haskell - 如何在 Haskell 中建模 2D 世界

Question

我在做游戏。游戏由一个无限平面组成。单位必须在一个离散的正方形上，因此可以使用简单的 Location { x :: Int, y :: Int } 来定位它们。

可能有很多种Unit s。有些可能是生物，有些只是物体，例如一 block 石头或木头(想想那里的 2d minecraft)。许多将是空的(只是草或其他)。

你会如何在 Haskell 中建模呢？我已经考虑过执行以下操作，但是 Object vs Creature 呢？他们可能有不同的领域？在 Unit 上将它们全部标准化？

data Unit = Unit { x :: Int, y :: Int, type :: String, ... many shared properties... }

我也考虑过有一个位置类型

data Location = Location { x :: Int, y :: Int, unit :: Unit } 
-- or this
data Location = Location { x :: Int, y :: Int }
data Unit = Unit { unitFields... , location :: Location }

你有什么想法？在 OO 语言中，我可能会有 Location或 Unit相互继承，并使特定类型的 Unit 相互继承。

另一个考虑因素是这将通过网络发送大量这些对象，因此我需要将它们序列化为 JSON 以在客户端使用，并且不想编写大量的解析样板。

Answer 1

Location只是一个简单的二维Point类型。

我建议不要绑定(bind) Unit s 到他们所在的位置；只需使用 Map Location Unit处理网格上位置之间的 map 以及那里存在什么(如果有的话)。

至于具体类型Unit去吧，我至少会建议将公共(public)字段分解为数据类型:

data UnitInfo = UnitInfo { ... }

data BlockType = Grass | Wood | ...

data Unit
  = NPC UnitInfo AgentID
  | Player UnitInfo PlayerID
  | Block UnitInfo BlockType

或类似的。

通常，将常见的事物分解到它们自己的数据类型中，并尽可能保持数据简单和“隔离”(即将诸如“这个单元在什么位置？”之类的东西移动到将两者关联起来的单独结构中，以便单独的数据-类型尽可能“永恒”、可重用和抽象)。

拥有 String对于 Unit 的“类型”是 Haskell 中一个强大的反模式；它通常表明您正在尝试使用数据类型实现动态类型或 OOP 结构，这是不合适的。

您的 JSON 要求使事情变得复杂，但是 this FAQ entry展示了一个很好的例子，说明如何在没有 String 的情况下在 Haskell 中惯用地实现这种通用性。打字或花哨的类型类黑客，使用函数和数据类型作为抽象的主要单位。当然，前者会给你带来麻烦；很难将函数序列化为 JSON。但是，您可以维护来自 ADT 的 map ，该 map 表示生物或方 block 的“类型”等，以及它的实际实现:

-- records containing functions to describe arbitrary behaviour; see FAQ entry
data BlockOps = BlockOps { ... }
data CreatureOps = CreatureOps { ... }
data Block = Block { ... }
data Creature = Creature { ... }
data Unit = BlockUnit Block | CreatureUnit Creature
newtype GameField = GameField (Map Point Unit)

-- these types are sent over the network, and mapped *back* to the "rich" but
-- non-transferable structures describing their behaviour; of course, this means
-- that BlockOps and CreatureOps must contain a BlockType/CreatureType to map
-- them back to this representation
data BlockType = Grass | Wood | ...
data CreatureType = ...
blockTypes :: Map BlockType BlockOps
creatureTypes :: Map CreatureType CreatureOps

这让您拥有典型 OOP 结构的所有可扩展性和不重复自己的性质，同时保持功能简单并允许简单的网络传输游戏状态。

通常，您应该避免考虑继承和其他 OOP 概念；相反，尝试从功能和更简单结构的组合来考虑动态行为。函数是函数式编程中最强大的工具，因此得名，它可以表示任何复杂的行为模式。最好不要让网络播放等要求影响您的基本设计；就像上面的例子一样，几乎总是可以将这些东西放在为表现力和简单性而构建的设计之上，而不是像通信格式这样的限制。