = false return this }, frame: function(){ // 動作パターンを解析し、動作を行います。複数動作が可能です。 let valid = false let self = this _.each( self.actions, function(v){ if( v.length < 2 ){ return } if( typeof v[1] != "function"){ return } if( typeof v[0] == "function" ){ if( v[0].apply(self) === true ){ valid = false v[1].apply(self); }else{ // 発火条件が揃わないとき、ずっと待機する valid = true } }else{ if( v[0].length == 2 ){ if( self.count <= v[0][1]){ valid = true } if( self.count >= v[0][0] && self.count <= v[0][1] ){ v[1].apply(self) } }else{ if( self.count <= v[0]){ valid = true } if( v[0] == self.count ){ v[1].apply(self) } } } }) // 全ての動作が終了するとき、自動的にタイムラインから外します。 if( valid === false ){ this.off() } } } // タイムラインに載せるための、基底オブジェクト を生成します。 function Gear(list){ // 名称は好みです this.__proto__ = __GEARNODE this.count = 0 this.valid = true self = this _.each( list, function(v,k){ self[k] = v }) } // あるタイミングで一度だけコールされる関数を登録します。 function actPhase(condition,dof){ let gear = new Gear() gear.on([ [condition,dof] ]) } // Game Loop End // ここからスリーマッチパズルの実装です。 // 定数を定義 NONE = 0 B1 = "b1" B2 = "b2" B3 = "b3" B4 = "b4" B5 = "b5" B6 = "b6" COLORS = [B1,B2,B3,B4,B5,B6] MAX_HEIGHT = 6 MAX_WIDTH = 5 CELL_WIDTH = 40 CELL_HEIGHT = 40 DURATION_X = _.shuffle(["1.1s", "1.3s", "1.2s", "1.5s", "1.2s"]) // これで落ちるタイミングがバラバラになります。 B_DIFF_X = 10 // ブロックと指先の誤差です B_DIFF_Y = 10 // U_** 全体で明示的に使うグローバル変数。 // あまり接頭辞を付けないスタイルなんですが、 // これらはあまりに "利用するときにそれが明示的にグローバルだと理解する" ことが大事なため、 // 接頭辞をつけます。G_** でないのはただの好みです。 U_PlayerBlock = null // Playerが操作するブロック U_EffectedBlocks = {} // Playerの操作で影響を受けたブロック U_SearchedBlocks = {} // 検索されたブロックのXYを格納 U_Board = [] // ブロック U_Cells = [] // ブロックの下のセル U_LOCK = false // 関数群を作成開始 // 全ての色からブロックの色を選びます。 // これはブロックの追加時に使います。 function selectBlockColor(){ return _.sample(COLORS) } // ブロックを選択します。boardの後ろ2、上2が同じとき、その色を除外し、 // 消えるブロックのない初期盤面を構築するための関数です。 function selectBlockColorWithout(nx, ny){ let colors = COLORS if( nx > 1 && U_Board[ny][nx-1].color == U_Board[ny][nx-2].color ){ colors = _.without(colors, U_Board[ny][nx-1].color ) } if( ny > 1 && U_Board[ny-1][nx].color == U_Board[ny-2][nx].color ){ colors = _.without(colors, U_Board[ny-1][nx].color) } return _.sample(colors) } // 取得された指先の位置から、セルの位置を算出する関数です。 function getCellFromPos(pageX,pageY){ return { x: parseInt( (pageX-B_DIFF_X) / CELL_WIDTH ), y: parseInt( (pageY-B_DIFF_Y) / CELL_HEIGHT ) } } // self を引数にする関数は、ブロックオブジェクトの中で使われる関数です。 function calcTop(y){ return y * CELL_HEIGHT} // Y座標 -> TOP (css) function calcLeft(x){ return x * CELL_WIDTH} // X座標 -> LEFT (css) function getTop(self){ return calcTop(self.cellY) } // 自身のY座標からTOP function getLeft(self){ return calcLeft(self.cellX)} // 自身のX座標からLEFT function setDropDuration(self){ self.dom.css("transition-duration",DURATION_X[self.cellX]) } // 演出用のcss設定 function clearDuration(self){ self.dom.css("transition-duration", "0s")} // 演出用のcssを解除 function getIniTop(self){ return -(CELL_HEIGHT * MAX_HEIGHT) + self.cellY * CELL_HEIGHT } // ブロックの初期位置を設定 // ブロックを落とす演出を作成。 function dropTo(self,x,y){ // x,y を実際の位置として決定。 setDropDuration(self) // 演出用のcss設定 self.cellX = x self.cellY = y self.gear.on([ [[1],function(){ // 1ms 後に 移動を開始 self.dom.css({top: calcTop(y), left: calcLeft(x)}) }], [[20],function(){ // 20ms 後に 演出用cssを解除 clearDuration(self) }] ]) } // フリック時の移動を行います。 // この関数は移動のみ行います。 function moveTo(self,x,y){ self.dom.css({"transition-duration":"0.2s"}) self.dom.css({top: calcTop(y), left: calcLeft(x)}) self.gear.on([ [[10],function(){ self.dom.css({"transition-duration":"0s"}) }] ]) } // ブロック内部のx,yプロパティを操作し、 // U_Boardに値を設定して、移動します。 function setTo(self,x,y){ self.cellX = x self.cellY = y U_Board[y][x] = self moveTo(self, x, y) } // プレイヤーが操作するブロックを元の位置に戻します。 function backPlayerBlock(e){ if( U_PlayerBlock != null ){ moveTo(U_PlayerBlock, U_PlayerBlock.cellX, U_PlayerBlock.cellY) backEffected() } } // プレイヤーブロックに影響を受けたブロックを元の位置に戻します。 function backEffected(){ _.each( U_EffectedBlocks, function(v,k){ moveTo(v,v.cellX,v.cellY) }) U_EffectedBlocks = {} } // プレイヤーブロックに影響を受けたブロックを確定します。 function setEffected(){ _.each( U_EffectedBlocks, function(v,k){ k = k.split("-") setTo(v, k[0], k[1]) }) U_EffectedBlocks = {} } // プレイヤーブロックに縦横隣接する位置かどうか判定します。 function isOnSideBlock(e){ let pos = getCellFromPos(e.pageX, e.pageY) // もし 操作中ブロックのcellだったら if(pos.x == U_PlayerBlock.cellX && pos.y == U_PlayerBlock.cellY){ return false } // 差分が1かどうか let diffX = Math.abs( pos.x - U_PlayerBlock.cellX ) let diffY = Math.abs( pos.y - U_PlayerBlock.cellY ) if( diffX < 2 && diffY < 2 && diffX + diffY < 2){ return true } return false } // 現在の位置のブロックと位置交換可能ならば、 交換します。 // 他の位置に移動した際、他の位置交換されたブロックを戻します。 function flickBlock(e){ let pos = getCellFromPos(e.pageX, e.pageY) if( isOnSideBlock(e) ){ backEffected() moveTo( U_Board[pos.y][pos.x], U_PlayerBlock.cellX, U_PlayerBlock.cellY ) U_EffectedBlocks[[U_PlayerBlock.cellX, U_PlayerBlock.cellY].join("-")] = U_Board[pos.y][pos.x] }else if((pos.x == U_PlayerBlock.cellX && pos.y == U_PlayerBlock.cellY)){ backEffected() } } // イベントリスナーを設定します。 // ブロックを持ちます。 // 各ブロックに設定します。 function touchBlock(e,self){ if( U_LOCK ){ return } U_PlayerBlock = self U_PlayerBlock.dom.css({zIndex:"10"}) } // ブロックを動かします。 // このリスナーは盤面全体に対して一度だけ設定します。 function moveBlock(e){ if( U_PlayerBlock != null ){ // 常にすこしずらして動かす U_PlayerBlock.dom.css({top: e.pageY-CELL_HEIGHT+B_DIFF_Y, left: e.pageX-CELL_WIDTH+B_DIFF_X}) if( e.pageX > CELL_WIDTH * MAX_WIDTH){ // 画面外に出たらもどす releaseBlock(e,self) return } if( e.pageY > CELL_HEIGHT * MAX_HEIGHT){ // 画面外に出たら戻す releaseBlock(e,self) return } flickBlock(e) } return true } $("body").mousemove(moveBlock) // 動きが画面外にいっても対応できるよう、画面外でも補足します。そのため、blockの中には入れられません。 // ブロックを手放します。 function releaseBlock(e,self){ if( U_PlayerBlock != null ){ let pos = getCellFromPos(e.pageX, e.pageY) if( isOnSideBlock(e) ){ setTo(U_PlayerBlock, pos.x, pos.y ) setEffected() }else{ backPlayerBlock(e) backEffected() } U_PlayerBlock.dom.css({zIndex:"0"}) U_PlayerBlock = null matchBlocks() } } // ブロックのマッチを行う関数を作成していきます。 // ブロックがマッチするかぎりマッチを続けます。 function matchBlocks(){ U_LOCK = true searchGameBoard() // マッチしていれば.... if( Object.keys(U_SearchedBlocks).length > 0 ){ deleteLines() // 削除したあと、ブロックをドロップ actPhase(function(){ return (Object.keys(U_SearchedBlocks).length == 0 )},function(){ dropLines() // ドロップしたあと、少しまってからもう一度マッチさせます。 actPhase([40],matchBlocks) }) }else{ U_LOCK = false } } function searchGameBoard(){ _.times( MAX_HEIGHT, function(y){ // 盤面は Y (縦) から _.times( MAX_WIDTH, function(x){ // [Y][X]で設定されています。 searchLines(x,y) }) }) } // X,Y を与えられた時、探索をスタートします。 // その四方に同じ色があればそれを U_SearchedBlocks に登録します。 // 同じ色であれば、さらに探索を続けます。 // U_SearchedBlocksのクリアは含まれていないことに注意( ここではクリアしてはいけない ) function searchLines(x,y,color,keep){ // 派生する let candidates = [[1,0],[-1,0],[0,1],[0,-1]] _.each( candidates, function(direction,i){ let color = U_Board[y][x].color let keep = [] keep.push([x,y].join("-")) let nx = x + direction[0] let ny = y + direction[1] if( typeof U_Board[ny] == "undefined"){ return } if( typeof U_Board[ny][nx] == "undefined"){ return } if( color == U_Board[ny][nx].color ){ // 次のカラーが同じ色ならば... searchLine(nx,ny,color,direction,keep) // 呼ぶ } }) } function searchLine(x,y,color,direction,keep){ // 自分自身を追加 keep.push([x,y].join("-")) // すでに三つ以上つながっているなら、登録処理 if( keep.length > 2 ){ _.each( keep, function(v){ if( typeof U_SearchedBlocks[v] == "undefined" ){ // まだ登録されていない let pos = v.split("-") U_SearchedBlocks[v] = U_Board[pos[1]][pos[0]] } }) } let nx = x + direction[0] let ny = y + direction[1] if( typeof U_Board[ny] == "undefined"){ return } if( typeof U_Board[ny][nx] == "undefined"){ return } if( color == U_Board[ny][nx].color ){ // 次のカラーが同じならば... searchLine(nx,ny,color,direction,keep) } } // 探し出されたブロックを削除する処理を行います。 function deleteLines(){ _.each( U_SearchedBlocks, function(v,k){ k = k.split("-") let x = k[0] let y = k[1] let target = U_Board[y][x] target.gear.on([ [[1],function(){ target.dom.css("transition","all 1s") target.dom.css( { opacity:0, height:CELL_HEIGHT + 20, width: CELL_WIDTH + 20, top: calcTop(target.cellY)-10, left: calcLeft(target.cellX)-10 }) }], [[20],function(){ // 30fpsなので、約一秒後に削除です target.dom.remove() U_Board[y][x] = null delete U_SearchedBlocks[k.join("-")] }] ]) }) } // 空いているマスにブロックを落としていきます。 function dropLines(){ _.times( MAX_HEIGHT, function(y1){ // 盤面は Y (縦) から y1 = (MAX_HEIGHT-1) - y1 _.times( MAX_WIDTH, function(x1){ // [Y][X]で設定されています。 x1 = (MAX_WIDTH-1) - x1 dropMe(x1,y1) }) }) } function searchUpBlock(x,y){ if( y == -1 ){ return null } if( U_Board[y][x] == null ){ return searchUpBlock(x,y-1) }else{ return U_Board[y][x] } } // 指定されたx,yから上に対してドロップを検索する。 // 空いているセルの数に合わせてドロップを作成する。 function dropMe(x1,y1){ let bl = U_Board[y1][x1] if( bl == null ){ // ここは空である bl2 = searchUpBlock(x1,y1-1) if( bl2 != null ){ U_Board[bl2.cellY][bl2.cellX] = null dropTo(bl2, x1, y1) U_Board[y1][x1] = bl2 }else{ U_Board[y1][x1] = new Block(x1, y1, selectBlockColor() ) } } } // Blockオブジェクトのコンストラクタを定義。 function Block( cellX, cellY, color ){ // this は javascript では特別なオブジェクトであり、コンテキストによって参照値がコロコロ変わります。 // よって this だと扱いにくいので、他の変数に入れます。self は 別言語(python とか)での this です。 let self = this self.color = color // boardにおける位置を記録 self.cellX = cellX // cellとしての場所X self.cellY = cellY // cellとしての場所Y self.gear = new Gear() // Gear生成。 self.gear.name = "ブロック("+cellX+","+cellY+")" self.dom = $("<div class='b'></div>") // DOMを生成 self.dom.addClass( color ) // 色を入れる self.dom.css({top: getIniTop(self) ,left: getLeft(self) }) // 初期値(画面外)を設定 $(".board").append(self.dom) // boardに追加 // 落とす演出を発火 dropTo(self,cellX,cellY) // イベントリスナーを紐付けます。 let downEvent = function(e){ touchBlock(e,self) return true } let upEvent = function(e){ releaseBlock(e,self) return true } self.dom.mousedown(downEvent) self.dom.mouseup(upEvent) } // 盤面を初期化。この時、3つ揃わないようにします。 function initializeGameBoard(){ _.times( MAX_HEIGHT, function(ny){ // 盤面は Y (縦) から _.times( MAX_WIDTH, function(nx){ // [Y][X]で設定されています。 if( nx == 0 ){ U_Board[ny] = [] U_Cells[ny] = [] } // 演出用にcellを追加 U_Cells[ny][nx] = $("<div class='c p_"+nx+"_"+ny+"'></div>") $(".board").append( U_Cells[ny][nx] ) // ブロックを追加 U_Board[ny][nx] = new Block(nx, ny, selectBlockColorWithout(nx,ny) ) }) }) } $(function(){ // loadを待ってから諸々設定するため、 $() の中に入れます。 // 盤面を初期化します。 initializeGameBoard() }) </script> </body> </html> |
