Question

我正在尝试用Scala编写一个教程游戏。处理，打算尽可能多地使用FP。但是，我得出结论，不可变状态游戏对象在这样的应用程序中是无利可图的。如果一个对象很大，那么在许多这样的对象不断更新的情况下（因此，每个周期都要自己复制），例如使用copy() func，它可能会导致非常密集的内存消耗。坚决这个的默认方法是什么？我想出的唯一一件事就是将对象切成小块 - 对象，这样只有那些需要更新的对象才会被更新，同时让“大”对象保持不变。

Answer 1

游戏引擎本质上是一种（离散的）事件模拟。通常，这些是通过可变数据结构实现的，例如事件堆，quad / oct树，用于对象的空间查询和大量哈希表。

对于这些数据结构中的每一个，可变变体更快。此外，不可变数据结构会产生必须收集的垃圾，因此GC上的压力会更高，并且您的应用程序最终会变慢。如果实时是一个问题，GC暂停可能是有害的（例如，它可能会影响游戏中的帧速率），尤其是在处理能力较低的平台上，例如Android。

至于copy()方法 - 它不必复制整个对象来创建更新版本。如果您的对象是以树状方式分层组织的（例如，作为案例类的层次结构），那么更改对象的一个属性需要只重写此树中的一个路径 - 您不需要重写所有内容。尽管如此，它还是比拥有可变版本和就地更新更昂贵。

示例：

case class World(map: Array[Item], players: Vector[Player])

case class Player(health: Int, speed: Int, weapon: Weapon, shield: Shield)

case class Weapon(strength: Int, ammo: Int)

要为武器添加更多弹药，您无需复制整个World：

def setAmmo(playerNum: Int, newAmmo: Int, world: World): World = {
  val p = players(playerNum)
  world.copy(players = players.updated(playerNum, p.copy(weapon = p.weapon.copy(ammo = newAmmo))))
}

在此示例中，map，其他players和修改后的shield的{{1}}在内存中保持不变，并且不会急切复制。

我建议使用可变数据结构来表示状态 - 除非你有一个并发游戏引擎（例如）一个模拟游戏状态的编写器，以及一系列呈现输出，处理声音的读者，网络等等，在这个用例中，不可变数据结构的好处几乎没有。

Answer 2

首先，不要做过早的优化。你测量过代码了吗？也许有一些具体的瓶颈？

由于大多数对象都是由通过数据结构连接的较小对象组成，我认为你可以通过使用持久数据结构来解决这个问题

持久性数据结构是一种始终保留的数据结构修改后的自身的先前版本;这样的数据结构实际上是不可变的，因为它们的操作没有（明显地）就地更新结构，但总是产生一个新的更新结构

Here is wonderful talk关于其中一些内容的{p> Daniel Spiewak。如果你想要更多，请看看Chris Okasaki的Purely Functional Data Structures。

Answer 3

只是接受这样一个事实：游戏状态本质上是可变的。仅将不可变类用于概念上的值，例如位置，速度等。这可能仍会产生大量垃圾，但启用转义分析运行可能会有所帮助。

Scala游戏编程 - 在OOP和FP之间

3 个答案: