--- title: 实践对象构造 slug: Learn/JavaScript/Objects/Object_building_practice tags: - JavaScript - 初学者 - 学习 - 对象 - 指南 - 画布 translation_of: Learn/JavaScript/Objects/Object_building_practice ---
在前面的文章中,我们学习了 JavaScript 的面向对象理论和基本的语法知识,为之后的学习建立了良好的基础。这篇文章中我们将进行一次实战演练,通过构造 JavaScript 对象得到生动有趣的成果!
| 预备知识: | 基本的计算机知识,了解HTML与CSS的基本概念,熟悉JavaScript基本知识 (请参阅 入门 和 构建块结构)和面向对象的JavaScript (OOJS) 基础 (请参阅 对象基础)。 |
|---|---|
| 目标: | 练习使用对象,在真实环境中应用面向对象开发技术。 |
本文通过编写一个弹球 demo 来展示 JavaScript 中对象的重要性。我们的小球会在屏幕上弹跳,当它们碰到彼此时会变色。最终会像这样:
<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head>
<meta charset="utf-8">
<style>
body {
margin: 0;
overflow: hidden;
font-family: 'PingFangSC-Regular', '微软雅黑', sans-serif;
height: 100%;
}
h1 {
font-size: 2rem;
letter-spacing: -1px;
position: absolute;
margin: 0;
top: -4px;
right: 5px;
color: transparent;
text-shadow: 0 0 4px white;
}
</style>
</head>
<body>
<h1>弹球</h1>
<canvas></canvas>
<script>
const canvas = document.querySelector('canvas');
const ctx = canvas.getContext('2d');
const width = canvas.width = window.innerWidth;
const height = canvas.height = window.innerHeight;
function random(min,max) {
const num = Math.floor(Math.random() * (max - min)) + min;
return num;
}
function randomColor() {
const color = 'rgb(' +
random(0, 255) + ',' +
random(0, 255) + ',' +
random(0, 255) + ')';
return color;
}
function Ball(x, y, velX, velY, color, size) {
this.x = x;
this.y = y;
this.velX = velX;
this.velY = velY;
this.color = color;
this.size = size;
}
Ball.prototype.draw = function() {
ctx.beginPath();
ctx.fillStyle = this.color;
ctx.arc(this.x, this.y, this.size, 0, 2 * Math.PI);
ctx.fill();
};
Ball.prototype.update = function() {
if((this.x + this.size) >= width) {
this.velX = -(this.velX);
}
if((this.x - this.size) <= 0) {
this.velX = -(this.velX);
}
if((this.y + this.size) >= height) {
this.velY = -(this.velY);
}
if((this.y - this.size) <= 0) {
this.velY = -(this.velY);
}
this.x += this.velX;
this.y += this.velY;
};
Ball.prototype.collisionDetect = function() {
for(let j = 0; j < balls.length; j++) {
if(this !== balls[j]) {
const dx = this.x - balls[j].x;
const dy = this.y - balls[j].y;
const distance = Math.sqrt(dx * dx + dy * dy);
if (distance < this.size + balls[j].size) {
balls[j].color = this.color = randomColor();
}
}
}
};
let balls = [];
while(balls.length < 25) {
const size = random(10,20);
let ball = new Ball(
random(0 + size, width - size),
random(0 + size, height - size),
random(-7, 7),
random(-7, 7),
randomColor(),
size
);
balls.push(ball);
}
function loop() {
ctx.fillStyle = 'rgba(0,0,0,0.25)';
ctx.fillRect(0,0,width,height);
for(let i = 0; i < balls.length; i++) {
balls[i].draw();
balls[i].update();
balls[i].collisionDetect();
}
requestAnimationFrame(loop);
}
loop();
</script>
</body>
</html>
{{ EmbedLiveSample('Bouncing_balls', '100%', 480, "", "", "hide-codepen-jsfiddle") }}
这个实例将会利用 Canvas API 来在屏幕上画小球, 还会用到 requestAnimationFrame API 来使整个画面动起来 —— 我们并不要求你事先学习过这些 API 的相关知识,希望你完成这个练习之后会想去探索更多。这个过程中我们会用到一些漂亮的小东西并向你展示一些技巧,比如小球从墙上反弹,检查它们是否撞到了对方 (也就是碰撞检测)。
首先下载 bouncing-balls-start.zip,其中包含以下三个文件:index.html、style.css 和 main.js。它们分别包含以下内容:
<h1> 元素、一个{{HTMLElement("canvas")}} 元素来画小球,还有一些元素将 CSS 和 JavaScript 运用到我们的 HTML 中。<h1> 元素的样式和定位,另外还能使画面填充整个页面从而摆脱滚动条和边缘的空白(这样看起来非常简洁)<canvas> 元素,并提供我们要用到的基本函数。脚本的第一部分是这样的:
const canvas = document.querySelector('canvas');
const ctx = canvas.getContext('2d');
const width = canvas.width = window.innerWidth;
const height = canvas.height = window.innerHeight;
这个脚本使用变量代指了 <canvas> 元素, 然后对其调用 getContext() 从而我们获得一个开始画画的环境。存储以上操作结果的变量(ctx)是一个对象,直接代指画布上的一块允许我们绘制 2D 图形的区域。
接下来,我们设置 width 和 height 变量,并且让画布元素的宽和高(分别使用 canvas.width 和 canvas.height 表示)等于浏览器的宽和高(也就是网页显示的区域 — 可以从 {{domxref("Window.innerWidth")}} 和 {{domxref("Window.innerHeight")}}参数获得)。
你会看到我们在这里串联了多个赋值表达式在一起,这样能更快地设置变量——这是完全正确的。
原始脚本最后的部分如下:
function random(min,max) {
return Math.floor(Math.random()*(max-min)) + min;
}
function randomColor() {
return 'rgb(' +
random(0, 255) + ', ' +
random(0, 255) + ', ' +
random(0, 255) + ')';
}
第一个函数为我们生成一个 min 至 max 之间的随机整数,第二个函数为我们生成一个随机的颜色值。
我们的项目中会有很多小球在屏幕上跳来跳去。因此这些小球会以相同的方式运作,从而我们可以通过一个对象实例化它们。首先,我们将下面的构造器加入到代码的底部。
function Ball(x, y, velX, velY, color, size) {
this.x = x;
this.y = y;
this.velX = velX;
this.velY = velY;
this.color = color;
this.size = size;
}
这个构造器中定义了每个小球需要的参数:
x 和 y 坐标 —— 小球在屏幕上最开始时候的坐标。坐标的范围从 0 (左上角)到浏览器视口的宽和高(右下角)。velX 和 velY)—— 我们会给每个小球一个水平和竖直速度。实际上,当我们让这些球开始运动时候,每过一帧都会给小球的 x 和 y 坐标加一次这些值。color —— 每一个小球会有自己的颜色。size —— 每一个小球会有自己的大小 — 也就是小球的半径,以像素为单位。这里说明了小球的属性,那么方法呢?别忘了我们要让小球动起来。
首先给小球的原型加上 draw() 方法:
Ball.prototype.draw = function() {
ctx.beginPath();
ctx.fillStyle = this.color;
ctx.arc(this.x, this.y, this.size, 0, 2 * Math.PI);
ctx.fill();
}
通过使用这个函数,通过使用我们之前定义的 ctx对象 的方法,我们就可以让在屏幕上画出小球了。ctx 的内容区域就像是一张纸,现在我们就可以命令我们的笔画一点东西。
beginPath() 来声明我们现在要开始在纸上画一个图形了。fillStyle 来定义这个图形的颜色 — 这个值正是小球的颜色属性。arc() 方法来在纸上画出一段圆弧。有这些参数:
x 和 y 是圆弧的中心的坐标 —— 也就是小球的中心坐标。2 * PI,也就是 360 度(如果你设置成 0 和 1 * PI,则只会出现一个半圆,也就是 180 度)fill() 方法,也就是声明我们结束了以 beginPath() 开始的绘画,并且使用我们之前设置的颜色进行填充。 现在你已经可以测试你的对象了。
let testBall = new Ball(50, 100, 4, 4, 'blue', 10);
testBall.x testBall.size testBall.color testBall.draw()
我们可以在一个固定位置画出小球,但是他们不会动,我们需要一个函数来更新一些东西。在 JavaScript 文件底部加上下面的代码,也就是给小球原型加上一个 update() 方法。
Ball.prototype.update = function() {
if ((this.x + this.size) >= width) {
this.velX = -(this.velX);
}
if ((this.x - this.size) <= 0) {
this.velX = -(this.velX);
}
if ((this.y + this.size) >= height) {
this.velY = -(this.velY);
}
if ((this.y - this.size) <= 0) {
this.velY = -(this.velY);
}
this.x += this.velX;
this.y += this.velY;
}
函数的前四个部分用来检查小球是否碰到画布的边缘。如果碰到,我们反转小球的速度方向来让它向反方向移动。就比如说,如果小球正向上移动 (正 velY),然后垂直速度发生改变,小球就向下移动 (负 velY)。
在这四部分中,我们:
x 坐标是否大于画布的宽度(小球会从右边缘离开)。x 坐标是否小于0(小球会从左边缘离开)。y 坐标是否大于画布的高度(小球会从下边缘离开)。y 坐标是否小于0(小球会从上边缘离开)。在每种情况下,我们都会加上小球的半径,因为 x/y 坐标是小球中心的坐标,我们希望小球在其边界接触浏览器窗口的边界时反弹,而不是小球的一部分都不见了再返回。
最后两行,我们将 velX 的值加到 x 的坐标上,将 velY 的值加到 y 坐标上 —— 每次调用这个方法的时候小球就移动这么多。
暂时先这样做; 让我们继续做一些动画!
现在就变得非常有趣了。我们在画布上加上一些小球,并且让他们动起来。
let balls = [];
while (balls.length < 25) {
let size = random(10, 20);
let ball = new Ball(
// 为避免绘制错误,球至少离画布边缘球本身一倍宽度的距离
random(0 + size, width - size),
random(0 + size, height - size),
random(-7, 7),
random(-7, 7),
randomColor(),
size
);
balls.push(ball);
}
几乎所有的动画效果都会用到一个运动循环,也就是每一帧都自动更新视图。这是大多数游戏或者其他类似项目的基础。
function loop() {
ctx.fillStyle = 'rgba(0, 0, 0, 0.25)';
ctx.fillRect(0, 0, width, height);
for (let i = 0; i < balls.length; i++) {
balls[i].draw();
balls[i].update();
}
requestAnimationFrame(loop);
}
loop() 函数做了下面的事情:
fillRect()(这四个参数分别是起始的坐标、绘制的矩形的宽和高)画出一个填充满整个画布的矩形。这是在下一个视图画出来时用来遮住之前的视图的。如果不这样做得话,你就会在屏幕上看到一条蛇的形状而不是小球的运动了。用来填充的颜色设置成半透明的rgba(0,0,0,0.25),也就是让之前的视图留下来一点点,从而你可以看到小球运动时的轨迹。如果你将 0.25 设置成 1 时,你就完全看不到了。试着改变其中的值查看造成的影响。random() 函数产生的数字传入新的小球实例从而创建一个新的小球,并且加入到数组中。因此当屏幕上有 25 个小球时,不会再出现更多小球。你可以改变这个值,从而看到不同小球个数造成的影响。如果你的电脑或者浏览器性能不怎么样的话,几千个小球的速度就会明显慢下来。draw() 和 update() 函数来将自己画出来,并且再接下来的每一帧都按照其速度进行位置的更新。requestAnimationFrame() 方法再运行一次函数 —— 当一个函数正在运行时传递相同的函数名,从而每隔一小段时间都会运行一次这个函数,这样我们可以得到一个平滑的动画效果。这主要是通过递归完成的 —— 也就是说函数每次运行的时候都会调用自己,从而可以一遍又一遍得运行。loop();
完成这些基础的之后在浏览器打开测试一下!
现在会更加有趣,给我们的项目加上碰撞检测,从而小球会知道他们正在撞击其他的球。
update() 方法后添加以下方法 (即 Ball.prototype.update 的下面)。
Ball.prototype.collisionDetect = function() {
for (let j = 0; j < balls.length; j++) {
if (this !== balls[j]) {
const dx = this.x - balls[j].x;
const dy = this.y - balls[j].y;
const distance = Math.sqrt(dx * dx + dy * dy);
if (distance < this.size + balls[j].size) {
balls[j].color = this.color = randomColor();
}
}
}
}
这个方法有一点点复杂,如果不理解的话不必过分担心,下面是对它的解释:
for 循环来遍历 balls[] 数组中的小球。if 语句来检查遍历的小球是否是当前的小球。我们不希望检测到一个小球撞到了自己!为了达到这个目的,我们需要检查当前小球 (即正在调用 collisionDetect 方法的球) 是否和被循环到的小球 (for 循环检测中的当前遍历所引用的球) 是不是同一个。我们使用 ! 来否定判断,因此只有两个小球不是同一个时,条件判断中的代码才会运行。if 语句中的代码。我们会将两个小球的颜色都设置成随机的一种。我们也可以将这步操作变得复杂一点,比如让两个小球弹开,那样需要植入更加复杂的代码。像这样的物理场景,有以下专门的库比如 PhysicsJS,matter.js,Phaser 等。balls[i].update() 加上下面的代码:
balls[i].collisionDetect();
我们希望你玩得开心,编写出你自己的随机弹跳球的例子,在整个程序中使用各种对象和面向对象的技术! 在你实际运用对象中能提供一些有用的帮助。
对象文章就到这里了。现在剩下的就是在下一节的对象评估中测试你的技能。
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