製作打地鼠¶
Pac-Man 教學用鍵盤操作，這一章換個玩法，用滑鼠來打地鼠，同時把第 3 章整理的物件、行為、Engine、Overlay、輸入與時間實際用一次。遊戲的規則是：8×8 網格中有一隻每秒換位的地鼠，玩家在 30 秒內點中它便得到一分；倒數結束後，按 R 可以重設狀態並開始下一局。
接下來會依序加入地鼠、定時移動、點擊計分、倒數與重設；四個里程碑各自附有當下完整的 main.cpp，可以直接編譯並觀察新增的遊戲行為。
在新的專案裡做
打地鼠是一個新遊戲，建議不要寫在 Pac-Man 專案裡。用取得你的專案的方法 fork GridPlusPlus-Template（把網址中的 GridPlusPlus-Pacman 換成 GridPlusPlus-Template），再在新專案的 main.cpp 裡進行。
里程碑一：建立靜態地鼠¶
打地鼠從一個顯示格線的空白世界開始，現在缺少的是存在於世界中的遊戲目標。第一個里程碑暫時不處理移動和計分，只建立一隻靜止的地鼠，用來確認 GridObject 已加入 Engine，且指定的網格座標會正確反映在畫面上。把 main.cpp 改成：
#include "GridPlusPlus.h"
using gridpp::GameEngine;
int main() {
GameEngine game(8, 8, 64);
game.showGrid(true);
game.addObject("mole");
game.run();
return 0;
}
addObject("mole") 建立一個使用 mole 素材的物件；因為沒有交給它任何函式，這隻地鼠每幀只會維持原本狀態。由於尚未載入名為 mole 的素材，Engine 會用紅色方塊代替；這讓遊戲規則不必等待美術素材。
執行後，紅色方塊應位於左上角 (0, 0)，因為新物件的預設位置就是原點。接著試著把它放到別的地方：保留 addObject() 回傳的 Handler，再呼叫 setPosition()。
重新編譯執行，方塊應出現在第 4 欄、第 3 列。若能在執行前預測位置，就已理解零起算的網格座標。
里程碑二：讓地鼠每秒移動¶
靜止的方塊已經證明物件能進入世界，但打地鼠的目標必須定期換位，玩家才需要追蹤它。第 3 章提到 Engine 每幀都會執行物件的 Update 函式；如果函式每次執行都更換座標，地鼠一秒可能移動約 60 次，快到無法遊玩。因此這一步除了加入 Update 函式，還要保存「下一次允許移動的時間」，讓尚未到達指定時間的幀直接返回。
#include "GridPlusPlus.h"
using gridpp::GameEngine;
using gridpp::GridObject;
double next_move = 0.0;
void UpdateMole(GameEngine game, GridObject mole) {
if (game.time() < next_move) return;
mole.setPosition(game.random(0, game.cols() - 1), game.random(0, game.rows() - 1));
next_move = game.time() + 1.0;
}
int main() {
GameEngine game(8, 8, 64);
game.showGrid(true);
game.addObject("mole", nullptr, UpdateMole);
game.run();
return 0;
}
addObject() 的第二個參數是 Init、第三個是 Update。這裡暫時不需要 Init，所以傳入 nullptr，並把 UpdateMole 放在第三個位置。函式的第二個參數取名為 mole 而不是 self，只是讓程式讀起來更貼近這個遊戲；名稱可以自由決定，型別與順序才是 Engine 在意的部分。
第一次更新時 next_move 是 0，因此地鼠立即選擇新位置，再把下次移動排在一秒後。後續大部分幀都會在第一個 if 返回。random(min, max) 會回傳包含上下界的整數；有效 x 座標是 0 到 cols() - 1，有效 y 座標則是 0 到 rows() - 1，所以地鼠不會跑出網格。
此處的 next_move 在概念上屬於地鼠，卻暫時放在全域，讓普通函式能保存下一幀仍要使用的資料。這種寫法只適合目前的一隻地鼠：若加入第二隻，兩者會共用同一個移動時間。第 6 章會把個別狀態存回各自的物件。
這個版本執行後，紅色方塊應每秒移動一次，而且永遠留在網格範圍內。為了確認真正控制速度的是下一次移動時間，而不是 Engine 的幀率，可以把 1.0 暫時改成 0.2：在重新執行前，先預測地鼠會變成每 0.2 秒移動，再以畫面驗證推論，最後將數值改回來。
參考程式：step_02_mole.cpp
里程碑三：判斷點擊並顯示分數¶
能夠移動的地鼠仍然只是動畫，因為玩家目前無法和它互動。要判斷玩家是否點中地鼠，程式必須比較滑鼠與地鼠的位置；問題在於滑鼠使用像素座標，地鼠使用網格座標，兩者不能直接相比。由於每格寬高都是 gridSize() 像素，將滑鼠的 x、y 分別除以格子大小，就能換算出滑鼠所在的格子：
這一步新增兩種全域狀態：score 是遊戲規則的資料；score_label 是分數文字的 Handler。score_label 在全域宣告時還沒有指向任何文字，要等 main() 呼叫 addTextOverlay() 後才被指定；在那之前使用它會丟出錯誤，所以指定必須發生在 run() 之前。
#include <string>
#include "GridPlusPlus.h"
using gridpp::GameEngine;
using gridpp::GridObject;
using gridpp::Overlay;
int score = 0;
double next_move = 0.0;
Overlay score_label;
void UpdateMole(GameEngine game, GridObject mole) {
const int mouse_x = game.mouseX() / game.gridSize();
const int mouse_y = game.mouseY() / game.gridSize();
if (game.mousePressed(MOUSE_BUTTON_LEFT) && mouse_x == mole.x() && mouse_y == mole.y()) {
++score;
score_label.setText("Score: " + std::to_string(score));
next_move = 0.0;
}
if (game.time() >= next_move) {
mole.setPosition(game.random(0, game.cols() - 1), game.random(0, game.rows() - 1));
next_move = game.time() + 1.0;
}
}
int main() {
GameEngine game(8, 8, 64);
game.showGrid(true);
score_label = game.addTextOverlay("Score: 0", 12, 12, 24);
game.addObject("mole", nullptr, UpdateMole);
game.run();
return 0;
}
每幀先把滑鼠像素換成網格座標，再檢查左鍵是否剛被按下且兩組座標是否相同。打中後分數增加，文字顯示新值；std::to_string() 把整數轉成字串，才能和 "Score: " 接在一起。最後 next_move = 0.0 讓地鼠在同一次 Update 的後半立刻換位，避免停在原格被連續點擊。
執行後，點中地鼠應使左上角分數增加，而且地鼠立即換位；點擊其他格不應加分。把 mouse_x == mole.x() 暫時改成 mouse_x != mole.x()，先預測錯誤行為，再執行確認並還原。這個反例能驗證得分來自座標比較，而不是 Overlay 或素材。
里程碑四：加入倒數、結束與重設¶
最後一個里程碑分成兩個小步驟：先讓這一局能夠倒數並停止，再讓玩家重設同一組物件。兩個步驟共同使用 end_time 和第二個文字 Overlay；end_time 保存這一局結束的絕對時間，每幀用「結束時間減去目前時間」得到剩餘秒數。計算時，std::max() 避免畫面顯示負數，std::ceil() 則讓尚未完整經過的一秒仍顯示出來，例如剩下 4.2 秒時顯示 5。
先讓一局遊戲正確結束¶
先只處理倒數與停止：在 UpdateMole() 開頭更新時間文字，時間歸零後隱藏地鼠並直接返回。此時不必急著加入重設功能，先確認倒數到 0 之後，地鼠確實不再移動或得分。
const double remaining = std::max(0.0, end_time - game.time());
const int seconds = static_cast<int>(std::ceil(remaining));
time_label.setText("Time: " + std::to_string(seconds));
if (remaining <= 0.0) {
mole.hide();
return;
}
這段程式成立後，一局遊戲已經有明確的開始與結束；接下來的重設不是另一套遊戲流程，而是把分數、時間、地鼠位置與畫面重新帶回可玩的初始狀態。
再加入重設功能¶
遊戲結束時，hide() 讓地鼠不再繪製。隱藏物件仍會執行 Update 函式，所以 UpdateMole 可以繼續等待 R 鍵；按下後，ResetGame() 重設整局狀態並重新顯示原物件，不需要建立第二個 Engine 或第二隻地鼠。
一局開始的時刻也需要同樣的重設。這正是 Init 函式的用途：addObject() 的第二個參數會在 run() 開始、第一幀之前執行一次，因此 InitMole 只要呼叫 ResetGame()，第一局與之後按 R 開始的每一局就會使用完全相同的初始化程式。
#include <algorithm>
#include <cmath>
#include <string>
#include "GridPlusPlus.h"
using gridpp::GameEngine;
using gridpp::GridObject;
using gridpp::Overlay;
// 整局遊戲的狀態。
int score = 0;
double end_time = 0.0;
// 單一地鼠的狀態；第 6 章會把它存回物件自己身上。
double next_move = 0.0;
// 兩行文字的 Handler，在 main() 中指定。
Overlay score_label;
Overlay time_label;
void ResetGame(GameEngine game, GridObject mole) {
score = 0;
end_time = game.time() + 30.0;
next_move = 0.0;
mole.show();
score_label.setText("Score: 0");
time_label.setText("Time: 30");
}
void InitMole(GameEngine game, GridObject mole) { ResetGame(game, mole); }
void UpdateMole(GameEngine game, GridObject mole) {
const double remaining = std::max(0.0, end_time - game.time());
const int seconds = static_cast<int>(std::ceil(remaining));
time_label.setText("Time: " + std::to_string(seconds));
if (remaining <= 0.0) {
mole.hide();
if (game.keyPressed(KEY_R)) ResetGame(game, mole);
return;
}
const int mouse_x = game.mouseX() / game.gridSize();
const int mouse_y = game.mouseY() / game.gridSize();
if (game.mousePressed(MOUSE_BUTTON_LEFT) && mouse_x == mole.x() && mouse_y == mole.y()) {
++score;
score_label.setText("Score: " + std::to_string(score));
next_move = 0.0;
}
if (game.time() >= next_move) {
mole.setPosition(game.random(0, game.cols() - 1), game.random(0, game.rows() - 1));
next_move = game.time() + 1.0;
}
}
int main() {
GameEngine game(8, 8, 64);
game.showGrid(true);
score_label = game.addTextOverlay("Score: 0", 12, 12, 24);
time_label = game.addTextOverlay("Time: 30", 12, 44, 24);
game.addObject("mole", InitMole, UpdateMole);
game.run();
return 0;
}
注意 main() 中建立內容的順序：兩行文字先建立，地鼠後建立。InitMole 在 run() 開始時才執行，那時 score_label 與 time_label 都已指向真正的文字，ResetGame() 才能安全地修改它們。
參考程式：完整打地鼠
編譯與驗收¶
四個里程碑都是彼此獨立的完整程式，因此每完成一步，都要重新編譯執行：
在專案資料夾的終端機編譯並執行（按 Up 鍵可以叫出上次的指令）：
編譯成功只代表程式符合語法與連結要求，還不能證明遊戲規則正確。執行完成版後，應依序操作並確認以下行為；任何一項不符合，都表示對應里程碑仍有尚未解決的問題：
- 開始時顯示
Score: 0與Time: 30。 - 地鼠每秒換位，且位置不超出 8×8 網格。
- 只有點中地鼠所在格才加分；加分後地鼠立即換位。
- 倒數不顯示負數；到 0 時地鼠消失且點擊不再得分。
- 按 R 後分數與時間重設，原本的地鼠重新出現。
回頭解釋這份程式¶
完成遊戲後，再回頭看整份程式，各段程式的責任應比一開始更清楚。這個小型範例刻意使用普通函式與全域狀態，讓 Update 函式如何取得目前物件、像素如何換成網格座標，以及 Engine 如何保存內容都直接顯露出來。這不是大型遊戲的最終架構，而是用最少機制建立後續章節所需的共同經驗：
GameEngine建立世界並逐幀呼叫行為。- 地鼠是
GridObject；InitMole與UpdateMole是交給它的 Init 與 Update 函式。 score與end_time屬於整局遊戲，next_move概念上屬於單一地鼠。- 分數與時間是文字 Overlay，只呈現狀態；程式透過 Handler 修改它們的文字。
hide()停止繪製與碰撞，但保留更新行為，因此可等待重設。
目前只有一隻地鼠，因此上述簡化還不會造成衝突；當遊戲開始出現不同碰撞規則或多個各自計時的物件時，全域狀態便會逐漸失去表達能力。第 5 章將完整說明 Init、Update 與 Collide 三種函式，第 6 章再讓每個物件保存自己的資料。如此一來，寫法的改變由實際問題推動，而不是只為了使用更複雜的語法。