Escrever um jogo é uma ótima maneira de se começar a programar, principalmente pois diversas pessoas começaram a programar por que queriam criar jogos para computadores ou até mesmo video game. Inclusive, um dos meus primeiros "projetos" foi um joguinho, ainda quando cursava o curso técnico em Informática Industrial, em 2010.
No curso, utilizávamos Python e implementamos um slide puzzle. Foi bem desafiador na época, pois tive que entender da mecânica do jogo, de como criar uma GUI, mas entreguei o projeto. Quando comecei a trabalhar com Ruby, também fiz uma implementação para comparar com o que já tinha feito em Python.
Decidi então escrever um sliding puzzle usando Go. O primeiro passo foi escrever o que chamei de core, ou seja, a parte principal do jogo. Para isso, defini uma estrutura chamada Play que contém o tabuleiro e as posições x e y do valor nulo. O tabuleiro pode ser representado com um array, contudo acho mais simples uma representação usando uma matriz quadrada, e pro nosso caso, escolhi uma 3x3. Para representar o valor nulo, o valor escolhido foi o 0.
var DEFAULT_TABLE = [3][3]int{{1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 0}}
type Play struct {
Table [3][3]int
EmptyRow int
EmptyCol int
}
Depois precisamos gerar uma nova partida com um tabuleiro aleatório. Para embalharar, percorremos cada célula do tabuleiro e trocamos por outra de aleátoria. Isso nos garante que vamos ter o mínimo de embaralhamento em nosso tabuleiro.
func NewPlay() *Play {
t, x, y := generateRandomTable()
return &Play{
Table: t,
EmptyRow: x,
EmptyCol: y,
}
}
func generateRandomTable() ([3][3]int, int, int) {
t := DEFAULT_TABLE
s := 3
xEmpty := 0
yEmpty := 0
for i, r := range t {
for j := range r {
x := rand.Intn(s)
y := rand.Intn(s)
t[i][j], t[x][y] = t[x][y], t[i][j]
if t[i][j] == 0 {
xEmpty = i
yEmpty = j
}
if t[x][y] == 0 {
xEmpty = x
yEmpty = y
}
}
}
return t, xEmpty, yEmpty
}
O próximo passo foi implementar os movimentos de subida, descida, direita e esquerda. Aqui vamos sempre olhar para o valor nulo e é ele que vamos movimentar. Caso não seja possível andar com o 0, nós retornamos um erro.
func (p *Play) Up() error {
if p.EmptyRow == 0 {
return fmt.Errorf("can't move up")
}
p.Table[p.EmptyRow][p.EmptyCol], p.Table[p.EmptyRow-1][p.EmptyCol] = p.Table[p.EmptyRow-1][p.EmptyCol], p.Table[p.EmptyRow][p.EmptyCol]
p.EmptyRow = p.EmptyRow - 1
return nil
}
func (p *Play) Down() error {
if p.EmptyRow == 2 {
return fmt.Errorf("can't move down")
}
p.Table[p.EmptyRow][p.EmptyCol], p.Table[p.EmptyRow+1][p.EmptyCol] = p.Table[p.EmptyRow+1][p.EmptyCol], p.Table[p.EmptyRow][p.EmptyCol]
p.EmptyRow = p.EmptyRow + 1
return nil
}
func (p *Play) Left() error {
if p.EmptyCol == 0 {
return fmt.Errorf("can't move left")
}
p.Table[p.EmptyRow][p.EmptyCol], p.Table[p.EmptyRow][p.EmptyCol-1] = p.Table[p.EmptyRow][p.EmptyCol-1], p.Table[p.EmptyRow][p.EmptyCol]
p.EmptyCol = p.EmptyCol - 1
return nil
}
func (p *Play) Right() error {
if p.EmptyCol == 2 {
return fmt.Errorf("can't move right")
}
p.Table[p.EmptyRow][p.EmptyCol], p.Table[p.EmptyRow][p.EmptyCol+1] = p.Table[p.EmptyRow][p.EmptyCol+1], p.Table[p.EmptyRow][p.EmptyCol]
p.EmptyCol = p.EmptyCol + 1
return nil
}
Por fim, nos resta só verificar se o tabuleiro está num estado de vitória ou não.
func (p *Play) IsWin() bool {
return p.Table == DEFAULT_TABLE
}
A primeira interface gráfica que implementei foi para o STDOUT do terminal. Para seguir a interface de View, precisamos apenas definir uma função de Render. Definimos também as teclas que são utilizáveis e ficamos num loop que se quebra em duas situações:
- ou o usuário apertou a tecla de saída
- ou o usuário venceu a partida
var KEYS = map[string]string{
"up": "w",
"left": "a",
"down": "s",
"right": "d",
"quit": "q",
}
type Stdout struct {
Play *core.Play
}
func NewStdout() *Stdout {
return &Stdout{Play: core.NewPlay()}
}
func (s *Stdout) Render() {
k := ""
w := false
for !w && !isQuit(k) {
s.printTable()
k = getMove()
err := s.move(k)
if err != nil {
fmt.Println(err)
}
w = s.Play.IsWin()
}
if w {
fmt.Println("You win!")
}
}
func (s *Stdout) move(k string) error {
switch k {
case KEYS["up"]:
return s.Play.Up()
case KEYS["left"]:
return s.Play.Left()
case KEYS["down"]:
return s.Play.Down()
case KEYS["right"]:
return s.Play.Right()
case KEYS["quit"]:
return nil
default:
return fmt.Errorf("Invalid key. Play again.")
}
}
func (s *Stdout) printTable() {
for _, row := range s.Play.Table {
for _, col := range row {
fmt.Printf("%d ", col)
}
fmt.Printf("\n")
}
}
func isQuit(k string) bool {
return KEYS["quit"] == k
}
func getMove() string {
reader := bufio.NewReader(os.Stdin)
t, _ := reader.ReadString('\n')
return strings.TrimSuffix(t, "\n")
}
Contudo, ao jogar algumas vezes percebi que algumas vezes o jogo era impossível de ser resolvido. Pesquisando, descobri que o problema vem do meu algoritmo de embaralhamento. Ao trocar uma célula por outra, fazemos algumas trocas que nunca seriam realizadas em um tabuleiro físico. Mas, para nossa sorte, isso é possível de identificar e resolver ao contar o número de inversões necessárias para resolver o jogo. Se o número for par ele é solucionável e se for impar, não.
func solvablePuzzle(t [3][3]int) bool {
inversions := 0
for i, r := range t {
for j, c := range r {
if c == 0 {
continue
}
for x := i; x < 3; x++ {
for y := 0; y < 3; y++ {
if x == i && y <= j {
continue
}
if t[x][y] == 0 {
continue
}
if t[x][y] < c {
inversions += 1
}
}
}
}
}
if inversions%2 == 0 {
return true
}
return false
}
Caso o jogo seja insolucionável, realizamos uma última troca e garantimos que o jogo tenha uma solução.
func generateRandomTable() ([3][3]int, int, int) {
// ...
if !solvablePuzzle(t) {
t[0][0], t[0][1] = t[0][1], t[0][0]
}
return t, xEmpty, yEmpty
}
Finalmente temos nosso jogo funcional! Podemos agora implementar uma GUI para o nosso sliding puzzle! Escolhi a biblioteca Ebiten, uma engine open source que nos permite criar jogos 2D. Ela nos obriga a implementar uma interface que define as funções Update, Draw e Layout.
A função Layout é a mais simples delas: define o tamanho da janela.
func (u *UI) Layout(outsideWidth, outsideHeight int) (screenWidth, screenHeight int) {
return 900, 900
}
Já a função Draw é responsável por desenhar a sua tela e é executada a cada frame. Para representar nosso tabuleiro, decidi utilizar imagens de 300x300, para cada um dos números válidos. Assim, a cada iteração, a função pega o valor do tabuleiro e representa visualmente. Se o jogo estiver num estado de vitória, ele exibe uma imagem de parabéns!
//go:embed assets/*
var assets embed.FS
func (u *UI) Draw(screen *ebiten.Image) {
for x, row := range u.Play.Table {
for y, value := range row {
if value == 0 {
continue
}
img := loadImage(fmt.Sprint(value))
op := &ebiten.DrawImageOptions{}
fX := float64(x)
fY := float64(y)
op.GeoM.Translate(300*fY, 300*fX)
screen.DrawImage(img, op)
}
}
if u.Play.IsWin() {
screen.Clear()
img := loadImage("win")
screen.DrawImage(img, nil)
}
}
func loadImage(name string) *ebiten.Image {
fName := fmt.Sprintf("assets/%s.png", name)
f, err := assets.Open(fName)
if err != nil {
panic(err)
}
defer f.Close()
img, _, err := image.Decode(f)
if err != nil {
panic(err)
}
return ebiten.NewImageFromImage(img)
}
A função Update é responsável por atualizar o estado do jogo, ou seja, de fato realizar alguma ação no tabuleiro. Definimos aqui qual o comportamento esperado ao se apertar alguma tecla. No core, nós mapeamos qualquer ação ao valor zero, contudo, ao traduzir isso para uma GUI, faz mais sentido inverter a lógica. O usuário aperta para baixo, pois quer mover o número para baixo e não o zero.
func (u *UI) Update() error {
if inpututil.IsKeyJustPressed(ebiten.KeyQ) {
return fmt.Errorf("Quit")
}
if u.Play.IsWin() {
return nil
}
if inpututil.IsKeyJustPressed(ebiten.KeyDown) {
u.Play.Up()
}
if inpututil.IsKeyJustPressed(ebiten.KeyUp) {
u.Play.Down()
}
if inpututil.IsKeyJustPressed(ebiten.KeyLeft) {
u.Play.Right()
}
if inpututil.IsKeyJustPressed(ebiten.KeyRight) {
u.Play.Left()
}
return nil
}
E por fim, definimos também nossa função Render, para seguir nosso contrato de UI.
type UI struct {
Play *core.Play
}
func NewUI() *UI {
return &UI{Play: core.NewPlay()}
}
func (u *UI) Render() {
ebiten.SetWindowSize(900, 900)
ebiten.SetWindowTitle("Puzzle Game")
if err := ebiten.RunGame(u); err != nil {
log.Fatal(err)
}
}
Temos nosso jogo pronto! Foi um projeto bem interessante de se criar e me mostrou que implementar joguinhos é sempre uma ótima maneira de se aprender conceitos novos e reforçar conhecimentos em alguma linguagem de programação. Além disso, o Ebitten nos permite criar jogos 2D usando a nossa linguagem favorita e distribuir para diversas plataformas, até mesmo para Web usando WebAssembly ou XBOX. Se quiser executar o código fonte, ele se encontra aqui. Me diga o que você achou dessa postagem nos comentários e fica uma pergunta: qual jogo você quer criar usando Go?
Você também pode ler essas e outras postagens em meu blog pessoal!
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