python - 消除 "Game"单例中的耦合和全局状态

Question

我正在开发一款游戏(编写我自己的物理引擎)，并尝试在编写游戏时遵循良好的设计。最近，我遇到了很多难以发现的错误，为了更容易发现这些错误，我一直在尝试编写单元测试。这很难做到，因为我的很多组件都是紧密耦合的，尤其是 game 模块。

在我的 game 模块中，我导出了一个单例类实例，它保存了当前的游戏状态、时间、游戏事件等。但是，在阅读之后 this通过研究如何减少这种耦合，我决定尝试重写类，使其不再是单例。

想法是使用 GameState 类，并在各处传递这些对象，以便单元测试可以为测试创建最小状态。大多数功能然后只是成为游戏状态的功能，并返回一个新的游戏状态。但是，我遇到了一些设计问题:

我的实体对象的位置和速度是根据当前时间计算的 python 属性。这意味着我不能简单地传入一个 GameState 对象而不将其重写为函数(导致语法错误)。代码示例:

class Entity:
    @property
    def position(self):
        """Interpolate the position from the last known position from that time."""
        # Here, the game class instance is referenced directly, creating coupling.
        dt = game.game_time - self._last_valid_time
        # x_f = x_i + v_i*t + 1/2 at^2
        return self._position + self._velocity * dt + .5 * self._acceleration * dt**2

我已经研究了如何解决这个问题，并遇到了 Dependency Injection .本质上，我可以将 GameState“getter”对象传递到每个实体的初始化程序中。所有 GameState 的“getter”对象都会简单地返回当前状态。 GameStateGetter 类示例:

class GameStateGetter:
    _CurrentState = None

    def update(self, new_state):
        GameStateGetter._CurrentState = new_state

    def __getattr__(self, name):
        # GameState object properties are immutable, so this can't cause issues
        return getattr(GameStateGetter._CurrentState, name)

现在回答我的问题。

• 使用 GameState“getter”对象会是个好主意吗？

一个问题是用于更新当前游戏状态的接口(interface)(我已经定义了一个update 方法，但这似乎是一个奇怪的接口(interface))。此外，鉴于全局变量的问题是不可预测的程序状态，这并不能真正阻止它。

• 是否有另一种方法可以将 game 依赖项“注入(inject)”到 Entity 类的 position 属性？

理想情况下，我想让事情变得简单。 GameStateGetter 类听起来很抽象(即使实现很简单)。如果我的属性可以隐式传递当前状态就好了。

在此先感谢您提供的任何帮助!

Answer 1

将 GameStateProvider 注入(inject)到 Entity 构造函数中是一个非常简单的起点，当您的逻辑变得更加复杂时，它会为您留下一些可以重构的东西。

不过，当状态发生变化时，无需为每个Entity 更新一个新状态。如果提供者是一个对象，默认情况下它是可变的。 (为什么你想要一些一直在变化的东西，游戏状态，是不可变的，无论如何？)你可以改变提供者的 current_time 属性，然后任何时候有东西得到 position 它将包含正确的值。

模式看起来像这样:

class Entity(object):

   def __init__(self, game_state_provider):
      self.provider = game_state_provider

   @property
   def position(self):
      # lazily evaluate position as a function of the current time
      if self._last_valid_time == self.provider.current_time:
         return self._position
      self._last_valid_time = self.provider.current_time
      self._position = // insert physics here
      return self._position