零基础入门C++棋牌游戏开发（二）：探索游戏开发的核心架构

BooAn

6天前发布

如果说搭建开发环境是启航的第一步，那么了解游戏的基本架构就像是在出发前加满燃料。C++ 的强大之处，不仅仅在于它的高性能，更在于它给予开发者构建高质量架构的能力。

对于初学者来说，游戏开发架构这个概念听起来可能有些“硬核”，主循环、状态机、事件系统……这些术语可能令人望而生畏。但其实，一旦你理解了它们的本质，就会发现这是件非常有趣、且极具成就感的事情。

本篇文章将以通俗易懂的方式，带你逐步认识 C++ 游戏的基础架构，打下后续开发的坚实基础。

一、什么是游戏架构？

简单来说，游戏架构就是你“如何组织一个游戏项目”。它决定了代码的结构、模块之间的交互方式，以及游戏运行的基本逻辑。

一个清晰、合理的架构具备以下优势：

开发更高效：逻辑清晰、模块划分明确，让开发更专注。
维护更轻松：方便调试和功能扩展。
性能更优秀：结构优化，有助于提升帧率和响应速度。

二、C++ 游戏项目的基本模块组成

1. 游戏主循环（Game Loop）

游戏主循环是游戏运行的“心脏”。它不断重复执行以下流程：

输入处理：读取玩家的操作。
逻辑更新：根据输入更新游戏状态。
画面渲染：将游戏状态展示给玩家。

#include <iostream>
#include <chrono>
#include <thread>

void processInput() {
    std::cout << "Processing Input..." << std::endl;
}

void updateGameLogic() {
    std::cout << "Updating Logic..." << std::endl;
}

void renderFrame() {
    std::cout << "Rendering Frame..." << std::endl;
}

int main() {
    const int FPS = 60;
    const int frameDelay = 1000 / FPS;

    while (true) {
        auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();

        processInput();
        updateGameLogic();
        renderFrame();

        auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        auto duration = end - start;

        if (duration < std::chrono::milliseconds(frameDelay)) {
            std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(frameDelay) - duration);
        }
    }

    return 0;
}

提示：控制帧率是关键，保持每秒 60 帧（FPS）是游戏流畅运行的常见标准。

2. 输入处理模块

这个模块负责捕捉玩家操作，比如按键、点击或摇杆输入，并将其转换为游戏行为。

#include <conio.h>

void processInput() {
    if (_kbhit()) {
        char key = _getch();
        std::cout << "Key Pressed: " << key << std::endl;
    }
}

跨平台开发建议：使用 SDL、SFML 等第三方库替代 Windows 的 _kbhit 和 _getch 更为通用。

3. 状态管理系统

游戏往往有多种“状态”：菜单、游戏中、暂停、结算等等。使用状态管理可以清晰地控制游戏流程。

enum GameState { MENU, PLAYING, PAUSED, GAME_OVER };
GameState currentState = MENU;

void updateGameLogic() {
    switch (currentState) {
        case MENU:
            std::cout << "In Menu..." << std::endl;
            break;
        case PLAYING:
            std::cout << "Game Playing..." << std::endl;
            break;
        case PAUSED:
            std::cout << "Game Paused..." << std::endl;
            break;
        case GAME_OVER:
            std::cout << "Game Over!" << std::endl;
            break;
    }
}

状态管理是构建“大型游戏”的关键技术之一。

4. 事件系统

事件系统用于模块之间的解耦通信。比如，当按钮被点击时，不直接调用行为，而是触发一个事件，由对应的监听器处理。

#include <map>
#include <functional>

std::map<std::string, std::function<void()>> eventHandlers;

void registerEvent(const std::string& name, std::function<void()> handler) {
    eventHandlers[name] = handler;
}

void triggerEvent(const std::string& name) {
    if (eventHandlers.count(name)) {
        eventHandlers[name]();
    }
}

int main() {
    registerEvent("onClick", []() {
        std::cout << "Button Clicked!" << std::endl;
    });

    triggerEvent("onClick");

    return 0;
}

事件系统是构建模块化游戏（尤其是UI逻辑）的核心工具。

5. 渲染系统

渲染模块将游戏数据“可视化”。C++中常用的渲染工具包括：

SDL：轻量、适合2D游戏；
OpenGL：强大的图形库，适合2D/3D；
Cocos2d-x：完整的游戏引擎方案。

示例（使用 SDL 渲染一个白色矩形）：

#include <SDL2/SDL.h>

void renderFrame(SDL_Renderer* renderer) {
    SDL_SetRenderDrawColor(renderer, 0, 0, 0, 255);
    SDL_RenderClear(renderer);

    SDL_SetRenderDrawColor(renderer, 255, 255, 255, 255);
    SDL_Rect rect = {100, 100, 200, 200};
    SDL_RenderFillRect(renderer, &rect);

    SDL_RenderPresent(renderer);
}

int main() {
    SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO);
    SDL_Window* window = SDL_CreateWindow("C++ Game", SDL_WINDOWPOS_CENTERED, SDL_WINDOWPOS_CENTERED, 800, 600, 0);
    SDL_Renderer* renderer = SDL_CreateRenderer(window, -1, 0);

    while (true) {
        renderFrame(renderer);
    }

    SDL_DestroyRenderer(renderer);
    SDL_DestroyWindow(window);
    SDL_Quit();

    return 0;
}

渲染系统和逻辑处理应尽量解耦，方便调试和性能优化。

三、总结

掌握游戏架构的基本组成，是每一位C++游戏开发者的必经之路。本篇介绍的主循环、输入处理、状态管理、事件系统和渲染模块构成了游戏运行的基本骨架。

在接下来的文章中，我们将深入资源管理与模块通信，继续拓展你对游戏系统的理解。准备好了吗？下一步，我们将一起构建一个“有生命”的小游戏！

评分

欢迎为Ta评分