使用命令模式实现《植物大战僵尸》兵营生产系统

使用命令模式实现《植物大战僵尸》兵营生产系统

在游戏开发中，命令模式（Command Pattern） 是一种非常实用的设计模式，尤其适用于需要将请求封装为对象、支持撤销操作、或实现请求队列的场景。本文将以经典游戏《植物大战僵尸》中的"兵营生产植物战士"机制为例，使用 命令模式 实现一个简洁而可扩展的生产系统。

---

🌱 场景需求

• 玩家点击界面上的"图片按钮"，向兵营发出生产命令。
• 兵营接收到命令后，每生产一个植物战士需冷却一段时间（如 200ms 或 500ms）。
• 本关只需实现 一种植物战士（豌豆射手） 的生产逻辑。
• 要求使用 命令模式 来解耦"界面按钮（发送者）"、"兵营（调用者）"和"植物生产（接收者）"。

---

🔧 命令模式核心角色

命令模式包含以下关键组件：

角色	说明
Command（命令接口）	声明执行操作的接口（如 Execute()）
ConcreteCommand（具体命令）	实现 Execute()，持有对 Receiver 的引用
Invoker（调用者）	持有命令对象，负责触发命令执行（如兵营）
Receiver（接收者）	执行实际业务逻辑的对象（如 Peashooter）
Client（客户端）	创建命令、接收者和调用者，并建立关联

注意：在本题中，由于 Peashooter 的构造函数直接输出日志，因此 具体命令类无需显式持有接收者引用，但结构上仍符合命令模式。

---

💻 代码实现解析

1. 抽象命令类 Commands.java

public abstract class Commands {
    public abstract void Execute();
}

定义统一的执行接口。

---

2. 具体命令类 ProduceCommand.java

public class ProduceCommand extends Commands {
    @Override
    public void Execute() {
        new Peashooter(); // 生产豌豆射手
    }
}

• 每次执行 Execute() 就会创建一个 Peashooter 对象。
• 构造函数中自动打印 "豌豆射手生产出来了"。

---

3. 调用者类 CampInvokers.java

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class CampInvokers {
    private final List<Commands> commands = new ArrayList<>();
    private final long TrainTimer; // 冷却时间
    private long timer; // 上次生产完成的时间戳

    public CampInvokers(long trainTime) {
        TrainTimer = trainTime;
        timer = 0;
    }

    public void Train() {
        commands.add(new ProduceCommand()); // 添加生产命令到队列
    }

    public void ExecuteCommand() {
        if (commands.isEmpty()) return;
        // 检查是否过了冷却时间
        if (timer + TrainTimer <= System.currentTimeMillis()) {
            commands.get(0).Execute(); // 执行队首命令
            commands.remove(0);        // 移除已执行命令
            timer = System.currentTimeMillis(); // 更新冷却计时起点
        }
    }

    public void CancelTrainCommand() {
        if (!commands.isEmpty()) {
            commands.remove(commands.size() - 1);
            if (commands.isEmpty()) {
                timer = System.currentTimeMillis();
            }
        }
    }
}

• 使用 命令队列 缓存玩家多次点击。
• ExecuteCommand() 在冷却结束后才执行队列中的命令。
• 完美模拟了"点击快但生产慢"的游戏体验。

---

4. 接收者：Peashooter.java

public class Peashooter implements IBotany {
    public Peashooter() {
        System.out.println("豌豆射手生产出来了");
    }
}

• 构造即代表"生产完成"。
• 符合游戏设计中"实例化即部署"的常见逻辑。

---

5. 客户端 Client.java

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int number = scanner.nextInt();      // 点击次数
        long traintime = scanner.nextLong(); // 冷却时间（ms）

        long currtime = System.currentTimeMillis();
        CampInvokers camp = new CampInvokers(traintime);

        // 模拟玩家快速点击 N 次
        for (int i = 0; i < number; i++) {
            camp.Train();
        }

        // 在 1000ms 内持续尝试执行命令（受冷却限制）
        while (true) {
            camp.ExecuteCommand();
            if (currtime + 1000 < System.currentTimeMillis())
                break;
        }
    }
}

• 玩家在瞬间发出 6 次命令。
• 系统在 1 秒内尽可能多地执行（受限于冷却时间）。

---

🧪 测试示例

输入：6 200

• 冷却 200ms → 1000ms 内最多生产 floor(1000/200) = 5 个
• 输出 5 行 "豌豆射手生产出来了"

输入：6 500

• 冷却 500ms → 最多生产 2 个
• 输出 2 行

注意：首次生产从 timer=0 开始，所以第一次立即执行，之后每次间隔 traintime。

---

✅ 命令模式的优势体现

1. 解耦：界面按钮（发送者）无需知道兵营如何生产，只需发出命令。
2. 可扩展 ：未来可轻松添加 SunflowerCommand、WallnutCommand 等。
3. 支持队列与延迟执行 ：命令可排队、取消（已有 CancelTrainCommand）。
4. 易于测试与维护：每个组件职责单一。

---

📌 总结

通过命令模式，我们将"玩家点击"这一行为抽象为可存储、可调度的命令对象，使兵营的生产逻辑更加灵活、健壮。这种设计不仅适用于游戏开发，在 GUI 应用、事务处理、宏命令等场景中也极为常见。