開發貪食蛇遊戲

貪食蛇遊戲在網路上可以找到各式各樣的語言所完成的作品，但這次要介紹的開發方式是用F#加上Unity來進行，雖然分開來看，可以找到用Unity開發的貪食蛇教學，或是也可以看到用XNA搭配F#所製作出來的貪食蛇。但這次的嘗試是用F#語法配合Reactive概念在Unity的編輯器中進行。

此遊戲是家喻戶曉的，規則部份相當單純。但在進行前，先做規則部份的温習。代表貪食蛇的圖像以一格一格的方式呈現並在畫面上自行移動，移動時會往蛇頭的部份前進，在前進的當下可以做左、右或是上、下方向的改變-端看當時的前進是水平還是垂直移動。而貪食蛇在移動時若是吃到代表蘋果的物件，則會增加一格長度，若是撞到非蘋果的物件，即便是自身的一格物件，則會導致結束。

這就是貪食蛇的基本款玩法。非常簡單明瞭不複雜。因此在Unity中利用F#的語法搭配UniRx的使用，來試著達成遊戲的製作。

首先處理的當然是移動的部份，貪食蛇的移動在網路上找可以找到很多版本。最直接的想法是貪食蛇的每一格都進行移動，並根據移動的規則來決定最後要移至哪一格。但在多個不同的版本中，最後被歸納出一個比較有效率的方式。這個方式也是有些變體，如前述的Unity貪食蛇的版本就是這個方法的變體。簡單來說，就是不需要考量每一格怎麼動，只要專注在頭尾即可。

從有格線的紙上畫一下即可看出來，由於貪食蛇的移動是一次一格，所以頭部到尾部中間這些格子基本上不會變動，只需要將尾部直接移至到頭部，則可以看到貪食蛇按照則規則在移動。也就是說只需要不停的將尾部那一格前移成新的頭部即可。

找到了移動的規則後，就來展開程式面的撰寫。但不同於之前介紹直譯C#成F#的方式，這次會用F#直接撰寫，而不再以轉譯的方式進行，故會用F#的原生型別和檔案方類方式來進行。而Unity的MonoBehaviour元件只會當做殼層（Shell），實際的功能主要在函式（function）中實現，而非在以往熟悉的型別（class）中撰寫。

在正式放入Unity之前，可以先在REPL（Read-Evaluate-Print-Loop）中進行。在目前主流的函式語言中，不論是Haskell或是Swift都有提供基本的REPL。不同以往要寫完後按下編譯，只需寫下某個函式就可以看到此函式被執行後的結果。因此，於此環境下可以簡化並專注在某一個功能（函式）的實踐，快速的看到結果，驗證後再進行調整。這也是F#的開發方式，雖然它和單元測試（Unit Test）有些許不同，但可達到快速修正強化程式穩定性的主旨是類似的。

開發F#的專案可用的REPL在各主流編輯器中都可以使用，像是Visual Code裡有直接內建的，Visual Studio Code則需要配合Ionide外掛使用。而手邊常用的Project Rider，也於前幾天時加入到EAP版本中了。至於網路上的REPL，則有類似於JsFiddle的.NET Fiddle可使用。可用的環境相當多元、方便，故會先用來進行部份規則的撰寫，雖然後續仍很多地方還是要和Unity API進行接合，但在規則面不受到所使用引擎的影響下，用REPL可有效的幫助開發。

一開始先來定義貪食蛇要怎麼被表示，由於它是一格格的被接起來，所以用方格（Block）來表示，每個Block則用位置x和y來表示，並加上當下它是往哪個方向前進（只有四個方向）。利用F#特有的Record Type和Discriminated Union，可以先產生這樣的撰寫：

產生了一個佔了二格的Snake，並將頭部置放於list中的第一位，並讓它一開始往上走。

接下來就是要開始加入移動的部份，如同先前所提的，移動只需要動到頭尾即可。

在正常的情況下，函式中的參數是不需要額外加上型別的，函式語言中都有Type Inference，可以自行判定該參數的型別為何，但它終究不是萬能的，仍會有些情況下它無法判別，這時還是要將型別加上，才不會有編譯上的錯誤。

拿取OccupiedBlocks時用了Destructing Assignment（JavaScript中的稱呼），在這樣的拿取下

head::tail = OccupiedBlocks

head會賦值成list中第一格物件，而tail則會是第二格開始的sub list。這樣的用法在函式程式中是很常見的操作，藉此用來拿取list中的值。

而程式中出現的match和with這一段則是利用函式程式中常見的比對方式進行，它和if else概念相同，在一般的程式中和它很像的是switch，但不同於多數的switch，它可以比對的值遠遠超過字串和數字。

在Scala中甚至可以比對case class，比對的功能異常的強大，也是該語言的特色之一。

加入了移動後再加入測試的步驟，可以看到目前的光以移動部份是反應出之前的規則。但這畢竟只是模擬每個移動的步驟，若是要可以遊玩，基本的互動是要加進來的，最簡單的四方向控制是不可少的，而這也是帶入Rx最佳的時機點。Rx使用則會成為之後重要的銜接點，會於之後做較多的闡述。。但在那之前，可以先仔細的研究這幾短短的幾行程式碼，一方面了解它和規則之間的轉換，另一方面感激沒有多餘符號的精簡。