Эксперимент 53. Классы ящиков, человека и цели

В прошлом эксперименте мы подключили TFT дисплей, создали игровую карту в виде двумерного массива и отобразили ее на экране. Теперь давайте поймем какие вообще объекты задействованы в игровом процессе. Как мы уже поняли, это стены, ящики, кладовщик и цели, куда нужно перетащить ящики. Теперь нужно описать каждый из классов.

Структура позиция

В связи с тем, что в некоторых методах следующих классов нам нужно будет возвращать положение объектов состоящее из двух переменных (координаты х и y), а методы могут возвращать только одну переменную, создадим структуру Pos. Структуру можно описать как упрощенную версию класса. Обычно структуры не имеют методов, хотя могут. 

struct Pos {
  int x = 0;
  int y = 0;
 
  bool operator == (const Pos &pos) const {
    return x == pos.x && y == pos.y;
  }
};

Определенная нами структура содержит две переменные координат и определение оператора равенства. Две переменные типа Pos равны только тогда, когда попарно равны их координаты.

Класс ящика

Начнем с класса ящика. Главные свойства ящика, это его координаты на карте и его состояние — находится он на цели или нет. 

class Box {
  private:
    Adafruit_ST7735 *tft_ptr;
    LittleFS_ImageReader *reader_ptr;
    Pos pos;
    String picture = "/box.bmp";
    String picture_on_gate = "/boxngate.bmp";
    bool on_gate = false;
 
  public:
    Box(Adafruit_ST7735 *_tft_ptr, LittleFS_ImageReader *_reader_ptr, int x, int y) {
      tft_ptr = _tft_ptr;
      reader_ptr = _reader_ptr;
      pos.x = x;
      pos.y = y;
    }  
 
    void draw() {
      if (on_gate) reader_ptr->drawBMP(picture_on_gate, *tft_ptr, pos.x * 16, pos.y * 16);
      else reader_ptr->drawBMP(picture, *tft_ptr, pos.x * 16, pos.y * 16); 
    }
 
    void setOnGate(bool state) {
      on_gate = state;
    }
 
    bool getOnGate() const {
      return on_gate;
    }
 
    Pos getPos() const {
      return pos;
    }
 
    void setPos(Pos _pos) { 
      pos.x = _pos.x;
      pos.y = _pos.y;
      draw();
    }
};

В при создании экземпляра класса следующим свойствам будут присвоены значения по умолчанию: имя спрайта для ящика вне цели String picture = «/box.bmp»; и на цели String picture_onGate = «/boxngate.bmp»; состояние ящика на цели или нет bool on_gate = false;.

В конструктор мы передаем такие параметры как указатели на объект дисплея и считывателя изображений, координата x, координата y. Координата ящика указывается не в пикселях, а в клетках игрового поля. Метод draw() предназначена для отрисовки ящика. Если ящик находится на цели, то функция отображает спрайт picture_on_gate, иначе picture. Координата ящика указывается не в пикселях, а в клетках игрового поля, поэтому для отображения картинки ее необходимо пересчитать в пиксели. Для этого координата умножается на размер ящика в пикселях.

Метод setOnGate() служит для установки свойства нахождения на цели. А метод getOnGate() для чтения этого свойства.

Метод getPos возвращает текущую позицию ящика. А метод setPos устанавливает новые координаты ящика, после чего перерисовывает его на новом месте.

Класс цели

Класс цели намного проще. Цель никуда не перемещается и свойств не имеет. Цель имеет только координаты и должна отображаться на экране с помощью своего спрайта. 

class Gate {
  private:
    Adafruit_ST7735 *tft_ptr;
    LittleFS_ImageReader *reader_ptr;
    Pos pos;
    String picture  = "/gate.bmp";
 
  public:
    Gate(Adafruit_ST7735 *_tft_ptr, LittleFS_ImageReader *_reader_ptr, int x, int y) {
      tft_ptr = _tft_ptr;
      reader_ptr = _reader_ptr;
      pos.x = x;
      pos.y = y;
    } 
 
    void draw() const {
      reader_ptr->drawBMP(picture, *tft_ptr, pos.x * 16, pos.y * 16);
    } 
 
    Pos getPos() const {
      return pos;
    }
};

Метод draw() служит для отрисовки спрайта цели в заданных координатах. Так как координаты цели задаются не в пикселях, а в клетках поля, необходимо пересчитать их в пиксели для отображения. Поэтому координаты в клетках умножаются на размер клетки — 16.

Класс кладовщика

Кладовщик также имеет координаты своего нахождения на поле и имеет свой спрайт. 

class Man {
  private:
    Adafruit_ST7735 *tft_ptr;
    LittleFS_ImageReader *reader_ptr;
    Pos pos;
    String picture  = "/man.bmp";
 
  public:
    Man(Adafruit_ST7735 *_tft_ptr, LittleFS_ImageReader *_reader_ptr, int x, int y) {
      Serial.println("Man constructor");
      tft_ptr = _tft_ptr;
      reader_ptr = _reader_ptr;
      pos.x = x;
      pos.y = y;
    } 
 
    void draw() const {
      reader_ptr->drawBMP(picture, *tft_ptr, pos.x * 16, pos.y * 16);
    }
 
    Pos getPos() const {
      return pos;
    }
 
    void setPos(Pos _pos) { 
      tft_ptr->fillRect(pos.x * 16, pos.y * 16, 16, 16, ST77XX_BLACK);
      pos.x = _pos.x;
      pos.y = _pos.y;
      draw();
    }
};

Конструктор и методы draw() и getPos() аналогичны одноименным методам предыдущих классов, поэтому не будем повторно заострять на них внимание. Небольшая разница есть в методе setPos(). Отличие заключается в том, что при изменении координаты кладовщика на игровом поле, мы не только рисуем его в новом месте, но и стираем в предыдущем. Это делается с помощью рисования черного прямоугольника по старым координатам кладовщика. Если «старого» кладовщика не закрасить, то он никуда не исчезнет, а просто появится еще один в новом месте. Но почему же мы не закрашивали «старые» ящики при смене их координат? Потому что ящик изменяет координаты только когда его толкает кладовщик. И он сам оказывается на старом месте ящика и закрашивает его собой.

Класса стен не будет. Мы будем пользоваться нашим двумерным массивом в котором уже описали план уровня.

Теперь, когда мы имеем лабиринт и классы для ящика, кладовщика и цели, самое время отобразить это все на дисплее.

Схема эксперимента

Схема не изменилась.

Рисунок 1. Монтажная схема эксперимента с 8 выводами

Рисунок 2. Монтажная схема эксперимента с 11 выводами

Программный код эксперимента

Exp53.ino
  1. #include <SPI.h>
  2. #include <Adafruit_ST7735.h>
  3. #include "LittleFS_ImageReader.h" 
  4.  
  5. #define PIN_CS  2
  6. #define PIN_DC  4
  7. #define PIN_RST 5
  8.  
  9. Adafruit_ST7735 tft = Adafruit_ST7735(PIN_CS,  PIN_DC, PIN_RST);
  10. LittleFS_ImageReader reader;
  11.  
  12. bool Map[10][8] = {
  13.   {1,1,0,1,1,1,0,1},
  14.   {0,1,1,1,1,1,1,0},
  15.   {1,1,0,0,0,1,1,1},
  16.   {0,1,0,1,0,1,0,1},
  17.   {0,1,0,0,0,1,0,1},
  18.   {1,1,1,1,0,0,0,1},
  19.   {1,0,0,0,0,0,0,1},
  20.   {1,0,0,0,1,0,0,1},
  21.   {1,0,0,0,1,1,1,1},
  22.   {1,1,1,1,1,0,0,0}
  23. };
  24.  
  25. struct Pos {
  26.   int x = 0;
  27.   int y = 0;
  28.  
  29.   bool operator == (const Pos &pos) const {
  30.     return x == pos.x && y == pos.y;
  31.   }
  32. };
  33.  
  34. class Box {
  35.   private:
  36.     Adafruit_ST7735 *tft_ptr;
  37.     LittleFS_ImageReader *reader_ptr;
  38.     Pos pos;
  39.     String picture = "/box.bmp";
  40.     String picture_on_gate = "/boxngate.bmp";
  41.     bool on_gate = false;
  42.  
  43.   public:
  44.     Box(Adafruit_ST7735 *_tft_ptr, LittleFS_ImageReader *_reader_ptr, int x, int y) {
  45.       tft_ptr = _tft_ptr;
  46.       reader_ptr = _reader_ptr;
  47.       pos.x = x;
  48.       pos.y = y;
  49.     }  
  50.  
  51.     void draw() {
  52.       if (on_gate) reader_ptr->drawBMP(picture_on_gate, *tft_ptr, pos.x * 16, pos.y * 16);
  53.       else reader_ptr->drawBMP(picture, *tft_ptr, pos.x * 16, pos.y * 16); 
  54.     }
  55.  
  56.     void setOnGate(bool state) {
  57.       on_gate = state;
  58.     }
  59.  
  60.     bool getOnGate() const {
  61.       return on_gate;
  62.     }
  63.  
  64.     Pos getPos() const {
  65.       return pos;
  66.     }
  67.  
  68.     void setPos(Pos _pos) { 
  69.       pos.x = _pos.x;
  70.       pos.y = _pos.y;
  71.       draw();
  72.     }
  73. };        
  74.  
  75. class Gate {
  76.   private:
  77.     Adafruit_ST7735 *tft_ptr;
  78.     LittleFS_ImageReader *reader_ptr;
  79.     Pos pos;
  80.     String picture  = "/gate.bmp";
  81.  
  82.   public:
  83.     Gate(Adafruit_ST7735 *_tft_ptr, LittleFS_ImageReader *_reader_ptr, int x, int y) {
  84.       tft_ptr = _tft_ptr;
  85.       reader_ptr = _reader_ptr;
  86.       pos.x = x;
  87.       pos.y = y;
  88.     } 
  89.  
  90.     void draw() const {
  91.       reader_ptr->drawBMP(picture, *tft_ptr, pos.x * 16, pos.y * 16);
  92.     } 
  93.  
  94.     Pos getPos() const {
  95.       return pos;
  96.     }
  97. };
  98.  
  99. class Man {
  100.   private:
  101.     Adafruit_ST7735 *tft_ptr;
  102.     LittleFS_ImageReader *reader_ptr;
  103.     Pos pos;
  104.     String picture  = "/man.bmp";
  105.  
  106.   public:
  107.     Man(Adafruit_ST7735 *_tft_ptr, LittleFS_ImageReader *_reader_ptr, int x, int y) {
  108.       Serial.println("Man constructor");
  109.       tft_ptr = _tft_ptr;
  110.       reader_ptr = _reader_ptr;
  111.       pos.x = x;
  112.       pos.y = y;
  113.     } 
  114.  
  115.     void draw() const {
  116.       reader_ptr->drawBMP(picture, *tft_ptr, pos.x * 16, pos.y * 16);
  117.     }
  118.  
  119.     Pos getPos() const {
  120.       return pos;
  121.     }
  122.  
  123.     void setPos(Pos _pos) { 
  124.       tft_ptr->fillRect(pos.x * 16, pos.y * 16, 16, 16, ST77XX_BLACK);
  125.       pos.x = _pos.x;
  126.       pos.y = _pos.y;
  127.       draw();
  128.     }
  129. };
  130.  
  131. const int boxes_number = 3;
  132. Box boxes[boxes_number] = {
  133.   {&tft, &reader, 3, 4},
  134.   {&tft, &reader, 4, 6},
  135.   {&tft, &reader, 2, 7},  
  136. };
  137.  
  138. const int gates_number = 3;
  139. Gate gates[gates_number] = {
  140.   {&tft, &reader, 6, 3},
  141.   {&tft, &reader, 6, 4},
  142.   {&tft, &reader, 6, 5},  
  143. };
  144.  
  145. Man man(&tft, &reader, 5, 6);
  146.  
  147. void setup() {
  148.   Serial.begin(9600);
  149.   Serial.println();
  150.   Serial.println("Setup");
  151.   LittleFS.begin();
  152.   tft.initR(INITR_BLACKTAB);
  153.   tft.setRotation(2);
  154.   tft.fillScreen(ST77XX_BLACK); 
  155.  
  156.   for (int y = 0; y < 10; y++) {
  157.     for (int x = 0; x < 10; x++) {
  158.       if (Map[y][x]) reader.drawBMP("/brick.bmp", tft, x * 16, y * 16);
  159.     }
  160.   } 
  161.  
  162.   for (int i = 0; i < boxes_number; i++) {
  163.     boxes[i].draw();
  164.   }
  165.  
  166.   for (int i = 0; i < gates_number; i++) {
  167.     gates[i].draw();
  168.   }
  169.  
  170.   man.draw();
  171. }
  172.  
  173. void loop() {
  174. }

Создаем массив объектов — ящиков c координатами: 3, 4; 4, 6; 2, 7. 

  1. const int boxes_number = 3;
  2. Box boxes[boxes_number] = {
  3.   {&tft, &reader, 3, 4},
  4.   {&tft, &reader, 4, 6},
  5.   {&tft, &reader, 2, 7},  
  6. };

Создаем массив объектов — целей c координатами: 6, 3; 6, 4; 6, 5. 

  1. const int gates_number = 3;
  2. Gate gates[gates_number] = {
  3.   {&tft, &reader, 6, 3},
  4.   {&tft, &reader, 6, 4},
  5.   {&tft, &reader, 6, 5},  
  6. };

Создаем кладовщика: 

  1. Man man(&tft, &reader, 5, 6);

Вызываем метод draw() для элементов массивов ящиков и целей, и для кладовщика. 

  1.   for (int i = 0; i < boxes_number; i++) {
  2.     boxes[i].draw();
  3.   }
  4.  
  5.   for (int i = 0; i < gates_number; i++) {
  6.     gates[i].draw();
  7.   }
  8.  
  9.   man.draw();

Теперь мы имеем игровое поле с лабиринтом, кладовщика, ящики и цели. В следующем эксперименте мы научим кладовщика двигаться при нажатиях на кнопки.