Cocos2d-x入门之旅[1]场景

在游戏开发过程中，你可能需要一个主菜单，几个关卡和一个END的界面，如何组织管理这些东西呢？

和其他游戏引擎类似，Cocos也使用了场景(Scene) 这个概念，我们的HelloWorld界面就是一个场景

一部电影或是番剧，就是由不同地点或不同时间线组成的，这些部分就是一个又一个的场景

参考：https://www.cnblogs.com/NightFrost/p/11688854.html

场景的存储结构

为了解释场景的结构，我们先不看我们过于简单的helloworld场景，看下面这个官方文档的场景：

这是一个主菜单场景，这个场景是由很多小的对象拼接而成，所有的对象组合在一起，形成了你看到的结果

场景是被渲染器(renderer)画出来的，渲染器负责渲染精灵和其它的对象进入屏幕，那渲染器怎么知道什么东西要渲染在后，什么东西要渲染在前呢？

答案是通过场景图(Scene Graph)实现

场景图(Scene Graph)

Cocos2d-x使用场景图(Scene Graph)这一数据结构来安排场景内渲染的对象，场景内所有的节点(Node)都包含在一个树(tree)上：

Cocos2d-x使用 中序遍历，先遍历左子树，然后根节点，最后是右子树

中序遍历下图的节点，能得到 A, B, C, D, E, F, G, H, I 这样的序列

现在我们再看这个游戏场景：

分解这场景为5个部分

抽象成数据结构就是：

z-order

树上的每个元素都会存储一个z-order，z-order为负的元素，z-order为负的节点会被放置在左子树，非负的节点会被放在右子树，实际开发的过程中，你可以按照任意顺序添加对象，他们会按照你指定的 z-order 自动排序

在 Cocos2d-x 中，通过 Scene 的 addChild() 方法构建场景图

// Adds a child with the z-order of -2, that means
// it goes to the "left" side of the tree (because it is negative)
scene->addChild(title_node, -2);

// When you don't specify the z-order, it will use 0
scene->addChild(label_node);

// Adds a child with the z-order of 1, that means
// it goes to the "right" side of the tree (because it is positive)
scene->addChild(sprite_node, 1);

渲染时 z-order 值大的节点对象后绘制，值小的节点对象先绘制，如果两个节点对象的绘制范围有重叠，z-order 值大的可能会覆盖 z-order 值小的，这才实现了我们的需求

HelloWorld场景

现在我们回看我们运行出来的HelloWorld场景，并且具体到代码操作

场景中有一个我们自己的图片，一个关闭按钮，一个HelloWorld的字样，这些东西都是在HelloWorld::init()中生成的

场景初始化

我们向HelloWorld场景添加东西之前，需要先调用基类Scene类的初始化函数，然后获得visibleSize和origin备用

bool HelloWorld::init()
{
    //////////////////////////////
    // 1. super init first
    if ( !Scene::init() )
    {
        return false;
    }
    auto visibleSize = Director::getInstance()->getVisibleSize();
    Vec2 origin = Director::getInstance()->getVisibleOrigin();

    ...
}

关闭按钮的生成

相关代码如下

bool HelloWorld::init()
{
	...

    /////////////////////////////
    // 2. add a menu item with "X" image, which is clicked to quit the program
    //    you may modify it.

    // add a "close" icon to exit the progress. it's an autorelease object
    auto closeItem = MenuItemImage::create(
                                           "CloseNormal.png",
                                           "CloseSelected.png",
                                           CC_CALLBACK_1(HelloWorld::menuCloseCallback, this));

	if (closeItem == nullptr ||
        closeItem->getContentSize().width <= 0 ||
        closeItem->getContentSize().height <= 0)
    {
        problemLoading("'CloseNormal.png' and 'CloseSelected.png'");
    }
    else
    {
        float x = origin.x + visibleSize.width - closeItem->getContentSize().width/2;
        float y = origin.y + closeItem->getContentSize().height/2;
        closeItem->setPosition(Vec2(x,y));
    }

    // create menu, it's an autorelease object
    auto menu = Menu::create(closeItem, NULL);
    menu->setPosition(Vec2::ZERO);
    this->addChild(menu, 1);

	...
}

cocos里很多对象在生成的时候都会使用create这个静态工厂方法，我们创建图片精灵的时候就用到了auto mySprite = Sprite::create("xxxxxx.png")，HelloWorld这个场景也不例外

MenuItemImage的创建

MenuItemImage的create方法传入默认状态的close按钮的图片、点击状态下的close按钮的图片以及一个回调，回调指的是程序对按钮被按下这个事件做出的响应，看不懂没关系，照着写就好

auto closeItem = MenuItemImage::create(
    "CloseNormal.png",
    "CloseSelected.png",
    CC_CALLBACK_1(HelloWorld::menuCloseCallback, this));

然后就是计算出x和y的值，也就是右下角的按钮的坐标，getContentSize()获得对象的尺寸，最后使用setPosition设置按钮的坐标

if (closeItem == nullptr ||
    closeItem->getContentSize().width <= 0 ||
    closeItem->getContentSize().height <= 0)
{
    problemLoading("'CloseNormal.png' and 'CloseSelected.png'");
}
else
{
    float x = origin.x + visibleSize.width - closeItem->getContentSize().width/2;
    float y = origin.y + closeItem->getContentSize().height/2;
    closeItem->setPosition(Vec2(x,y));
}

但是按钮是不可以直接添加到场景中的，按钮需要依赖菜单，也就是Menu对象

Menu的创建

我们创建一个包含了closeItem的菜单，并设置坐标为（0，0），最后才能使用addChild将菜单添加到场景中

// create menu, it's an autorelease object
auto menu = Menu::create(closeItem, NULL);
menu->setPosition(Vec2::ZERO);
this->addChild(menu, 1);

字体的生成

bool HelloWorld::init()
{
	...

    auto label = Label::createWithTTF("Hello World", "fonts/Marker Felt.ttf", 24);
    //Label::createWithTTF(显示的字符串,字体,字体大小);
    if (label == nullptr)
    {
        problemLoading("'fonts/Marker Felt.ttf'");
    }
    else
    {
        // position the label on the center of the screen
        label->setPosition(Vec2(origin.x + visibleSize.width/2,
                                origin.y + visibleSize.height - label->getContentSize().height));

        // add the label as a child to this layer
        this->addChild(label, 1);
    }

    ...
}

这个也很好理解，Label::createWithTTF返回一个Label对象的指针，显示的字符串、字体和字体大小作为函数的参数，也是使用addChild添加到场景中，这里的1比0高一层，我们试着把文本的坐标设置到场景中央，修改成如下：

auto label = Label::createWithTTF("Hello World", "fonts/Marker Felt.ttf", 24);
label->setPosition(Vec2(origin.x + visibleSize.width/2,
                        origin.y + visibleSize.height/2));
this->addChild(label, 1);

运行

文本是在logo上方的，验证了 z-order 值大的节点对象后绘制，值小的节点对象先绘制，先渲染的被压在后渲染的物体下面

精灵的生成

bool HelloWorld::init()
{
	...

	auto sprite = Sprite::create("sinnosuke.png");
    if (sprite == nullptr)
    {
        problemLoading("'HelloWorld.png'");
    }
    else
    {
        // position the sprite on the center of the screen
        sprite->setPosition(Vec2(visibleSize.width/2 + origin.x, visibleSize.height/2 + origin.y));
		// Vec2(visibleSize.width/4 + origin.x, visibleSize.height/2 + origin.y)
        // add the sprite as a child to this layer
        this->addChild(sprite, 0);
    }

    ...
}

更简单了，使用一张图片生成一个精灵，同样也是加到场景中，最后要记得return true

深入探索场景

场景入口

首先，游戏场景的入口是导演类的runWithScene，打开AppDelegate.cpp,找到AppDelegate::applicationDidFinishLaunching()函数，可以看到：

Copybool AppDelegate::applicationDidFinishLaunching() {
    // initialize director
    auto director = Director::getInstance();

    ...

    // create a scene. it's an autorelease object
    auto scene = HelloWorld::createScene();

    // run
    director->runWithScene(scene);

    return true;
}

Director类是一个单例类，使用getInstance可以获得它的实例，（单例模式保证系统中应用该模式的类一个类只有一个对象实例）我们需要Director实例来运行运行HelloWorld场景（通过runWithScene），并让HelloWorld以及HelloWorld的子节点工作

Node类

Node类是HelloWorld场景里我们使用的大部分类的基类（其实Scene类也是一个Node）

游戏世界中的对象实际上大部分都是Node，就像我们一开始提到的，Node和Node通过父子关系联系起来，形成一棵树，父节点使用addChild将子节点加到自己管理的子节点队列中，游戏运行的时候，导演Director就会遍历这些Node让他们进行工作

比如我们的HelloWorld场景：HelloWorld场景是根节点，精灵sprite，文本label，菜单menu是HelloWorld的子节点，按钮closeItem是菜单menu的子节点

Ref类

Ref类是用于引用计数的类，负责对象的引用计数，Ref类是Node类的基类，也就是说所有的Node都是使用cocos2dx的引用计数内存管理系统进行内存管理的，这也是为什么我们生成对象不是用new和delete，而是用create生成对象的原因

简单来说，引用计数法的理论是，当对象被引用的时候，对象的引用计数会+1，取消引用的时候就-1，当计数为0的时候就将对象销毁，感兴趣可以了解一下智能指针和RAII

create

这个函数我们可以认为它是一个工厂，这个工厂把我们生成对象之前需要做的工作先做好了，在文章达到最开头有这样一段代码

Scene* HelloWorld::createScene()
{
    return HelloWorld::create();
}

然后HelloWorldScene.h是这样的

#ifndef __HELLOWORLD_SCENE_H__
#define __HELLOWORLD_SCENE_H__

#include "cocos2d.h"

class HelloWorld : public cocos2d::Scene
{
public:
    static cocos2d::Scene* createScene();

    virtual bool init();

    void menuCloseCallback(cocos2d::Ref* pSender);

    CREATE_FUNC(HelloWorld);
};

#endif

为什么没有看到create函数，我们看CREATE_FUNC

#define CREATE_FUNC(__TYPE__) \
static __TYPE__* create() \
{ \
    __TYPE__ *pRet = new(std::nothrow) __TYPE__(); \
    if (pRet && pRet->init()) \
    { \
        pRet->autorelease(); \
        return pRet; \
    } \
    else \
    { \
        delete pRet; \
        pRet = nullptr; \
        return nullptr; \
    } \
}

可以看出来，CREATE_FUNC是一个可以让你偷懒不用手动编写create函数的宏

当然有的类需要客制化create，比如说Sprite的create

CopySprite* Sprite::create()
{
    Sprite *sprite = new (std::nothrow) Sprite();
    if (sprite && sprite->init())
    {
        sprite->autorelease();
        return sprite;
    }
    CC_SAFE_DELETE(sprite);
    return nullptr;
}

create里进行了什么操作呢？

1. 使用new生成对象
2. 使用init初始化对象
3. 使用autorelease将这个Ref类交给引用计数系统管理内存

看到这个init我们是不是想到了什么，HelloWorld场景的布局就是在init中实现的，而init由create调用，也就是说，在HelloWorld进行create的时候就已经将文本，按钮，精灵等物件创建并加入到场景中，而这些物件也是通过create创建的，也就是说，场景创建的时候会调用所有物件的init

autorelease是Ref类的方法，查看一下它的定义

CopyRef* Ref::autorelease()
{
    PoolManager::getInstance()->getCurrentPool()->addObject(this);
    return this;
}

又看到了getInstance，说明PoolManager也是一个单例类，这段代码的意思很明显，将Ref加入到当前内存池中管理

我们在后续的开发中经常需要客制化create，只要我们的create能满足上面三个功能即可