3.6.1 Los estados del juego ¶

Después de definir las clases involucradas en el diseño del juego, ahora definimos varios estados de estas clases:

• Una instancia SpaceWar representando las necesidades del juego para conocerla centralStar, las ships, los torpedoes disparados y su color.
• Una CentralStar tiene un estado masa. Que necesitamos para calcular la fuerza de la gravedad aplicada a cada nave.
• Una instancia SpaceShip que conozca su nombre, las coordenadas de su posición (position), su ángulo de orientación (heading), su vector de velocidad (velocity), su estimación de combustible (fuel) , su cantidad de torpedos disponibles (torpedoes), su masa (mass) y su empuje de aceleración del motor (acceleration).
• Un Torpedo tiene los estados de posición (position), velocidad (velocity) y tiempo de vida (lifeSpan).

Necesitamos explicar la naturaleza matemática de estos estados y, a continuación, analizar su representación objetiva en las variables de instancia de nuestras clases.

  En las siguientes secciones, para facilitar la lectura, escribiremos «la variable myVar es una String» en lugar de la correcta pero más engorrosa «la variable de instancia myVar es una referencia a una instancia de String».

SpaceWar ¶

Este objeto es la entrada al juego. Queremos un nombre de clase significativo. Sus variables de instancia son los protagonistas involucrados en el juego:

• centralStar es la única CentralStar del juego. Necesitamos conocer sobre ella y poder pedirle su masa.
• ships es una colectión de dos naves para los dos jugadores. Es una instancia de Array, su tamaño fijo es de dos elementos.
• torpedoes es una colección de los torpedos disparados en el juego. Como su cantidad es variables, tiene sentido una OrderedCollection dinámica.

CentralStar ¶

Es una variable de instancia única, mass es un número, lo más probable un entero (Integer).

SpaceShip ¶

La nave es el objeto más complejo, algunas aclaraciones al echar un vistazo a sus variables.

• name (nombre) es una cadena String.
• position es una coordenada de pantalla 2D, una localización. Smalltalk utiliza la clase Point para representar este tipo de objetos. Comprende muchas operaciones matemáticas y de vectores; muy utilizados en cálculos mecánicos.

  Un punto se instancia muy fácilmente con un mensaje binario #@ enviando a un número otro número como argumento: 100 @ 200 devuelve una instancia de Point representando las coordenadas (x;y) = (100;200).

  La posición (position) de la nave se recalcula periódicamente de acuerdo a la ley de marco de referencia galileano. El cálculo depende de la velocidad de la nave, su empuje de motor actual y la gravedad que tira desde la estrella central.

• heading es un ángulo en radianes, la dirección en la que apunta la nariz de la nave. Por lo tanto es un número Float. Cuando comienza el juego, las naves se orientan hacia arriba. El valor de su heading es -pi/2 radianes; el eje oy está orientado de arriba hacia abajo de la pantalla.
• velocity es un vector representando la velocidad instantánea de la nave. Es una instancia de Point.
• fuel‘fuel‘ es un indicador, siempre que no sea cero, de que el jugador puede encender los motores de cohete de la nave proporcionándole aceleración para moverse alrededor del tirón de gravedad de la estrella central Es un número entero.
• torpedoes es la cantidad de torpedos disponibles para ser disparados por el jugador. Es un número entero (Integer).
• mass es un Integer representando la masa de la nave.
• acceleration es la norma de aceleración intrínseca que se proporciona a la nave cuando se encienden los motores. Por lo tanto es un número Integer.

Unas pocas palabras sobre las coordenadas euclidianas: el origen de nuestro marco ortonormal es la estrella central, su primer vector está orientado hacia la derecha de la pantalla y el segundo hacia la parte superior de la pantalla. Esta elección facilita el cálculo de la aceleración, la velocidad y la posición de la nave. Más adelante daremos información al respecto.

Torpedo ¶

Un torpedo se lanza o «dispara» desde una nave con la velocidad iniciar relacionada a la velocidad de la nave. Una vez que el tiempo de vida del torpedo llega a cero, se autodestruye.

• position es una coordenada 2D en la pantalla, una instancia de Point. A diferencia de la nave, no acelera por gravedad de la estrella central. En efecto, un torpedo carece de un estado de masa. Para nuestro propósito es esencialmente cero. Su posición en el tiempo depende sólamente de la velocidad y su aceleración inicial.
• heading es un ángulo en radianes, la dirección en la que la nariz del torpedo apunta. Su valor coincide con el de la nave cuando se dispara. Por tanto también es un número Float.
• velocity es un vector que representa la velocidad instantánea del torpedo. Es constante durante el tiempo de vida del torpedo. De nuevo la velocidad es una instancia de Point,
• lifeSpan es un contador entero, cuando alcanza cero el torpedo se autodestruye.

3.6.2 Variables de instancia ¶

En el capítulo anterior, explicamos cómo definir las cuatro clases SpaceWar, CentralStar, SpaceShip y Torpedo. En esta sección añadiremos a esas definiciones las variables de instancia –estados– que describimos arriba.

Para añadir las variables de la clase Torpedo, desde el Browser, selecciona esa clase. A continuación, añade los nombres de variables a la clave instanceVariableNames:, separadas por espacio. Por último, guarda la definición de la clase actualizada con el atajo Ctrl-s:

Object subclass: #Torpedo
   instanceVariableNames: 'position heading velocity lifeSpan'
   classVariableNames: ''
   poolDictionaries: ''
   category: 'Spacewar!'

3.6.3 Comportamientos ¶

Necesitamos acceder a algunos de estos estados desde otras entidades:

• Cuando inicializamos una nave espacial queremos establecer su nombre con un mensaje categorizado como setter: ship name: 'The needle'.
• Para calcular la fuerza de la gravedad aplicada a un objeto que tenga masa, necesitamos saber su valor con un mensaje unitario categorizado como getter: star mass * ship mass.

Para escribir estos comportamientos en el Browser primero selecciona la clase, luego la categoría de método que quieres, o si no quieres ninguna -- all --.

En el panel de código aparece la plantilla de método:

messageSelectorAndArgumentNames
   "comment stating purpose of message"
   | temporary variable names |
   statements

Se describe a sí misma:

1. Línea 1. Es un nombre de método obligatorio, el mismo del mensaje.
2. Línea 2. Un comentario opcional entre comillas dobles.
3. Línea 3. Una lista opcional de variables locales del método entre barras verticales.
4. Línea 4. La subsiguiente lista de mensajes enviados y asignaciones.

El getter mass de SpaceShip está escrito como:

SpaceShip>>mass
   ^ mass

La parte SpaceShip>> no es código válido y no se debe escribir en el Browser. Es una convención de texto para indicarle al lector que es un método de la clase SpaceShip.

Algunas variables de instancia se deben inicializar desde otra entidad, para esto es necesario un mensaje setter. Para establecer el nombre de una nave espacial podemos añadir el siguiente método:

SpaceShip>>name: aString
   name := aString

El caracter := es una asignación, significa que la variable de instancia name contiene un objeto aString. Para teclear este símbolo, teclea _ y luego espacio, Cuis-Smalltalk lo convertirá en un símbolo de flecha izquierda. Alternativamente puedes escribir name := aString. Se podría pronunciar := como «gets».

Dado que name es una variable de instancia, cada método de instancia sabe que debe utilizar el espacio para el nombre. Lo que significa que estamos colocando el valor del argumento aString en el espacio de la instancia llamado name.

Dado que cada elemento de la variable de instancia puede contener un objeto de cualquier clase, nos gusta nombrar el argumento para indicar que pretendemos que la variable name contenga una cadena, una instancia de la clase String.

Fíjate que no tenemos un mensaje setter para el atributo mass (masa) de la nave espacial. De hecho, no tiene sentido cambiar la masa de una nave desde otro objeto. De hecho, si consideramos que ambas naves de los jugadores tienen la misma masa, deberíamos eliminar la variable mass y editar el método #mass para que devuelva un número literal:

SpaceShip>>mass
   ^ 1

Por otro lado, también podríamos considerar que la masa depende del combustible y los torpedos consumidos. Después de todo, el 93 % de la masa del cohete Saturno V estaba compuesta por su combustible. Hablaremos más sobre esto más adelante, en el capítulo sobre refactorización.

Controles ¶

Una nave espacial controlada por el jugador comprende mensajes para ajustar su dirección y aceleración¹⁷:

Dirección. El rumbo de la nave se controla con los mensajes #left y #right. El primero reduce el rumbo en 0.1 y el segundo lo incrementa en 0.1.

Aceleración. Cuando se envía el mensaje #push a la nave, se encienden los motores y una aceleración interna de 10 unidades de aceleración se aplican a la nave. Cuando se envía el mensaje #unpush, la aceleración se detiene.

3.6.4 Inicializado ¶

Cuando se crea una instancia, por ejemplo, SpaceShip new, se inicializa automáticamente: se envía el mensaje #initialize al objeto recién creado y se llama al método de instancia initialize correspondiente.

El proceso de inicialización es útil para establecer los valores predeterminados de las variables de instancia. Cuando creamos un nuevo objeto nave espacial, queremos establecer su posición, velocidad y aceleración predeterminadas:

SpaceShip>>initialize
   super initialize.
   velocity := 0 @ 0.
   position := 100 @ 100.
   acceleration := 0

En el método Ejemplo 3.17, observa la primera línea super initialize. Cuando se envía un mensaje a super, se refiere a la superclase de la clase del método. Hasta ahora, la clase padre de SpaceShip es Object, por lo que, para la inicialización, primero se llama al método Object>>initialize.

Cuando se crea una nave espacial se coloca en la parte superior y derecha de la estrella central. No tiene velocidad ni aceleración interna, solo la fuerza gravitatoria de la estrella central. Su proa apunta hacia la parte superior de la pantalla del juego.

Probablemente hayas notado que no hay código para inicializar el atributo heading, algo como heading := Float halfPi negated para orientar la nave en la dirección de la parte superior de la pantalla. La verdad es que no necesitamos el heading, ya que esta información la proporcionará la clase Morph, que se utilizará más adelante como clase padre de SpaceShip y Torpedo. En este momento, se eliminará la variable heading y definiremos el comportamiento de la dirección con los métodos heading y heading: adecuados.