【V0.1B11】从零开始的2D游戏引擎开发之路

TEnGinE Version-0.1 Build-11 更新日志

发布日期： 2022-05-15 22:43

内部版本号： Version-0.1 Build-11

更新类型： 模块重构与功能扩展

变更概要

类别	内容
架构重构	Utils类拆解，Shader渲染函数独立为Tanxl_OpenGL_Render模块
功能新增	GameObjectBase新增FinishComponment()一键执行所有组件功能
功能新增	新增LocationBase类提供2D坐标基础组件
数据结构增强	StateUnit新增构造函数、移动目标标记及GetMoveT()访问器
代码修复	CompileState()中Reader变量作用域修正，修复字符串拼接丢失Bug
接口精简	UniqueID模块Uniqt数组移入类私有成员，减少全局命名空间污染

一、渲染模块重构（架构整理）

本次更新将 Utils 工具类拆解，移除类的包裹，使 Shader 工具函数以独立全局函数的形式存在，同时消除 using namespace std 语句，所有标准库类型改为显式 std:: 前缀。

1.1 移除 Utils 类（Utils.h / Utils.cpp）

Utils 原为一个纯静态方法类，包含 readShaderFile()、prepareShader()、createShaderProgram() 等 Shader 编译工具函数。该类仅为函数容器，无状态管理需求，静态类的设计增加了不必要的调用层级。

cpp 复制代码

// Build-10 (Utils.h)
class Utils
{
private:
    static std::string readShaderFile(const char *filePath);
    static GLuint prepareShader(int shaderTYPE, const char *shaderPath);
    // ... 其余静态方法
public:
    static GLuint createShaderProgram(const char *vp, const char *fp);
};

cpp 复制代码

// Build-10 调用方式 (Tanxl_OpenGL_Draw.h)
renderingProgram = Utils::createShaderProgram("vertShader.glsl", "fragShader.glsl");

Utils.cpp 中实现使用了 using namespace std;，所有 std:: 前缀被省略。

1.2 新增 Tanxl_OpenGL_Render.h（独立函数模块）

将 Utils 中的全部 Shader 工具函数提取为独立全局函数，存放于新文件 Tanxl_OpenGL_Render.h。

cpp 复制代码

// Build-11 (Tanxl_OpenGL_Render.h)
std::string readShaderFile(const char* filePath);
void printShaderLog(GLuint shader);
void printProgramLog(int prog);
GLuint prepareShader(int shaderTYPE, const char* shaderPath);
int finalizeShaderProgram(GLuint sprogram);
bool checkOpenGLError();
GLuint createShaderProgram(const char* vp, const char* fp);

cpp 复制代码

// Build-11 调用方式 (Tanxl_OpenGL_Draw.h)
renderingProgram = createShaderProgram("vertShader.glsl", "fragShader.glsl"); // ← 修改：移除 Utils:: 前缀

所有函数实现中 using namespace std; 已移除，改为显式 std:: 前缀：

函数	Build-10 (Utils.cpp)	Build-11 (Tanxl_OpenGL_Render.h)
`readShaderFile`	`string content; ifstream fileStream(...)`	`std::string content; std::ifstream fileStream(...)`
`checkOpenGLError`	`cout << "glError: " << glErr << endl;`	`std::cout << "glError: " << glErr << std::endl;`
全局命名空间	`using namespace std;`	已移除

二、GameObject 组件系统（功能扩展）

2.1 新增 FinishComponment()（Tanxl_GameObject.h）

GameObjectBase 新增一键执行所有组件的函数，遍历组件列表依次调用每个组件的 Special() 虚函数。

cpp 复制代码

// Build-11 新增
void GameObjectBase::FinishComponment()
{
    for (int i = 0; i < CMB.size(); i++)
        CMB.at(i)->Special();
}

项目	Build-10	Build-11
GameObjectBase 公开方法	`AppendComponment`, `RemoveComponment`	`AppendComponment`, `RemoveComponment`, `FinishComponment`

该函数实现了组件模式的"一键执行"语义，遍历 CMB 容器中的每个 ComponmentBase*，调用多态的 Special() 方法。

三、LocationBase --- 2D 坐标基础组件（新模块）

新增 Tanxl_LocationBase.h，提供一个轻量级 2D 位置组件。

cpp 复制代码

// Build-11 新增文件 Tanxl_LocationBase.h
class LocationBase
{
public:
    void Set_LocationBase(float LocX, float LocY);
private:
    float Location_x;
    float Location_y;
};

void LocationBase::Set_LocationBase(float LocX, float LocY)
{
    Location_x = LocX;
    Location_y = LocY;
}

项目	Build-10	Build-11
`Tanxl_LocationBase.h`	不存在	新增（18行）
类名	-	`LocationBase`
接口	-	`Set_LocationBase(float, float)`

该模块源于嵌入式的学习心得，为后续物理/碰撞系统提供统一的位置表达。

四、GameState 模块（数据增强与 Bug 修复）

4.1 StateUnit 新增构造函数与移动目标标记

StateUnit 类新增带参构造函数，并引入 Is_Move_Target 布尔成员标识该单元格是否可作为移动目标。

cpp 复制代码

// Build-10 (Tanxl_GameState.h)
class StateUnit
{
public:
    void SetEvent(std::string GameEventName);
private:
    GameEvent* GameEvents;
};

cpp 复制代码

// Build-11 (Tanxl_GameState.h)
class StateUnit
{
public:
    StateUnit(GameEvent* GE = NULL, bool MoveTarget = true); // ← 新增：默认构造函数
    void SetEvent(std::string GameEventName);
    bool GetMoveT();                                         // ← 新增：获取移动目标标记
private:
    GameEvent* GameEvents;
    bool Is_Move_Target;                                     // ← 新增：移动目标标记
};

cpp 复制代码

// Build-11 构造函数实现 (Tanxl_GameState.cpp)
StateUnit::StateUnit(GameEvent* GE, bool MoveTarget)
    :Is_Move_Target(MoveTarget), GameEvents(GE) {}

bool StateUnit::GetMoveT()
{
    return this->Is_Move_Target;
}

项目	Build-10	Build-11
StateUnit 构造函数	无（使用编译器默认生成）	`StateUnit(GameEvent*, bool)`
移动目标标记	无	`Is_Move_Target`（默认 true）
查询接口	无	`GetMoveT()`

4.2 CompileState() --- Reader 作用域 Bug 修复

CompileState() 中存在一个隐蔽 Bug：Reader 字符串变量在 for 循环体内声明，每次迭代被重新初始化为空串，导致 += 拼接操作无效，累计的字符在下次循环中被清空。

cpp 复制代码

// Build-10 --- Bug 版本
void GameStateBase::CompileState(std::string Infor)
{
    for (int i = 0, SetCount = 0; i < Infor.size(); i++)
    {
        std::string Reader{};            // ← Bug: 每次循环清零
        if (Infor.at(i) != ',')
            Reader += Infor.at(i);       // 拼接无效
        else
        {
            this->GameState.at(SetCount++)->SetEvent(Reader);
            Reader = "";
        }
    }
}

cpp 复制代码

// Build-11 --- 修复版本
void GameStateBase::CompileState(std::string Infor)
{
    std::string Reader{};                // ← 修复: 声明移至循环外部
    for (int i = 0, SetCount = 0; i < Infor.size(); i++)
    {
        if (Infor.at(i) != ',')
            Reader += Infor.at(i);       // 拼接正常生效
        else
        {
            this->GameState.at(SetCount++)->SetEvent(Reader);
            Reader = "";
        }
    }
}

项目	Build-10	Build-11
`Reader` 声明位置	`for` 循环体内	`for` 循环体前
字符串拼接是否正确	否（每轮清零）	是
Bug 影响	逗号分隔解析完全失败	正常解析

五、UniqueID 模块（接口精简）

Uniqt[62] 字符数组从全局命名空间移入 UniqueIdBase 类的私有成员区域，减少全局符号暴露。

cpp 复制代码

// Build-10 --- Uniqt 为全局数组
std::string Uniqt[62] = {
    {"1"}, {"2"}, /* ... */ {"Z"}
};

class UniqueIdBase { /* ... */ };

cpp 复制代码

// Build-11 --- Uniqt 移入类私有成员
class UniqueIdBase
{
public:
    // ... Generate() 保持不变
private:
    std::string Uniqt[62] = {          // ← 修改：移至私有成员
    {"1"}, {"2"}, /* ... */ {"Z"} };

    UniqueIdBase(){}
    // ...
};

项目	Build-10	Build-11
`Uniqt` 作用域	全局	`UniqueIdBase::private`
全局符号数	+1	0

六、Console_List 警告修复（Tanxl_Console_List.cpp）

Display() 函数中页面上限计算添加 static_cast<int>() 显式转换，消除有符号/无符号比较警告。

cpp 复制代码

// Build-10
for (... i < (Page+1)*(SSpace & 0x00ff); i++)

// Build-11
for (... i < (Page + 1) * static_cast<int>(SSpace & 0x00ff); i++)  // ← 修改

影响范围总览

文件	旧版行数	新版行数	变更类型
`Utils.h`	71	-	删除（Shader 工具函数迁移至 Tanxl_OpenGL_Render.h）
`Utils.cpp`	99	-	删除（实现迁移）
`Tanxl_OpenGL_Render.h`	-	166	新增（独立 Shader 渲染函数模块）
`Tanxl_LocationBase.h`	-	18	新增（2D 坐标基础组件）
`Tanxl_OpenGL_Draw.h`	160	160	修改（include 替换：Utils.h → Tanxl_OpenGL_Render.h + 调用前缀移除）
`Tanxl_GameState.h`	76	83	修改（StateUnit 新增构造函数、Is_Move_Target、GetMoveT()）
`Tanxl_GameState.cpp`	170	178	修改（StateUnit 构造函数实现 + GetMoveT() + CompileState bug 修复）
`Tanxl_GameObject.h`	64	72	修改（GameObjectBase 新增 FinishComponment()）
`Tanxl_UniqueID.h`	44	43	修改（Uniqt 移入类私有成员）
`Tanxl_Console_List.cpp`	165	165	修改（static_cast 警告修复，1行变更）
`TANXL_ENGINE.vcxproj`	197	197	修改（移除 Utils.h/cpp，新增 LocationBase + OpenGL_Render）

净代码量变化： +184 行（Tanxl_OpenGL_Render.h + LocationBase.h），-170 行（Utils.h + Utils.cpp 移除），+22 行（GameState/GameObject 增强），净增 +36 行。

技术要点总结

渲染模块架构演进

复制代码

Build-10 渲染调用链:
  Tanxl_OpenGL_Draw.h ──include──► Utils.h ──include──► Utils.cpp
       │                              │
       └── Utils::createShaderProgram()  (静态类方法调用)

Build-11 渲染调用链:
  Tanxl_OpenGL_Draw.h ──include──► Tanxl_OpenGL_Render.h (独立函数)
       │
       └── createShaderProgram()  (全局函数直接调用，无类前缀)

核心 API 说明

API/配置项	所属模块	说明
`FinishComponment()`	GameObjectBase	遍历执行所有组件的 `Special()` 虚函数
`StateUnit(GameEvent*, bool)`	StateUnit	带参构造函数，指定绑定事件与移动目标标记
`GetMoveT()`	StateUnit	返回 `Is_Move_Target` 布尔值
`Set_LocationBase(float, float)`	LocationBase	设置 2D 坐标
`createShaderProgram(vp, fp)`	Tanxl_OpenGL_Render	全局函数，编译链接顶点/片元着色器

CompileState Bug 根因分析

CompileState() 中 Reader 变量声明于 for 循环体内，std::string Reader{}; 在每个迭代周期重新构造为空字符串，导致 Reader += Infor.at(i); 的拼接操作被后续迭代的清空操作抵消。在遇到 ',' 分隔符时，SetEvent(Reader) 传入的是当前迭代周期内单个字符，而此前累积的字符已丧失。修复方案：将 Reader 声明提升至循环前，使其生命周期跨越整个解析过程。

Wild_Chicken_Programing /// 2022-05-15 22:43