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Design Patterns na Programação de Jogo

Palestra apresentada no GameDays 2015 na Unicsul em São Paulo.

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Design Patterns na Programação de Jogo

  1. 1. DESIGN PATTERNS NA PROGRAMAÇÃO DE JOGOS Bruno Cicanci @ GameDays 2015
  2. 2. LIVROS
  3. 3. DESIGN PATTERNS ➤ Command ➤ Flyweight ➤ Observer ➤ Prototype ➤ States ➤ Singleton
  4. 4. COMMAND Padrão comportamental de objetos
  5. 5. “Encapsular uma solicitação como um objeto, desta forma permitindo parametrizar clientes com diferentes solicitações, enfileirar ou fazer o registro (log) de solicitações e suportar operações que podem ser desfeitas. GAMMA, Erich et al. Design Patterns: soluções reutilizáveis de software orientado a objetos. Porto Alegre: Bookman, 2000. 222 p.
  6. 6. COMMAND: O PROBLEMA void InputHandler::handleInput() { if (isPressed(BUTTON_X)) jump(); else if (isPressed(BUTTON_Y)) fireGun(); else if (isPressed(BUTTON_A)) swapWeapon(); else if (isPressed(BUTTON_B)) reloadWeapon(); }
  7. 7. COMMAND: A SOLUÇÃO class Command { public: virtual ~Command() {} virtual void execute() = 0; }; class JumpCommand : public Command { public: virtual void execute() { jump(); } }; void InputHandler::handleInput() { if (isPressed(BUTTON_X)) buttonX_->execute(); else if (isPressed(BUTTON_Y)) buttonY_->execute(); else if (isPressed(BUTTON_A)) buttonA_->execute(); else if (isPressed(BUTTON_B)) buttonB_->execute(); }
  8. 8. COMMAND: EXEMPLOS DE USO
  9. 9. FLYWEIGHT Padrão estrutural de objetos
  10. 10. “Usar compartilhamento para suportar eficientemente grandes quantidades de objetos de granularidade fina. GAMMA, Erich et al. Design Patterns: soluções reutilizáveis de software orientado a objetos. Porto Alegre: Bookman, 2000. 187 p.
  11. 11. FLYWEIGHT: O PROBLEMA class Tree { private: Mesh mesh_; Texture bark_; Texture leaves_; Vector position_; double height_; double thickness_; Color barkTint_; Color leafTint_; };
  12. 12. FLYWEIGHT: A SOLUÇÃO class TreeModel { private: Mesh mesh_; Texture bark_; Texture leaves_; }; class Tree { private: TreeModel* model_; Vector position_; double height_; double thickness_; Color barkTint_; Color leafTint_; };
  13. 13. FLYWEIGHT: EXEMPLOS DE USO
  14. 14. OBSERVER Padrão comportamental de objetos
  15. 15. “Definir uma dependência um-para-muitos entre objetos, de maneira que quando um objeto muda de estado todos os seus dependentes são notificados e atualizados automaticamente. GAMMA, Erich et al. Design Patterns: soluções reutilizáveis de software orientado a objetos. Porto Alegre: Bookman, 2000. 274 p.
  16. 16. OBSERVER: O PROBLEMA void Physics::updateEntity(Entity& entity) { bool wasOnSurface = entity.isOnSurface(); entity.accelerate(GRAVITY); entity.update(); if (wasOnSurface && !entity.isOnSurface()) { notify(entity, EVENT_START_FALL); } }
  17. 17. OBSERVER: A SOLUÇÃO - PARTE 1 class Observer { public: virtual ~Observer() {} virtual void onNotify(const Entity& entity, Event event) = 0; }; class Achievements : public Observer { public: virtual void onNotify(const Entity& entity, Event event) { switch (event) { case EVENT_ENTITY_FELL: if (entity.isHero() && heroIsOnBridge_) { unlock(ACHIEVEMENT_FELL_OFF_BRIDGE); } break; } } };
  18. 18. OBSERVER: A SOLUÇÃO - PARTE 2 class Physics : public Subject { public: void updateEntity(Entity& entity); }; class Subject { private: Observer* observers_[MAX_OBSERVERS]; int numObservers_; protected: void notify(const Entity& entity, Event event) { for (int i = 0; i < numObservers_; i++) { observers_[i]->onNotify(entity, event); } } };
  19. 19. OBSERVER: EXEMPLOS DE USO
  20. 20. PROTOTYPE Padrão de criação de objetos
  21. 21. “Especificar os tipos de objetos a serem criados usando uma instância-protótipo e criar novos objetos pela cópia desse protótipo. GAMMA, Erich et al. Design Patterns: soluções reutilizáveis de software orientado a objetos. Porto Alegre: Bookman, 2000. 121 p.
  22. 22. PROTOTYPE: O PROBLEMA class Monster { // Stuff... }; class Ghost : public Monster {}; class Demon : public Monster {}; class Sorcerer : public Monster {}; class Spawner { public: virtual ~Spawner() {} virtual Monster* spawnMonster() = 0; }; class GhostSpawner : public Spawner { public: virtual Monster* spawnMonster() { return new Ghost(); } };
  23. 23. PROTOTYPE: A SOLUÇÃO - PARTE 1 class Monster { public: virtual ~Monster() {} virtual Monster* clone() = 0; // Other stuff... }; class Ghost : public Monster { public: Ghost(int health, int speed) : health_(health), speed_(speed) {} virtual Monster* clone() { return new Ghost(health_, speed_); } private: int health_; int speed_; };
  24. 24. PROTOTYPE: A SOLUÇÃO - PARTE 2 class Spawner { public: Spawner(Monster* prototype) : prototype_(prototype) {} Monster* spawnMonster() { return prototype_->clone(); } private: Monster* prototype_; };
  25. 25. PROTOTYPE: EXEMPLOS DE USO
  26. 26. STATE Padrão comportamental de objetos
  27. 27. “Permite a um objeto alterar seu comportamento quando o seu estado interno muda. O objeto parecerá ter mudado sua classe. GAMMA, Erich et al. Design Patterns: soluções reutilizáveis de software orientado a objetos. Porto Alegre: Bookman, 2000. 284 p.
  28. 28. STATE: O PROBLEMA void Heroine::handleInput(Input input) { if (input == PRESS_B) { if (!isJumping_ && !isDucking_) { // Jump... } } else if (input == PRESS_DOWN) { if (!isJumping_) { isDucking_ = true; } } else if (input == RELEASE_DOWN) { if (isDucking_) { isDucking_ = false; } } }
  29. 29. STATE: A SOLUÇÃO void Heroine::handleInput(Input input) { switch (state_) { case STATE_STANDING: if (input == PRESS_B) { state_ = STATE_JUMPING; } else if (input == PRESS_DOWN) { state_ = STATE_DUCKING; } break; case STATE_JUMPING: if (input == PRESS_DOWN) { state_ = STATE_DIVING; } break; case STATE_DUCKING: if (input == RELEASE_DOWN) { state_ = STATE_STANDING; } break; } }
  30. 30. STATE: EXEMPLOS DE USO
  31. 31. SINGLETON Padrão de criação de objetos
  32. 32. “Garantir que uma classe tenha somente uma instância E fornecer um ponto global de acesso para a mesma. GAMMA, Erich et al. Design Patterns: soluções reutilizáveis de software orientado a objetos. Porto Alegre: Bookman, 2000. 130 p.
  33. 33. “(…) friends don’t let friends create singletons. NYSTROM, Robert. Game Programing Patterns. Middletown: Genever Bening, 2014. 31 p.
  34. 34. SINGLETON: O PROBLEMA E A SOLUÇÃO class FileSystem { public: static FileSystem& instance() { if (instance_ == NULL) instance_ = new FileSystem(); return *instance_; } private: FileSystem() {} static FileSystem* instance_; };
  35. 35. SINGLETON: SUGESTÕES DE USO class FileSystem { public: FileSystem() { assert(!instantiated_); instantiated_ = true; } ~FileSystem() { instantiated_ = false; } private: static bool instantiated_; }; bool FileSystem::instantiated_ = false;
  36. 36. OUTROS DESIGN PATTERNS ➤ Double Buffer ➤ Game Loop ➤ Update Method ➤ Bytecode ➤ Subclass Sandbox ➤ Type Object ➤ Component ➤ Event Queue ➤ Service Locator ➤ Data Locality ➤ Dirty Flag ➤ Object Pool ➤ Spatial Partition ➤ Abstract Factory ➤ Builder ➤ Factory Method ➤ Adapter ➤ Bridge ➤ Composite ➤ Decorator ➤ Facade ➤ Proxy ➤ Chain of Responsibility ➤ Interpreter ➤ Iterator ➤ Mediator ➤ Memento ➤ Strategy ➤ Template Method ➤ Visitor
  37. 37. HTTP://GAMEPROGRAMMINGPATTERNS.COM
  38. 38. OUTROS LIVROS Programação Code Complete Clean Code Programação de Jogos Game Programming Patterns Game Programming Algorithms and Techniques Game Coding Complete Inteligência Artificial Programming Game AI by Example Física Physics for Game Developers Computação Gráfica 3D Math Primer for Graphics and Game Game Design Game Design Workshop Level Up! The Guide to Great Game Design Produção The Game Production Handbook Agile Game Development with Scrum
  39. 39. HTTP://GAMEDEVELOPER.COM.BR
  40. 40. OBRIGADO! bruno@gamedeveloper.com.br @cicanci

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  • GregorDrebesAlmeida

    Nov. 26, 2015

Palestra apresentada no GameDays 2015 na Unicsul em São Paulo.

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