鸿蒙开发案例：实现数字华容道游戏

数字华容道游戏是一种经典的益智游戏，由8个编号为1至8的方块和一个空白格组成。玩家通过滑动方块将其按照正确的顺序排列。

【支持的功能】

1. 点击操作
   游戏支持通过点击数字方块来移动它们。当玩家点击一个可移动的方块时，该方块会自动滑向相邻的空白格。
2. 滑动操作
   除了点击操作之外，游戏还支持滑动手势来移动方块。玩家可以通过在屏幕上滑动来指示移动方向，游戏会检测滑动的方向并相应地移动方块。
3. 动画效果
   方块在移动时会有流畅的动画效果，这使得游戏的操作体验更加自然和直观。动画效果可以通过shouldAnimate状态开关来控制开启或关闭。
4. 游戏胜利提示
   当玩家成功将所有方块按照正确的顺序排列时，游戏会弹出一个对话框提示玩家胜利，并显示所用的时间。玩家可以选择重新开始游戏。
5. 重新开始按钮
   游戏提供了一个“重新开始”按钮，玩家可以在任何时候点击此按钮来重新开始游戏。重新开始会打乱游戏面板，使游戏回到初始状态。

【注意事项】

1. 确保游戏始终可解
   在设计游戏时，一个重要的注意事项是确保游戏面板被打乱后仍可解。如果随机打乱游戏面板，可能会导致某些情况下游戏无解。因此，我们在打乱游戏面板时，采用了模拟合法滑动的方式，即通过一系列合法的滑动操作来打乱面板，而不是简单地随机交换方块位置。这样可以确保每次游戏都有解。
2. 操作体验优化
   为了提供更好的操作体验，游戏设计时充分考虑了用户的交互习惯。点击和滑动两种操作方式的结合使得游戏更加灵活和方便。此外，动画效果的加入让方块的移动更加流畅自然，增强了游戏的趣味性和互动性。

【完整代码】

import { promptAction } from '@kit.ArkUI';
@Entry
@Component
struct NumberPuzzle {
  @State gameBoard: number[] = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 0]; // 游戏面板数据，0表示空白格
  @State selectedTile: number = -1; // 当前选中的方块
  @State isGameOver: boolean = false; // 游戏是否结束
  @State cellSize: number = 100; // 单元格大小
  @State cellMargin: number = 5; // 单元格边距
  @State startTime: number = 0; // 游戏开始时间
  @State screenStartX: number = 0; // 触摸开始时的屏幕X坐标
  @State screenStartY: number = 0; // 触摸开始时的屏幕Y坐标
  @State lastScreenX: number = 0; // 触摸结束时的屏幕X坐标
  @State lastScreenY: number = 0; // 触摸结束时的屏幕Y坐标
  @State shouldAnimate: boolean = true; // 控制动画是否开启

  aboutToAppear(): void {
    this.shuffleGameBoard(); // 在组件出现之前打乱游戏面板
  }

  // 检查指定位置的方块是否可以移动到空白处
  private canMove(tileIndex: number): boolean {
    const blankIndex = this.gameBoard.indexOf(0);
    const blankRow = Math.floor(blankIndex / 3);
    const blankCol = blankIndex % 3;
    const tileRow = Math.floor(tileIndex / 3);
    const tileCol = tileIndex % 3;

    return (
      (tileRow === blankRow && Math.abs(tileCol - blankCol) === 1) ||
        (tileCol === blankCol && Math.abs(tileRow - blankRow) === 1)
    );
  }

  // 移动方块
  private moveTile(tileIndex: number) {
    if (this.canMove(tileIndex)) {
      const blankIndex = this.gameBoard.indexOf(0);
      let temp = this.gameBoard[tileIndex];
      this.gameBoard[tileIndex] = this.gameBoard[blankIndex];
      this.gameBoard[blankIndex] = temp;
      this.selectedTile = -1;
      this.checkForWin(); // 检查是否获胜
    }
  }

  // 检查是否获胜
  private checkForWin() {
    const winState = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 0];
    this.isGameOver = this.gameBoard.join(',') === winState.join(',');
    if (this.isGameOver) {
      promptAction.showDialog({
        title: '游戏胜利！',
        message: '恭喜你，用时：' + ((Date.now() - this.startTime) / 1000).toFixed(3) + '秒',
        buttons: [{ text: '重新开始', color: '#ffa500' }]
      }).then(() => {
        this.shuffleGameBoard(); // 重新开始游戏
      });
    }
  }

  // 打乱游戏面板
  private shuffleGameBoard() {
    this.startTime = Date.now();
    let tempBoard = [...this.gameBoard];
    let moves = 0;
    const maxMoves = 10000; // 最大移动次数
    this.shouldAnimate = false; // 关闭动画

    // 寻找空白格的位置
    const findBlankIndex = () => tempBoard.indexOf(0);

    // 合法的移动方向
    const validDirections = (index: number) => {
      let valid: string[] = [];
      if (index % 3 > 0) {
        valid.push('left');
      }
      if (index % 3 < 2) {
        valid.push('right');
      }
      if (index >= 3) {
        valid.push('up');
      }
      if (index <= 5) {
        valid.push('down');
      }
      return valid;
    };

    // 移动空白格
    const moveBlank = (direction: string, index: number) => {
      let newIndex = index;
      switch (direction) {
        case 'up':
          newIndex -= 3;
          break;
        case 'down':
          newIndex += 3;
          break;
        case 'left':
          newIndex -= 1;
          break;
        case 'right':
          newIndex += 1;
          break;
      }
      let temp = tempBoard[newIndex];
      tempBoard[newIndex] = tempBoard[index];
      tempBoard[index] = temp;
    };

    // 模拟手势移动
    while (moves < maxMoves) {
      const blankIndex = findBlankIndex();
      const possibleDirections = validDirections(blankIndex);
      if (possibleDirections.length > 0) {
        const direction = possibleDirections[Math.floor(Math.random() * possibleDirections.length)];
        moveBlank(direction, blankIndex);
        moves++;
      } else {
        break;
      }
    }

    this.gameBoard = tempBoard;
    this.selectedTile = -1;
    this.isGameOver = false;
    this.shouldAnimate = true; // 重新开启动画
  }

  // 更新动画
  private updateAnim(index: number) {
    if (!this.shouldAnimate) return undefined;
    if (this.canMove(index)) {
      const blankIndex = this.gameBoard.indexOf(0);
      const diff = Math.abs(index - blankIndex);
      if (diff === 1) { // 左右移动
        return TransitionEffect.translate({
          x: `${(diff === 1 ? (index > blankIndex ? -1 : 1) : 0) * (this.cellSize + this.cellMargin * 2)}lpx`
        }).animation({ duration: 100 });
      } else if (diff === 3) { // 上下移动
        return TransitionEffect.translate({
          y: `${(diff === 3 ? (index > blankIndex ? -1 : 1) : 0) * (this.cellSize + this.cellMargin * 2)}lpx`
        }).animation({ duration: 100 });
      }
    }
    return undefined;
  }

  build() {
    Column({ space: 10 }) { // 主容器
      // 游戏面板容器
      Flex({ wrap: FlexWrap.Wrap, direction: FlexDirection.Row }) {
        ForEach(this.gameBoard, (item: number, index: number) => {
          Text(`${item}`) // 显示数字文本
            .width(`${this.cellSize}lpx`) // 设置宽度
            .height(`${this.cellSize}lpx`) // 设置高度
            .margin(`${this.cellMargin}lpx`) // 设置外边距
            .fontSize(`${this.cellSize / 2}lpx`) // 设置字体大小
            .textAlign(TextAlign.Center) // 文本居中
            .backgroundColor(this.gameBoard[index] === 0 ? Color.White : Color.Orange) // 背景颜色
            .fontColor(Color.White) // 字体颜色
            .borderRadius(5) // 圆角
            .visibility(item == 0 ? Visibility.Hidden : Visibility.Visible) // 隐藏空白格
            .transition(this.updateAnim(index)) // 设置动画过渡
            .onClick(() => {
              if (this.canMove(index)) {
                this.moveTile(index);
              }
            }); // 点击事件
        })
      }
      .width(`${(this.cellSize + this.cellMargin * 2) * 3}lpx`) // 设置容器宽度

      // 重新开始按钮
      Button('重新开始')
        .width('50%') // 设置按钮宽度
        .height('10%') // 设置按钮高度
        .onClick(() => {
          this.shuffleGameBoard(); // 重新开始游戏
        });
    }
    .width('100%') // 设置主容器宽度
    .height('100%') // 设置主容器高度
    .onTouch((e) => {
      if (e.type === TouchType.Down && e.touches.length > 0) { // 触摸开始，记录初始位置
        this.screenStartX = e.touches[0].x;
        this.screenStartY = e.touches[0].y;
      } else if (e.type === TouchType.Up && e.changedTouches.length > 0) { // 当手指抬起时，更新最后的位置
        this.lastScreenX = e.changedTouches[0].x;
        this.lastScreenY = e.changedTouches[0].y;
      }
    })
    .gesture(
      SwipeGesture({ direction: SwipeDirection.All }) // 支持方向中 all可以是上下左右
        .onAction((_event: GestureEvent) => {
          const swipeX = this.lastScreenX - this.screenStartX;
          const swipeY = this.lastScreenY - this.screenStartY;

          // 判断滑动方向
          let directionText = '';
          if (Math.abs(swipeX) > Math.abs(swipeY)) {
            if (swipeX > 0) {
              directionText = 'Right'; // 向右滑动
            } else {
              directionText = 'Left'; // 向左滑动
            }
          } else {
            if (swipeY > 0) {
              directionText = 'Down'; // 向下滑动
            } else {
              directionText = 'Up'; // 向上滑动
            }
          }

          console.info('====滑动方向:', directionText);
          // console.info('====起点x:', this.screenStartX);
          // console.info('====起点y:', this.screenStartY);
          // console.info('====终点x:', this.lastScreenX);
          // console.info('====终点y:', this.lastScreenY);

          // 清除开始位置记录，准备下一次滑动判断
          this.screenStartX = 0;
          this.screenStartY = 0;

          this.moveOnSwipe(directionText); // 根据方向移动方块
        })
    )
  }

  private moveOnSwipe(direction: string) {
    const blankIndex = this.gameBoard.indexOf(0);
    let newIndex = blankIndex;

    switch (direction) {
      case 'Up':
        newIndex = blankIndex + 3;
        break;
      case 'Down':
        newIndex = blankIndex - 3;
        break;
      case 'Left':
        newIndex = blankIndex + 1;
        break;
      case 'Right':
        newIndex = blankIndex - 1;
        break;
    }

    if (this.isValidMove(newIndex)) {
      this.moveTile(newIndex);
    }
  }

  private isValidMove(newIndex: number): boolean {
    // 检查新位置是否越界
    return newIndex >= 0 && newIndex < this.gameBoard.length;
  }
}