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Snake Orientado a Objetos

Um dos motivos para não ter sido utilizados POO nos jogos de Free Python Games é não ter havido necessidade, por tratarem de jogos com requisitos simples. Assim, começaremos discutindo o código atual, mas expandindo os requisitos, para que faça mais sentido a utilização de classes e objetos. Quando apresentarmos a versao do jogo em OO, você perceberá inclusive que os exercícios propostos são diferentes da versão original.

Variáveis

No Snake foram definidas apenas 3 variáveis, conforme o trecho:

food = vector(0, 0)
snake = [vector(10, 0)]
aim = vector(0, -10)

Embora os nomes das variáveis indiquem a sua utilidade, seus tipos são genéricos: vector, e que na verdade, representando unicamente a posição desse elemento. Consequentemente, excetuando as operações de manipulação de vetores que estão encapsuladas nessa classe, diversas outras operações mais pertinentes do jogo estão espalhas no código.

Neste caso, essas variáveis poderiam ser das seguintes classe:

• food: Food. Além de encapsular sua posição, poderia ter um atributo de energia. A depender do nível de energia, a cobra poderia crescer mais ou menos ou ainda termos uma classe BadFood, onde a cobrar poderia diminuir de tamanho.

• snake: Snake. Além de encapsular sua posição poderia também encasular operações tais como: comer uma fruta, movimentar-se, mudar direção. Também poderia possuir uma pontuação. Imagine um jogo com mais de uma cobra, cada uma delas teria uma pontuação diferente.

• aim: este poderia ser mesmo um vector, pois indica apenas para onde a cobra se move. Porém, perceba que isso diz respeito à própria cobra, portanto deveria ser um atributo da classe Snake.

Mesmo sem esses novos requisitos (energia e diferentes de comida, jogo com múltiplos jogadores), POO ainda poderia ter sido utilizado. Contudo, a necessidade e consequente benefício seriam menores.

Funções

O código de Snake possui 3 funções. Duas delas são bem simples e fazem uma única coisa, enquanto uma outra é a função que contém o ciclo principal do jogo e dentro dele acontece muita coisa.

Funções change e inside

As funções change e inside foram definidas conforme a seguir:

def change(x, y):
    """Change snake direction."""
    aim.x = x
    aim.y = y


def inside(head):
    """Return True if head inside boundaries."""
    return -200 < head.x < 190 and -200 < head.y < 190

Observe que a função change é responsável por atualizar a variável aim que, como já tido, indica a direção para o qual a cobrinha está se movendo. Portanto, essa atualização é algo que deveria estar na classe Snake. Além disso, na perspectiva da cobra ela se movimenta em apenas duas direções: esquerda e direita. Assim, poderíamos ter na classe dois métodos responsável por essa mudança de direção, além claro de uma terceira responsável pelo movimento em si.

Com isso, uma interface inicial para essa classe seria algo como:

class Snake:
    def move():
        pass

    def left():
        pass

    def right():
        pass

Em relação a inside, podemos ter abordagens diferentes. Perceba que são necessários dois tipos de parâmetros para definir se a cobra está ou não dentro da área definida: as dimensões da área, que no código em questão estão fixos, e a posição da cabeça da cobra em si. Se você deixa fora da classe Snake poderá quebrar o encapsulamento, se você coloca dentro da classe, não faz sentido a cobra "saber" as dimensões da área de jogo. Uma forma de contornar essas questões é a classe Snake possuir um método que receba como argumentos as dimensões da área. A interface da classe pode ser atualizado com o seguinte método:

...
    def inside(self, x1, y1, x2, y2):
        pass

onde os pares (x1, y1) e (x2, y2) representam o ponto superior esquerdo e o ponto inferior direito, respectivamente.

Funções move

A função move possui uma string de documentação que diz o seguinte:

"""Move snake forward one segment."""

Porém, ela faz muito mais coisa que apenas mover a cobra em um segmento:

• Mover a cobra:

head = snake[-1].copy()
head.move(aim)

• Verificar se está colidindo com a borda e, se sim, "matar" a cobra e parar o jogo:

if not inside(head) or head in snake:
        square(head.x, head.y, 9, 'red')
        update()
        return

• Crescer a cobra:

snake.append(head)

• Verificar a cobra está comendo:

if head == food:
        print('Snake:', len(snake))
        food.x = randrange(-15, 15) * 10
        food.y = randrange(-15, 15) * 10
else:
    snake.pop(0)

• Atualizar a tela

clear()

for body in snake:
    square(body.x, body.y, 9, 'black')

square(food.x, food.y, 9, 'green')
update()

• Repetir todo esse processo até o jogo acabar

ontimer(move, 100)

Perceba que mover, comer, crescer (ou diminuir), morrer, mudar direção, etc. são ações da cobra, assim todas essas ações deveriam estar encapsuladas em Snake.

Além disso, uma outra classe SnakeGame poderia surgir. Essa classe seria composta por pelo menos uma comida e uma cobra, sendo responsável por chamadas a métodos dessas classes e por usar turtle para desenhar o jogos.

Diagrama de classes

É comum utilizarmos representações gráficas de um sistema. Uma das representações possíveis é através de diagramas de classes. Esse diagrama fornece uma representação estrutural de como as classes se relacionam.

Consideram o discutido assim, e após algumas iterações de desenvolvimento, portanto não está 100% fiel ao que colocamos, foi criado uma versão orientada a objetos do jogo Snake, cujo diagrama de classes pode ser visto abaixo:

O código está disponível junto com a tradução da documentação https://ifrn.github.io/free-python-games/pt_BR/

Exercícios

Resolva os exercícios proposto no código do Snake. A tradução segue abaixo:

1. Como você faria as classes FastSnake ou SlowSnake?
2. Como você faria uma SmartSnake, que muda de direção quando colide com as bordas?
3. Como seria criar novos tipos de comidas? Quando a cobra comê-las ela poderia crescer mais rápido ou diminuir?
4. Como você criaria uma classe Actor, que seria superclasse para Head e Food?

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