Electron for 鸿蒙PC项目实战案例之数独游戏

国服第二切图仔2025-12-03 19:40

项目概述

本项目是一个基于Electron 开发的数独游戏应用，专为鸿蒙PC平台设计。通过本项目，开发者可以学习如何使用Electron框架构建桌面游戏应用，同时掌握数独算法的核心实现和交互式游戏界面开发。

技术要点

核心技术

  • 数独生成算法：使用回溯法生成完整且有效的数独解决方案
  • 难度控制：通过动态调整移除的单元格数量实现不同难度级别
  • 交互式用户界面：提供直观的游戏操作体验
  • 错误检测：实时验证用户输入的数字有效性

主要功能

  • 三种难度级别（简单、中等、困难）
  • 新游戏生成功能
  • 自动求解功能
  • 实时输入验证
  • 游戏状态提示

Electron特性应用

  • 使用Electron主进程和渲染进程架构
  • 进程间通信机制（通过preload.js）
  • 响应式界面设计，适配不同屏幕尺寸
  • 跨平台桌面应用打包支持

项目结构

复制代码 
sudoku/
├── package.json     # 项目配置和依赖
├── main.js         # Electron主进程代码
├── preload.js      # 预加载脚本，用于进程间通信
├── index.html      # 应用主界面
├── renderer.js     # 渲染进程代码，游戏逻辑实现
├── style.css       # 应用样式
└── README.md       # 项目文档（当前文件）

鸿蒙适配后结构（需整合到 Electron 鸿蒙项目模板中）：

plaintext 复制代码 
ohos_hap/
├── electron/
│   ├── libs/
│   │   └── arm64-v8a/  # 鸿蒙核心库文件
│   │       ├── libelectron.so
│   │       ├── libadapter.so
│   │       ├── libffmpeg.so
│   │       └── libc++_shared.so
├── web_engine/
│   └── src/
│       └── main/
│           └── resources/
│               └── resfile/
│                   └── resources/
│                       └── app/  # 放置electron应用代码
│                           ├── main.js
│                           ├── package.json
│                           └── src/
└── module.json5        # 鸿蒙应用配置文件

实现细节

数独生成与求解

  • 生成算法：使用回溯法创建完整的数独解决方案，确保每行、每列和每个3x3子网格都包含1-9的数字且不重复
  • 难度实现：通过随机移除不同数量的单元格实现难度调节，简单模式移除30个单元格，中等模式移除45个，困难模式移除60个
  • 求解逻辑：保留生成时的解决方案，用于自动求解功能和验证用户输入

用户界面设计

  • 棋盘布局：使用CSS Grid布局创建9x9的数独棋盘，并通过边框样式区分3x3子网格
  • 交互设计：支持单元格选择和键盘数字输入，提供视觉反馈
  • 状态显示：实时显示游戏状态信息和错误提示

核心代码模块

javascript 复制代码 
// 数独生成核心函数
generateCompleteSudoku() {}

// 填充数独网格（回溯算法）
fillGrid(grid) {}

// 验证移动有效性
isValidMove(grid, row, col, num) {}

// 渲染棋盘
export function renderBoard() {}

// 自动求解函数
solveSudoku() {}

render.js 代码示例

javascript 复制代码 
document.addEventListener('DOMContentLoaded', () => {
  const sudokuBoard = document.getElementById('sudoku-board');
  const newGameButton = document.getElementById('newGame');
  const solveButton = document.getElementById('solve');
  const difficultySelect = document.getElementById('difficulty');
  const statusElement = document.getElementById('status');

  let board = [];
  let solution = [];
  let selectedCell = null;

  // 初始化棋盘
  function initializeBoard() {
    sudokuBoard.innerHTML = '';
    for (let i = 0; i < 81; i++) {
      const cell = document.createElement('div');
      cell.classList.add('cell');
      cell.dataset.index = i;
      cell.addEventListener('click', () => selectCell(cell));
      sudokuBoard.appendChild(cell);
    }
    
    // 添加键盘事件监听
    document.addEventListener('keydown', handleKeyPress);
  }

  // 选择单元格
  function selectCell(cell) {
    // 移除之前选中单元格的高亮
    if (selectedCell) {
      selectedCell.style.backgroundColor = selectedCell.classList.contains('fixed') ? '#f0f0f0' : 'white';
    }
    
    // 设置新选中的单元格
    selectedCell = cell;
    cell.style.backgroundColor = '#e3f2fd';
  }

  // 处理键盘输入
  function handleKeyPress(event) {
    if (!selectedCell || selectedCell.classList.contains('fixed')) return;
    
    const value = event.key;
    const validNumbers = ['1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9'];
    const index = parseInt(selectedCell.dataset.index);
    const row = Math.floor(index / 9);
    const col = index % 9;
    
    if (validNumbers.includes(value)) {
      // 检查数字是否有效
      if (isValidMove(solution, row, col, parseInt(value))) {
        selectedCell.textContent = value;
        board[row][col] = parseInt(value);
        selectedCell.classList.remove('error');
        
        // 检查游戏是否完成
        if (isBoardComplete()) {
          showStatus('恭喜，你成功完成了数独！', 'success');
        }
      } else {
        selectedCell.textContent = value;
        selectedCell.classList.add('error');
        showStatus('无效的数字，请重新尝试！', 'error');
      }
    } else if (value === 'Backspace' || value === 'Delete') {
      selectedCell.textContent = '';
      board[row][col] = 0;
      selectedCell.classList.remove('error');
      showStatus('', '');
    }
  }

  // 显示状态信息
  function showStatus(message, type) {
    statusElement.textContent = message;
    statusElement.className = 'status';
    if (type) {
      statusElement.classList.add(type);
    }
  }

  // 生成新游戏
  function generateNewGame() {
    const difficulty = difficultySelect.value;
    let cellsToRemove = 30; // 默认简单难度
    
    if (difficulty === 'medium') {
      cellsToRemove = 45;
    } else if (difficulty === 'hard') {
      cellsToRemove = 60;
    }
    
    // 生成完整的数独解
    solution = generateCompleteSudoku();
    
    // 复制解决方案作为游戏板
    board = JSON.parse(JSON.stringify(solution));
    
    // 随机移除单元格
    removeRandomCells(board, cellsToRemove);
    
    // 渲染棋盘
    renderBoard();
    showStatus('游戏开始！请填入数字完成数独。', '');
  }

  // 渲染棋盘
  function renderBoard() {
    for (let row = 0; row < 9; row++) {
      for (let col = 0; col < 9; col++) {
        const index = row * 9 + col;
        const cell = sudokuBoard.children[index];
        const value = board[row][col];
        
        cell.textContent = value !== 0 ? value : '';
        cell.classList.remove('fixed', 'editable', 'error');
        
        if (value !== 0) {
          cell.classList.add('fixed');
        } else {
          cell.classList.add('editable');
        }
      }
    }
    
    // 重置选中的单元格
    if (selectedCell) {
      selectedCell.style.backgroundColor = selectedCell.classList.contains('fixed') ? '#f0f0f0' : 'white';
      selectedCell = null;
    }
  }

  // 生成完整的数独解
  function generateCompleteSudoku() {
    const grid = Array(9).fill().map(() => Array(9).fill(0));
    fillGrid(grid);
    return grid;
  }

  // 填充数独网格
  function fillGrid(grid) {
    for (let row = 0; row < 9; row++) {
      for (let col = 0; col < 9; col++) {
        if (grid[row][col] === 0) {
          // 随机生成数字1-9
          const numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9];
          shuffleArray(numbers);
          
          for (let num of numbers) {
            if (isValidMove(grid, row, col, num)) {
              grid[row][col] = num;
              
              if (fillGrid(grid)) {
                return true;
              }
              
              grid[row][col] = 0;
            }
          }
          return false;
        }
      }
    }
    return true;
  }

  // 检查移动是否有效
  function isValidMove(grid, row, col, num) {
    // 检查行
    for (let x = 0; x < 9; x++) {
      if (x !== col && grid[row][x] === num) {
        return false;
      }
    }
    
    // 检查列
    for (let x = 0; x < 9; x++) {
      if (x !== row && grid[x][col] === num) {
        return false;
      }
    }
    
    // 检查3x3子网格
    const startRow = row - row % 3;
    const startCol = col - col % 3;
    
    for (let i = 0; i < 3; i++) {
      for (let j = 0; j < 3; j++) {
        const currentRow = startRow + i;
        const currentCol = startCol + j;
        if (currentRow !== row || currentCol !== col) {
          if (grid[currentRow][currentCol] === num) {
            return false;
          }
        }
      }
    }
    
    return true;
  }

  // 随机打乱数组
  function shuffleArray(array) {
    for (let i = array.length - 1; i > 0; i--) {
      const j = Math.floor(Math.random() * (i + 1));
      [array[i], array[j]] = [array[j], array[i]];
    }
  }

  // 随机移除单元格
  function removeRandomCells(grid, count) {
    let removed = 0;
    while (removed < count) {
      const row = Math.floor(Math.random() * 9);
      const col = Math.floor(Math.random() * 9);
      
      if (grid[row][col] !== 0) {
        grid[row][col] = 0;
        removed++;
      }
    }
  }

  // 检查棋盘是否完成
  function isBoardComplete() {
    for (let row = 0; row < 9; row++) {
      for (let col = 0; col < 9; col++) {
        if (board[row][col] === 0) {
          return false;
        }
      }
    }
    return true;
  }

  // 自动求解
  function solveSudoku() {
    // 显示解决方案
    board = JSON.parse(JSON.stringify(solution));
    renderBoard();
    showStatus('已显示数独解决方案！', 'success');
  }

  // 事件监听器
  newGameButton.addEventListener('click', generateNewGame);
  solveButton.addEventListener('click', solveSudoku);

  // 初始化游戏
  initializeBoard();
  generateNewGame();
});

运行方法

  1. 克隆或下载本项目到本地

  2. 安装依赖：

    bash 复制代码 
    npm install

  3. 启动应用：

    bash 复制代码 
    npm start

学习要点

  1. Electron应用架构：了解主进程和渲染进程的职责划分
  2. DOM操作与事件处理：掌握用户交互实现方法
  3. 算法实现：学习回溯算法在游戏开发中的应用
  4. CSS Grid布局：掌握复杂网格布局的实现技巧
  5. 模块化设计：学习如何组织和管理游戏逻辑

鸿蒙PC适配改造指南

1. 环境准备

  • 系统要求：Windows 10/11、8GB RAM以上、20GB可用空间

  • 工具安装 ：

    DevEco Studio 5.0+（安装鸿蒙SDK API 20+）

  • Node.js 18.x+

2. 获取Electron鸿蒙编译产物

  1. 登录Electron 鸿蒙官方仓库

  2. 下载Electron 34+版本的Release包（.zip格式）

  3. 解压到项目目录，确认electron/libs/arm64-v8a/下包含核心.so库

3. 部署应用代码

将Electron应用代码按以下目录结构放置：

plaintext 复制代码 
web_engine/src/main/resources/resfile/resources/app/
├── main.js
├── package.json
└── src/
    ├── index.html
    ├── preload.js
    ├── renderer.js
    └── style.css

4. 配置与运行

  1. 打开项目：在DevEco Studio中打开ohos_hap目录

  2. 配置签名 ：

    进入File → Project Structure → Signing Configs

  3. 自动生成调试签名或导入已有签名

  4. 连接设备 ：

    启用鸿蒙设备开发者模式和USB调试

  5. 通过USB Type-C连接电脑

  6. 编译运行：点击Run按钮或按Shift+F10

5. 验证检查项

  • ✅ 应用窗口正常显示

  • ✅ 窗口大小可调整，响应式布局生效

  • ✅ 控制台无"SysCap不匹配"或"找不到.so文件"错误

  • ✅ 动画效果正常播放

跨平台兼容性

平台 适配策略 特殊处理
Windows 标准Electron运行 无特殊配置
macOS 标准Electron运行 保留dock图标激活逻辑
Linux 标准Electron运行 确保系统依赖库完整
鸿蒙PC 通过Electron鸿蒙适配层 禁用硬件加速，使用特定目录结构

鸿蒙开发调试技巧

1. 日志查看

在DevEco Studio的Log面板中过滤"Electron"关键词，查看应用运行日志和错误信息。

2. 常见问题解决

  • "SysCap不匹配"错误：检查module.json5中的reqSysCapabilities，只保留必要系统能力

  • "找不到.so文件"错误：确认arm64-v8a目录下四个核心库文件完整

  • 窗口不显示：在main.js中添加app.disableHardwareAcceleration()

  • 动画卡顿：简化CSS动画效果，减少重绘频率

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