游戏编程模式pdf

游戏编程模式pdf是一本游戏编程领域的入门手册，是由美国程序员Robert Nystrom（尼斯卓姆）著，GPP翻组翻译。本书是为解决此问题而生，凝结了作者总结的4大类13种游戏编程模式，包括序列型模式（双缓冲、双缓冲、更新方法）、优化型模式（数据局部性、脏标记模型、对象池、空间分区）、行为型模式（字节码、子类沙盒、类型对象）、解耦型模式（组件模式、事件队列、服务定位器），可以帮助阅读者更好的理解游戏编程模式，更好的解构、重构以及优化游戏，欢迎游戏开发人员学习。

内容介绍

游戏开发一直是热门的领域，掌握良好的游戏编程模式是开发人员的应备技能。本书细致地讲解了游戏开发需要用到的各种编程模式，并提供了丰富的示例。《游戏编程模式》全书共分20章，通过三大部分内容全面介绍了与游戏编程模式相关的各类知识点。首部分介绍了基础知识和框架；第二部分深入探索设计模式，并介绍了模式与游戏开发之间的关联；第三部分介绍了13种有效的游戏设计模式。本书提供了丰富的代码示例，通过理论和代码示例相结合的方式帮助读者更好地学习。无论是游戏领域的设计人员、开发人员，还是想要进入游戏开发领域的学生和普通程序员，都可以阅读本书。

章节目录

第1篇 概述

第1章 架构，性能和游戏 3

1．1 什么是软件架构 3

1．1．1 什么是好的软件架构 3

1．1．2 你如何做出改变 4

1．1．3 我们如何从解耦中受益 5

1．2 有什么代价 5

1．3 性能和速度 6

1．4 坏代码中的好代码 7

1．5 寻求平衡 8

1．6 简单性 9

1．7 准备出发 9

第2篇 再探设计模式

第2章 命令模式 13

2．1 配置输入 14

2．2 关于角色的说明 16

2．3 撤销和重做 18

2．4 类风格化还是函数风格化 21

2．5 参考 22

第3章 享元模式 23

3．1 森林之树 23

3．2 一千个实例 25

3．3 享元模式 26

3．4 扎根之地 26

3．5 性能表现如何 30

3．6 参考 31

第4章 观察者模式 33

4．1 解锁成就 33

4．2 这一切是怎么工作的 34

4．2．1 观察者 35

4．2．2 被观察者 35

4．2．3 可被观察的物理模块 37

4．3 它太慢了 38

4．4 太多的动态内存分配 39

4．4．1 链式观察者 39

4．4．2 链表节点池 42

4．5 余下的问题 43

4．5．1 销毁被观察者和观察者 43

4．5．2 不用担心，我们有GC 44

4．5．3 接下来呢 44

4．6 观察者模式的现状 45

4．7 观察者模式的未来 46

第5章 原型模式 47

5．1 原型设计模式 47

5．1．1 原型模式效果如何 50

5．1．2 生成器函数 51

5．1．3 模板 51

5．1．4 头等公民类型（First-class types） 52

5．2 原型语言范式 52

5．2．1 Self 语言 53

5．2．2 结果如何 54

5．2．3 JavaScript如何 55

5．3 原型数据建模 57

第6章 单例模式 61

6．1 单例模式 61

6．1．1 确保一个类只有一个实例 61

6．1．2 提供一个全局指针以访问唯一实例 62

6．2 使用情境 63

6．3 后悔使用单例的原因 65

6．3．1 它是一个全局变量 65

6．3．2 它是个画蛇添足的解决方案 66

6．3．3 延迟初始化剥离了你的控制 67

6．4 那么我们该怎么做 68

6．4．1 看你究竟是否需要类 68

6．4．2 将类限制为单一实例 70

6．4．3 为实例提供便捷的访问方式 71

6．5 剩下的问题 73

第7章 状态模式 75

7．1 我们曾经相遇过 75

7．2 救星：有限状态机 78

7．3 枚举和分支 79

7．4 状态模式 82

7．4．1 一个状态接口 82

7．4．2 为每一个状态定义一个类 83

7．4．3 状态委托 84

7．5 状态对象应该放在哪里呢 84

7．5．1 静态状态 84

7．5．2 实例化状态 85

7．6 进入状态和退出状态的行为 86

7．7 有什么收获吗 88

7．8 并发状态机 88

7．9 层次状态机 89

7．10 下推自动机 91

7．11 现在知道它们有多有用了吧 92

第3篇 序列型模式

第8章 双缓冲 95

8．1 动机 95

8．1．1 计算机图形系统是如何工作的（概述） 95

8．1．2 第一幕，第一场 96

8．1．3 回到图形上 97

8．2 模式 98

8．3 使用情境 98

8．4 注意事项 98

8．4．1 交换本身需要时间 98

8．4．2 我们必须有两份缓冲区 99

8．5 示例代码 99

8．5．1 并非只针对图形 102

8．5．2 人工非智能 102

8．5．3 缓存这些巴掌 106

8．6 设计决策 107

8．6．1 缓冲区如何交换 107

8．6．2 缓冲区的粒度如何 109

8．7 参考 110

第9章 游戏循环 111

9．1 动机 111

9．1．1 CPU探秘 111

9．1．2 事件循环 112

9．1．3 时间之外的世界 113

9．1．4 秒的长短 113

9．2 模式 114

9．3 使用情境 114

9．4 使用须知 114

9．5 示例代码 115

9．5．1 跑，能跑多快就跑多快 115

9．5．2 小睡一会儿 115

9．5．3 小改动，大进步 116

9．5．4 把时间追回来 118

9．5．5 留在两帧之间 119

9．6 设计决策 120

9．6．1 谁来控制游戏循环，你还是平台 121

9．6．2 你如何解决能量耗损 121

9．6．3 如何控制游戏速度 122

9．7 参考 123

第10章 更新方法 125

10．1 动机 125

10．2 模式 127

10．3 使用情境 128

10．4 使用须知 128

10．4．1 将代码划分至单帧之中使其变得更加复杂 128

10．4．2 你需要在每帧结束前存储游戏状态以便下一帧继续 128

10．4．3 所有对象都在每帧进行模拟，但并非真正同步 129

10．4．4 在更新期间修改对象列表时必须谨慎 129

10．5 示例代码 130

10．5．1 子类化实体 132

10．5．2 定义实体 132

10．5．3 逝去的时间 135

10．6 设计决策 136

10．6．1 update方法依存于何类中 136

10．6．2 那些未被利用的对象该如何处理 137

10．7 参考 137

第4篇 行为型模式

第11章 字节码 141

11．1 动机 141

11．1．1 魔法大战 141

11．1．2 先数据后编码 142

11．1．3 解释器模式 142

11．1．4 虚拟机器码 145

11．2 字节码模式 145

11．3 使用情境 145

11．4 使用须知 146

11．4．1 你需要个前端界面 146

11．4．2 你会想念调试器的 147

11．5 示例 147

11．5．1 法术API 147

11．5．2 法术指令集 148

11．5．3 栈机 149

11．5．4 组合就能得到行为 153

11．5．5 一个虚拟机 155

11．5．6 语法转换工具 155

11．6 设计决策 157

11．6．1 指令如何访问堆栈 157

11．6．2 应该有哪些指令 158

11．6．3 值应当如何表示 158

11．6．4 如何生成字节码 161

11．7 参考 162

第12章 子类沙盒 163

12．1 动机 163

12．2 沙盒模式 165

12．3 使用情境 165

12．4 使用须知 165

12．5 示例 166

12．6 设计决策 168

12．6．1 需要提供什么操作 168

12．6．2 是直接提供函数，还是由包含它们的对象提供 169

12．6．3 基类如何获取其所需的状态 170

12．7 参考 173

第13章 类型对象 175

13．1 动机 175

13．1．1 经典的面向对象方案 175

13．1．2 一个类的类 177

13．2 类型对象模式 178

13．3 使用情境 179

13．4 使用须知 179

13．4．1 类型对象必须手动跟踪 179

13．4．2 为每个类型定义行为更困难 179

13．5 示例 180

13．5．1 构造函数：让类型对象更加像类型 181

13．5．2 通过继承共享数据 183

13．6 设计决策 185

13．6．1 类型对象应该封装还是暴露 186

13．6．2 持有类型对象如何创建 187

13．6．3 类型能否改变 187

13．6．4 支持何种类型的派生 188

13．7 参考 189

第5篇 解耦型模式

第14章 组件模式 193

14．1 动机 193

14．1．1 难题 194

14．1．2 解决难题 194

14．1．3 宽松的末端 194

14．1．4 捆绑在一起 195

14．2 模式 196

14．3 使用情境 196

14．4 注意事项 196

14．5 示例代码 197

14．5．1 一个庞大的类 197

14．5．2 分割域 198

14．5．3 分割其余部分 200

14．5．4 重构Bjorn 202

14．5．5 删掉Bjorn 204

14．6 设计决策 206

14．6．1 对象如何获得组件 206

14．6．2 组件之间如何传递信息 207

14．7 参考 210

第15章 事件队列 211

15．1 动机 211

15．1．1 用户图形界面的事件循环 211

15．1．2 中心事件总线 212

15．1．3 说些什么好呢 213

15．2 事件队列模式 215

15．3 使用情境 215

15．4 使用须知 215

15．4．1 中心事件队列是个全局变量 216

15．4．2 游戏世界的状态任你掌控 216

15．4．3 你会在反馈系统循环中绕圈子 216

15．5 示例代码 217

15．5．1 环状缓冲区 219

15．5．2 汇总请求 222

15．5．3 跨越线程 223

15．6 设计决策 224

15．6．1 入队的是什么 224

15．6．2 谁能从队列中读取 224

15．6．3 谁可以写入队列 225

15．6．4 队列中对象的生命周期是什么 226

15．7 参考 227

第16章 服务定位器 229

16．1 动机 229

16．2 服务定位器模式 230

16．3 使用情境 230

16．4 使用须知 231

16．4．1 服务必须被定位 231

16．4．2 服务不知道被谁定位 231

16．5 示例代码 231

16．5．1 服务 231

16．5．2 服务提供器 232

16．5．3 简单的定位器 232

16．5．4 空服务 233

16．5．5 日志装饰器 235

16．6 设计决策 236

16．6．1 服务是如何被定位的 236

16．6．2 当服务不能被定位时发生了什么 239

16．6．3 服务的作用域多大 240

16．7 其他参考 241

第6篇 优化型模式

第17章 数据局部性 245

17．1 动机 245

17．1．1 数据仓库 246

17．1．2 CPU的托盘 247

17．1．3 等下，数据即性能 248

17．2 数据局部性模式 249

17．3 使用情境 249

17．4 使用须知 250

17．5 示例代码 250

17．5．1 连续的数组 251

17．5．2 包装数据 255

17．5．3 热/冷分解 258

17．6 设计决策 260

17．6．1 你如何处理多态 260

17．6．2 游戏实体是如何定义的 261

17．7 参考 263

第18章 脏标记模式 265

18．1 动机 265

18．1．1 局部变换和世界变换 266

18．1．2 缓存世界变换 267

18．1．3 延时重算 268

18．2 脏标记模式 269

18．3 使用情境 269

18．4 使用须知 270

18．4．1 延时太长会有代价 270

18．4．2 必须保证每次状态改动时都设置脏标记 271

18．4．3 必须在内存中保存上次的衍生数据 271

18．5 示例代码 271

18．5．1 未优化的遍历 272

18．5．2 让我们“脏”起来 273

18．6 设计抉择 275

18．6．1 何时清除脏标记 275

18．6．2 脏标记追踪的粒度多大 276

18．7 参考 276

第19章 对象池 277

19．1 动机 277

19．1．1 碎片化的害处 277

19．1．2 二者兼顾 278

19．2 对象池模式 278

19．3 使用情境 279

19．4 使用须知 279

19．4．1 对象池可能在闲置的对象上浪费内存 279

19．4．2 任意时刻处于存活状态的对象数目恒定 279

19．4．3 每个对象的内存大小是固定的 280

19．4．4 重用对象不会被自动清理 281

19．4．5 未使用的对象将占用内存 281

19．5 示例代码 281

19．6 设计决策 287

19．6．1 对象是否被加入对象池 287

19．6．2 谁来初始化那些被重用的对象 288

19．7 参考 290

第20章 空间分区 291

20．1 动机 291

20．1．1 战场上的部队 291

20．1．2 绘制战线 292

20．2 空间分区模式 293

20．3 使用情境 293

20．4 使用须知 293

20．5 示例代码 293

20．5．1 一张方格纸 294

20．5．2 相连单位的网格 294

20．5．3 进入战场 296

20．5．4 刀光剑影的战斗 297

20．5．5 冲锋陷阵 298

20．5．6 近在咫尺，短兵相接 299

20．6 设计决策 302

20．6．1 分区是层级的还是扁平的 302

20．6．2 分区依赖于对象集合吗 302

20．6．3 对象只存储在分区中吗 304

20．7 参考 305

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