2.6.C++项目：网络版五子棋对战之数据管理模块-游戏房间管理模块的设计

一、意义

对匹配成功的玩家创建房间，建立起一个小范围的玩家之间的关联关系！
房间里一个玩家产生的动作将会广播给房间里的其他用户。

二、功能

将这些房间管理起来，以便于进行房间生命周期的控制！

三、作用

• 游戏房间类：
  // 实现两个部分：
  // 1. 房间的设计
  // 2. 房间管理的设置
  // 游戏房间的设计：
  // 管理的数据,处理房间中产生的动作
  // 1. 房间的ID
  // 2. 房间的状态（决定了一个玩家退出房间时所作的动作）
  // 3. 房间中玩家的数量（决定了玩家什么时候销毁）
  // 4. 白棋玩家id
  // 5. 黑棋玩家id
  // 6. 用户信息表的句柄（当玩家胜利/失败的时候更新用户数据）
  // 7. 棋盘信息（二维数组）
  // 房间中产生的动作：
  // 1. 下棋
  // 2. 聊天
  // 不管是什么动作，只要是合理的，都要广播给房间里的其他用户！
• 游戏房间管理类：
  // Restful 风格的网络通信接口设计：
  // 房间管理：
  // 1. 创建房间 (两个玩家对战匹配完成了，为他们创造一个房间，需要传入两个玩家的用户id)
  // 2. 查找房间 (通过房间id查找房间信息，通过用户id查找房间所在信息)
  // 3. 销毁房间 (根据房间id销毁房间，房间中所有用户退出了，销毁房间)
  // 需要管理的数据：
  // 1. 数据管理模块句柄
  // 2. 在线用户管理模块句柄
  // 3. 房间id分配计数器
  // 4. 互斥锁
  // using room_ptr = std::shared_ptr; 房间信息的空间使用shared_ptr进行管理，释放了我们还操作，访问错误！
  // 5. unordered_map<room_id,room_ptr> 房间信息管理(建立起房间id与房间信息的映射关系)
  // 6. unordered_map<room_id,user_id> 房间id与用户id的关联关系管理！ 通过用户id找到所在房间id，再去查找房间信息！
  // 7. 房间中所有用户退出了，销毁房间。

四、游戏房间类基本框架

typedef enum { GAME_START, GAME_OVER }room_statu;
class room {private:// 1. 房间的ID// 2. 房间的状态（决定了一个玩家退出房间时所作的动作）// 3. 房间中玩家的数量（决定了玩家什么时候销毁）// 4. 白棋玩家id// 5. 黑棋玩家id// 6. 用户信息表的句柄（当玩家胜利/失败的时候更新用户数据）// 7. 棋盘信息（二维数组）uint64_t _room_id;room_statu _statu;int _player_count;uint64_t _white_id;uint64_t _black_id;user_table *_tb_user; online_manager *_online_user;std::vector<std::vector<int>> _board;public:room()~room()/*处理下棋动作*/room_statu statu();int player_count();void add_white_user(uint64_t uid);void add_black_user(uint64_t uid);uint64_t get_white_user();uint64_t get_black_user();void handle_chess(Json::Value &req);/*处理聊天动作*/Json::Value handle_chat(Json::Value &req);/*处理玩家退出房间动作*/void handle_exit(uint64_t uid);/*将指定的信息广播给房间中所有玩家*/void broadcast(Json::Value &rsp);
};

五、游戏房间管理类基本框架

using room_ptr = std::shared_ptr<room>;class room_manager {private:uint64_t _next_rid;std::mutex _mutex;user_table *_tb_user;online_manager *_online_user;std::unordered_map<uint64_t, room_ptr> _rooms;std::unordered_map<uint64_t, uint64_t> _users;room_manager();~room_manager();//为两个用户创建房间，并返回房间的智能指针管理对象room_ptr create_room(uint64_t uid1, uint64_t uid2);/*通过房间ID获取房间信息*/room_ptr get_room_by_rid(uint64_t rid);/*通过用户ID获取房间信息*/room_ptr get_room_by_uid(uint64_t uid);/*通过房间ID销毁房间*/void remove_room(uint64_t rid);/*删除房间中指定用户，如果房间中没有用户了，则销毁房间，用户连接断开时被调用*/void remove_room_user(uint64_t uid);
};

七、游戏房间类代码

#ifndef __M_ROOM_H__
#define __M_ROOM_H__
#include "util.hpp"
#include "logger.hpp"
#include "online.hpp"
#include "db.hpp"
#define BOARD_ROW 15
#define BOARD_COL 15
#define CHESS_WHITE 1
#define CHESS_BLACK 2
typedef enum { GAME_START, GAME_OVER }room_statu;
class room {private:// 1. 房间的ID// 2. 房间的状态（决定了一个玩家退出房间时所作的动作）// 3. 房间中玩家的数量（决定了玩家什么时候销毁）// 4. 白棋玩家id// 5. 黑棋玩家id// 6. 用户信息表的句柄（当玩家胜利/失败的时候更新用户数据）// 7. 棋盘信息（二维数组）uint64_t _room_id;room_statu _statu;int _player_count;uint64_t _white_id;uint64_t _black_id;user_table *_tb_user; online_manager *_online_user;std::vector<std::vector<int>> _board;private: bool five(int row, int col, int row_off, int col_off, int color) {//row和col是下棋位置，  row_off和col_off是偏移量，也是方向int count = 1;int search_row = row + row_off;int search_col = col + col_off;while(search_row >= 0 && search_row < BOARD_ROW &&search_col >= 0 && search_col < BOARD_COL &&_board[search_row][search_col] == color) {//同色棋子数量++count++;//检索位置继续向后偏移search_row += row_off;search_col += col_off;}search_row = row - row_off;search_col = col - col_off;while(search_row >= 0 && search_row < BOARD_ROW &&search_col >= 0 && search_col < BOARD_COL &&_board[search_row][search_col] == color) {//同色棋子数量++count++;//检索位置继续向后偏移search_row -= row_off;search_col -= col_off;}return (count >= 5);}uint64_t check_win(int row, int col, int color) {// 从下棋位置的四个不同方向上检测是否出现了5个及以上相同颜色的棋子（横行，纵列，正斜，反斜）if (five(row, col, 0, 1, color) || five(row, col, 1, 0, color) ||five(row, col, -1, 1, color)||five(row, col, -1, -1, color)) {//任意一个方向上出现了true也就是五星连珠，则设置返回值return color == CHESS_WHITE ? _white_id : _black_id;}return 0;}public:room(uint64_t room_id, user_table *tb_user, online_manager *online_user):_room_id(room_id), _statu(GAME_START), _player_count(0),_tb_user(tb_user), _online_user(online_user),_board(BOARD_ROW, std::vector<int>(BOARD_COL, 0)){DLOG("%lu 房间创建成功!!", _room_id);}~room() {DLOG("%lu 房间销毁成功!!", _room_id);}uint64_t id() { return _room_id; }room_statu statu() { return _statu; }int player_count() { return _player_count; }void add_white_user(uint64_t uid) { _white_id = uid; _player_count++;}void add_black_user(uint64_t uid) {_black_id = uid; _player_count++; }uint64_t get_white_user() { return _white_id; }uint64_t get_black_user() { return _black_id; }// 处理下棋动作Json::Value handle_chess(Json::Value &req) {Json::Value json_resp = req;// 2. 判断房间中两个玩家是否都在线，任意一个不在线，就是另一方胜利。int chess_row = req["row"].asInt();int chess_col = req["col"].asInt();uint64_t cur_uid = req["uid"].asUInt64();if (_online_user -> is_in_game_room(_white_id) == false) {json_resp["result"] = true;json_resp["reason"] = "运气真好！对方掉线，不战而胜！";json_resp["winner"] = (Json::UInt64)_black_id;return json_resp;}if (_online_user->is_in_game_room(_black_id) == false) {json_resp["result"] = true;json_resp["reason"] = "运气真好！对方掉线，不战而胜！";json_resp["winner"] = (Json::UInt64)_white_id;return json_resp;}// 3. 获取走棋位置，判断当前走棋是否合理（位置是否已经被占用）if (_board[chess_row][chess_col] != 0) {json_resp["result"] = false;json_resp["reason"] = "当前位置已经有了其他棋子！";return json_resp;}int cur_color = cur_uid == _white_id ? CHESS_WHITE : CHESS_BLACK;_board[chess_row][chess_col] = cur_color;// 4. 判断是否有玩家胜利（从当前走棋位置开始判断是否存在五星连珠）uint64_t winner_id = check_win(chess_row, chess_col, cur_color);if (winner_id != 0) {json_resp["reason"] = "五星连珠，您获胜了！";}json_resp["result"] = true;json_resp["winner"] = (Json::UInt64)winner_id;return json_resp;}/*处理聊天动作*/Json::Value handle_chat(Json::Value &req) {Json::Value json_resp = req;// 检查消息中是否包含敏感词std::string msg = req["message"].asString();size_t pos = msg.find("sb");if (pos != std::string::npos) {json_resp["result"] = false;json_resp["reason"] = "消息中包含敏感词，不能发送！";return json_resp;}//广播消息---返回消息json_resp["result"] = true;return json_resp;}/*处理玩家退出房间动作*/void handle_exit(uint64_t uid) {//如果是下棋中退出，则对方胜利，否则下棋结束了退出，则是正常退出Json::Value json_resp;if (_statu == GAME_START) {uint64_t winner_id = (Json::UInt64)(uid == _white_id ? _black_id : _white_id);json_resp["optype"] = "put_chess";json_resp["result"] = true;json_resp["reason"] = "对方掉线，不战而胜！";json_resp["room_id"] = (Json::UInt64)_room_id;json_resp["uid"] = (Json::UInt64)uid;json_resp["row"] = -1;json_resp["col"] = -1;json_resp["winner"] = (Json::UInt64)winner_id;uint64_t loser_id = winner_id == _white_id ? _black_id : _white_id;_tb_user->win(winner_id);_tb_user->lose(loser_id);_statu = GAME_OVER;broadcast(json_resp);}//房间中玩家数量--_player_count--;return;}void handle_request(Json::Value &req) {//1. 校验房间号是否匹配Json::Value json_resp;uint64_t room_id = req["room_id"].asUInt64();if (room_id != _room_id) {json_resp["optype"] = req["optype"].asString();json_resp["result"] = false;json_resp["reason"] = "房间号不匹配！";return broadcast(json_resp);}//2. 根据不同的请求类型调用不同的处理函数if (req["optype"].asString() == "put_chess") {json_resp = handle_chess(req);if (json_resp["winner"].asUInt64() != 0) {uint64_t winner_id = json_resp["winner"].asUInt64();uint64_t loser_id = winner_id == _white_id ? _black_id : _white_id;_tb_user->win(winner_id);_tb_user->lose(loser_id);_statu = GAME_OVER;}}else if (req["optype"].asString() == "chat") {json_resp = handle_chat(req);}else {json_resp["optype"] = req["optype"].asString();json_resp["result"] = false;json_resp["reason"] = "未知请求类型";}std::string body;json_util::serialize(json_resp, body);DLOG("房间-广播动作: %s", body.c_str());return broadcast(json_resp);}/*将指定的信息广播给房间中所有玩家*/void broadcast(Json::Value &rsp) {//1. 对要响应的信息进行序列化，将Json::Value中的数据序列化成为json格式字符串std::string body;json_util::serialize(rsp, body);//2. 获取房间中所有用户的通信连接//3. 发送响应信息wsserver_t::connection_ptr wconn = _online_user->get_conn_from_room(_white_id);if (wconn.get() != nullptr) {wconn->send(body);}else {DLOG("房间-白棋玩家连接获取失败");}wsserver_t::connection_ptr bconn = _online_user->get_conn_from_room(_black_id);if (bconn.get() != nullptr) {bconn->send(body);}else {DLOG("房间-黑棋玩家连接获取失败");}return;}
};

八、游戏房间管理类代码

using room_ptr = std::shared_ptr<room>;class room_manager {
private:uint64_t _next_rid;std::mutex _mutex;user_table *_tb_user;online_manager *_online_user;std::unordered_map<uint64_t, room_ptr> _rooms;std::unordered_map<uint64_t, uint64_t> _users;
public:/*初始化房间ID计数器*/room_manager(user_table *ut, online_manager *om):_next_rid(1), _tb_user(ut), _online_user(om) {DLOG("房间管理模块初始化完毕！");}~room_manager() { DLOG("房间管理模块即将销毁！"); }//为两个用户创建房间，并返回房间的智能指针管理对象room_ptr create_room(uint64_t uid1, uint64_t uid2) {// 两个用户在游戏大厅中进行对战匹配，匹配成功后创建房间// 1. 校验两个用户是否都还在游戏大厅中，只有都在才需要创建房间。if (_online_user->is_in_game_hall(uid1) == false) {DLOG("用户：%lu 不在大厅中，创建房间失败!", uid1);return room_ptr();}if (_online_user->is_in_game_hall(uid2) == false) {DLOG("用户：%lu 不在大厅中，创建房间失败!", uid2);return room_ptr();}// 2. 创建房间，将用户信息添加到房间中std::unique_lock<std::mutex> lock(_mutex);room_ptr rp(new room(_next_rid,_tb_user,_online_user));rp->add_white_user(uid1);rp->add_black_user(uid2);//3. 将房间信息管理起来_rooms.insert(std::make_pair(_next_rid, rp));_users.insert(std::make_pair(uid1, _next_rid));_users.insert(std::make_pair(uid2, _next_rid));_next_rid++;//4. 返回房间信息return rp;}/*通过房间ID获取房间信息*/room_ptr get_room_by_rid(uint64_t rid) {std::unique_lock<std::mutex> lock(_mutex);auto it = _rooms.find(rid);if (it == _rooms.end()) {return room_ptr();}return it->second;}/*通过用户ID获取房间信息*/room_ptr get_room_by_uid(uint64_t uid) {std::unique_lock<std::mutex> lock(_mutex);//1. 通过用户ID获取房间IDauto uit = _users.find(uid);if (uit == _users.end()) {return room_ptr();}uint64_t rid = uit->second;//2. 通过房间ID获取房间信息auto rit = _rooms.find(rid);if (rit == _rooms.end()) {return room_ptr();}return rit->second;}/*通过房间ID销毁房间*/void remove_room(uint64_t rid) {//因为房间信息，是通过shared_ptr在_rooms中进行管理，因此只要将shared_ptr从_rooms中移除//则shared_ptr计数器==0，外界没有对房间信息进行操作保存的情况下就会释放//1. 通过房间ID，获取房间信息room_ptr rp = get_room_by_rid(rid);if (rp.get() == nullptr)return ;//2. 通过房间信息，获取房间中所有用户的IDuint64_t uid1 = rp->get_white_user();uint64_t uid2 = rp->get_black_user();//3. 移除房间管理中的用户信息std::unique_lock<std::mutex> lock(_mutex);_users.erase(uid1);_users.erase(uid2);//4. 移除房间管理信息_rooms.erase(rid);}/*删除房间中指定用户，如果房间中没有用户了，则销毁房间，用户连接断开时被调用*/void remove_room_user(uint64_t uid) {room_ptr rp = get_room_by_rid(uid);if (rp.get() == nullptr)return ;rp->handle_exit(uid);if (rp->player_count() == 0) {remove_room(rp->id());}return ;}
};#endif