用 python 写一个模拟玩家移动的示例

实例：二维矢量模拟玩家移动

在游戏中，一般使用二维矢量保存玩家的位置，使用矢量计算可以计算出玩家移动的位置，下面的 demo 中，首先实现二维矢量对象，接着构造玩家对象，最后使用矢量对象和玩家对象共同模拟玩家移动的过程

1）实现二维矢量结构

矢量是数据中的概念，二维矢量拥有两个方向的信息，同时可以进行加、减、乘（缩放）、距离、单位化等计算

在计算机中，使用拥有 x 和 y 两个分量的 Vecor2 结构体实现数学中二维向量的概念，如下：

# coding=utf-8
import math
import time


# 坐标类
class Vector(object):
    def __init__(self, x=0, y=0):
        self.x = x
        self.y = y
    
    # 相加
    def add(self, vector):
        self.x += vector.x
        self.y += vector.y
    
    # 相减
    def sub(self, vector):
        x = self.x - vector.x
        y = self.y - vector.y
        return Vector(x, y)

    # 相乘
    def multi(self, speed):
        self.x *= speed
        self.y *= speed
        return self

    # 计算距离
    def distance(self, vector):
        dx = self.x - vector.x
        dy = self.y - vector.y
        return math.sqrt(dx ** 2 + dy ** 2)

    # 矢量单位化
    def normalize(self):
        mag = self.x ** 2 + self.y ** 2
        if mag > 0:
            one_over_mag = 1 / math.sqrt(mag)
            vector = Vector(x=self.x * one_over_mag, y=self.y * one_over_mag)
        else:
            vector = Vector()
        return vector

2）实现玩家对象

玩家对象负责存储玩家的当前位置、目标位置和移动速度，使用 moveTo() 为玩家设定目的地坐标，使用 update() 更新玩家坐标

# 玩家类
class Player(object):
    def __init__(self, current_vector=None, target_vector=None, speed=0):
        self.current_vector = current_vector
        self.target_vector = target_vector
        self.speed = speed

    # 获取玩家坐标
    def get_current_vector(self):
        return self.current_vector

    # 判断是否到达终点
    def is_arrived(self):
        return self.current_vector.distance(self.target_vector) < self.speed

    # 更新玩家位置
    def update_vector(self):
        # 获取方向矢量（固定值）
        direction_vector = self.target_vector.sub(self.current_vector)
        # 矢量单位化（固定值）
        normalize_vector = direction_vector.normalize()
        # 根据速度计算 x, y 方向上前进的长度
        ongoing_vector = normalize_vector.multi(self.speed)
        # 更新位置
        self.current_vector.add(ongoing_vector)

更新坐标稍微复杂一些，需要通过矢量计算获得玩家移动后的新位置，步骤如下：

1. 使用矢量减法，将目标位置（targetPos）减去当前位置（currPos）即可计算出位于两个位置之间的新矢量
2. 使用 normalize() 方法将方向矢量变为模为 1 的单位化矢量，
3. 然后用单位化矢量乘以玩家的速度，就能得到玩家每次分别在 x, y 方向上移动的长度
4. 将目标当前位置的坐标与移动的坐标相加，得到新位置的坐标，并做修改

3）主程序

玩家移动是一个不断更新位置的循环过程，每次检测玩家是否靠近目标点附近，如果还没有到达，则不断地更新位置，并打印出玩家的当前位置，直到玩家到达终点

if __name__ == '__main__':
    p = Player()
    p.current_vector = Vector(0, 0)
    p.target_vector = Vector(2, 2)
    p.speed = 0.2

    while not p.is_arrived():
        p.update_vector()
        print(f"({p.current_vector.x}, {p.current_vector.y})")
        time.sleep(1)

    print("arrive at the destination")

1. 将 Player 实例化，设定玩家终点坐标，当前坐标
2. 更新玩家位置
3. 每次移动后，打印玩家的位置坐标
4. 延时 1 秒（便于观察效果）

 

ending~