作者：徐飞
出版社：电子工业出版社
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Cocos2d-x游戏编程——C++篇试读：
前言
随着智能手机的普及，相关的应用犹如雨后春笋般涌现。其中，游戏扮演着一个重要的角色，和端游、页游形成三足鼎立之势。例如，卡牌类游戏我叫 MT、大掌门、放开那三国、名将无双和萌江湖等；RPG 类游戏天龙八部 3D、仙剑奇侠传、全民奇迹和秦时明月等；跑酷类游戏神庙逃亡、天天酷跑、熊大快跑 2015、爸爸去哪儿 2、奔跑吧兄弟、天天风之旅等；塔防类游戏植物大战僵尸2、保卫萝卜等；三消类游戏PopStar、天天星连萌、天天爱消除和开心消消乐等；音乐类游戏节奏大师、乐动达人、全民炫舞和乐动魔方手机版（jukebeat）；街机类游戏捕鱼达人系列、拳皇2014和狂野飙车8：急速凌云等不乏精品。
目前市面上两款比较火的手机游戏开发引擎要属Unity3D和Cocos2d-x，前者多用于3D游戏的开发，后者在3.0版本之前是一款2D游戏开发引擎，在3.0后引入了对3D开发的支持，随着版本的升级，3D 开发功能也越来越完善。上面介绍的游戏中，有很多是使用Cocos2d-x 引擎开发的。例如，我叫 MT、大掌门、秦时明月、保卫萝卜、开心消消乐、放开那三国、仙剑奇侠传和捕鱼达人系列等。
本书以Cocos2d-x 引擎为基础，以C++作为开发语言，内容涉及从手机游戏开发到发布各个方面的知识，主要可以分为 4 篇：基础篇、3D 篇、网络篇和高级篇。其中，各个篇的内容如下。
1.基础篇
基础篇共6章，各章的具体情况如下：
第1章介绍引擎的基础知识，内容包括Cocos2d-x引擎的组织结构、Hello World项目的创建、版本变化和C++11标准中的一些知识。
第 2 章介绍引擎中的一些基础类和常用类，分为 6 个部分讲解：Director 类、高级节点类（如Scene、Layer、Sprite等）、文字相关类（如LabelTTF、Label和Text类等）、菜单类Menu、列表类和一些其他常用类（如SpriteBatchNode、Scale9Sprite和EditBox等）。
第 3 章介绍动画，动画有多种类型，如瞬时动画、延时动画、缓冲动画、Speed 动画、Follow动画、ActionTimeLine动画和一些特效动画。
第 4 章介绍引擎中的定时器和事件响应机制。其中，定时器有全局和 Node 之分，事件响应负责处理界面单击事件等操作。
第5章介绍粒子系统，分为普通的2D粒子特效和3D粒子特效。
第6章介绍引擎中的声音，有两种方式：SimpleAudioEngine和AudioEngine。
2.3D篇
3D篇有3章，各章的具体情况如下：
第7章介绍引擎中的3D知识，内容涉及模型、动画、相机、光照和碰撞检测等。
第8章讲解引擎中的数学知识，内容有向量、矩阵、四元素、Size类和Rect类。
第9章从GLSL语言基础知识、Cocos2d-x着色相关类、2D和3D特效4个方面介绍可编程管道着色。
3.网络篇
网络篇有2章，各章的具体情况如下：
第10章介绍HTTP编程，内容涉及libcurl和pthread库的基础知识、游戏中基本的数据通信、文件的上传和下载，以及C++11标准中的线程库std：：thread。
第11 章介绍Socket 编程，内容有select 函数介绍、Socket 编程中的一些常用函数和数据通信的实现。
4.高级篇
高级篇有5章，各章的具体情况如下：
第12章介绍游戏中的适配知识，从资源、设计和屏幕分辨率三个方面来讲解。
第 13 章介绍在 Android 平台下怎样实现代码和资源的自动更新，分为 3 方面的知识：怎么实现代码和资源的管理、代码文件更新和资源文件更新。
第14章介绍游戏中资源的加密和解密操作，有2.x版本和3.5版本之分。
第 15 章介绍跨平台编译到 iOS 平台；iOS 平台下一些功能的开发，如经纬度、照相和应用内购买；真机调试和游戏的发布。
第 16 章介绍跨平台编译到 Android 平台；C++和 Java 语言的互调；该平台下一些功能的开发，如经纬度、照相等。
本书中涉及作者编写的类以“XJ”开头，和引擎2.x版本中的“CC”功能一样，只是一种命名的方式，前 9 章的知识都是基于引擎 3.5 版本编写的，在后几章知识的讲解中以引擎2.2.3 版本为基础，但这部分涉及引擎的知识不多，大部分在光盘中都有提供 2.2.3 和 3.5 两个版本的代码，读者在阅读的过程中可以对照参考，如果读者仔细阅读了第 1 章的知识，理解这两个版本的代码应该不是什么难事。
感谢我的研究生导师，北京理工大学的王全玉老师，是他把我带进虚拟现实的世界，让我毕业后就能从事游戏开发的工作；感谢电子工业出版社的王敬栋和张迪两位老师，没有二位老师的帮助，该书就不会顺利出版；感谢我的爷爷奶奶和父母，是他们把我抚育成人；感谢我亲爱的妻子和可爱的儿子，在我创业期间给予我无微不至的关怀和理解。
本书通过 16 章讲解游戏的编写，但由于作者水平有限，书中难免会存在缺点和不足，殷切希望广大读者通过电子邮件（cocos2dx_net@163.com）批评指正。徐飞2015年5月3日于深圳 第1章 Cocos2d-x基础知识
Cocos2d-x 是一个跨平台且开源的游戏引擎，诞生于 2010 年。它允许开发人员使用Windows和Mac桌面系统进行开发和调试，可选择C++、Lua或JavaScript作为开发语言，游戏开发完成后，可部署到 iOS、Android 和 Windows Phone 等平台，实现了一套代码，多个平台运行，大大节约了开发时间和成本。
引擎本身使用 C++语言开发，基于 OpenGL ES 渲染引擎，除了渲染部分外，还封装了2D 物理引擎、网络通信、声音引擎等，是一个比较完整的游戏开发引擎。它提供了丰富的API集合，供开发者使用，且API文档浅显易懂，开发人员很容易入手。
引擎自从发布后，经历了多个版本的变化。其中，最大的是从 2.x 到 3.x 版本的变化。在3.x版本中，加入了3D编程的支持、新的声音引擎、增加了3D粒子特效（3.5版本中加入）和引入了C++11标准等，也遗弃了2.x版本中一些内容，如pthread线程库、CCString类等。本章将先介绍引擎最新版本关于框架的一些知识和怎么创建一个HelloWorld程序，然后再介绍引擎从2.x到3.x版本发生了哪些变化，最后介绍C++11标准的一些知识。1.1 引擎组织结构
读者可以到Cocos2d-x的官网（www.cocos2d-x.org）获取源代码，它提供了最近几个版本源文件的下载地址。在写本书时，引擎的最新版本是3.5，所以本书大部分知识都是基于这个版本讲解的，下载完成后是一个zip压缩文件，解压出来后，可以看到如图1-1所示的目录结构。
从图1-1中可以看出，共11个目录，下面介绍其中一些重要的目录：图1-1 Cocos2d-x 3.5目录结构
· build：Win32 平台下的工程文件，用 VS2012 打开 cocos2d-win32.vc2012.sln文件，可直接对引擎源码和例子进行编译。
· cocos：该目录下包括了引擎的核心代码文件，如 2D、3D、声音（audio）、网络（network）、物理（physics）、数学库（math）、渲染（renderer）及与平台相关的一些代码文件等。
· extensions：资源更新管理、UI 控件和 3D 粒子特效（Particle3D）相关类文件存放的地方，其中控件有ScrollView、TableView等。
· external：包含一些外部库，如物理库（Box2D和chipmunk）、curl库、json文件解析库、XML文件解析库（tinyxml2）、sqlite3和unzip等。
· templates：存放着创建C++和lua项目的模板类和资源。
· tests：包含C++和Lua项目的Samples。
· tools：项目创建、lua bindings等相关工具。
对引擎的目录结构大致了解后，进入 build 目录下，用 VS2012 打开 cocos2d-win32.vc2012.sln这个文件，在解决方案标签下可以看到如图1-2所示引擎的工程结构。
从图1-2中可以看出，在解决方案下，一共有8个工程，它们各自的功能如下：
· libbox2d：2D物理库。
· libSpine：角色骨骼动画库。
· libcocos2d：Cocos2d-x引擎库，引擎的核心代码都在该工程下。
· libluacocos2d：引擎对lua支持库。
· cpp-tests：C++语言编写的Samples工程。
· cpp-empty-test：C++语言空工程。
· lua-tests：lua语言Samples工程。
· lua-empty-test：lua语言空工程。
对整个解决方案进行了解后，重新编译它，成功后，把cpp-tests工程设为启动项，运行该项目，可以看到C++实例工程项目的界面，如图1-3所示。图1-2 Cocos2d-x项目结构图图1-3 cpp-tests工程运行界面
cpp-tests 工程是引擎提供的 Samples，几乎囊括了它各个方面知识的运用，这对于初学者是一份很好的学习材料。引擎提供的源代码项目编译成功后，是生成属于我们自己游戏项目的时候了。前面讲过，引擎根目录的 tools 目录下有创建项目的工具，在创建项目之前要用到 Python 这个脚本工具，所以到 Python 的官网下载一个，使用 2.x 版本的，最新版本是2.7.9，下载完成后安装即可，然后使用 Windows 的命令行工具，进入“tools\cocos2d-console\bin”目录下，输入如下命令：
对于这条命令的解释，将有专门的章节讲述，在这里我们只要了解，执行完这条命令后，将会在bin目录下创建一个名为mygame的项目，这是一个HelloWorld的项目，该项目的目录结构如图1-4所示。
该工程的目录结构解释如下：
· Classes：项目的类文件，以后我们自己写的C++文件都放到该目录下。
· Resources：项目的资源文件，图片、声音、字体等都放在该目录下。
· cocos2d：引擎相关文件。
· proj目录：平台相关目录。
了解完mygame的目录结构后，在proj.win32目录下找到解决方案mygame.sln，双击打开它，编译执行后，可以看到如图1-5所示的界面。图1-4 mygame目录结构图1-5 mygame项目的HelloWorld界面
到此，本节分析了引擎的组织结构和怎么去创建一个属于我们自己的 HelloWorld 项目，在本书其他章节的代码讲解中，将以这个项目为基础，大部分知识的讲解都建立在这个项目上。1.2 从2.x到3.x的变化
引擎在 3.0 后，在保持引擎整个框架结构不变的前提下，较前一个版本还是发生了比较大的变化，其中包括类名、回调函数、事件响应机制等，并且增加了 C++11 标准的一些知识。在 2.x 中以宏出现的功能函数和结构，在 3.x 版本中都通过类的封装来实现，这样使得程序更加简洁，使初学者更加容易理解。在本小节中，将介绍主要的一些变化，使 2.x 编程者很快过渡到3.x版本。1.2.1 类名变化
引擎中，各个类对应的头文件（.h）和执行文件（.cpp）虽然在命名上没有变化，但是里面定义的类在命名上发生了变化，去掉了之前的 CC 前缀。例如，要在界面上显示一张图片，实现程序如程序片段1-1所示。程序片段1-1 显示图片代码
代码中，setPosition函数是设置图片的位置，setAnchorPoint是设置图片的锚点，然后通过addChild函数把这张图片加入场景中进行渲染。这些函数，在后面的章节中将会介绍。在这里，我们看到创建图片的类从CCSprite 变成了Sprite，去掉了CC 前缀，这里只是介绍了Sprite的变化，还有CCDirector变成了Director、CCScene变成了Scene等。1.2.2 单件类变化
单件类中对于用来获取它的实例函数，由share方式变成了get方式，在2.x中的获取和销毁实例方法如表1-1所示。表1-1 2.x中单件类方法
可以看出，在 2.x 中的每个单类，获取和销毁它对应实例的方法都不一样。而在 3.x 中统一为：获取实例方法是 getInstance，销毁实例方法是 destroyInstance。不过，引擎为了迎合2.x程序员的习惯，在3.x中同样可以使用2.x的调用方式。1.2.3 宏定义与结构的变化
宏定义与常量的变化如表1-2所示。表1-2 宏定义与常量对比
2.x版本中的CCPoint、CCSize、CCRect类在3.x中对应的类是Vec2、Size和Rect类，Vec2 由一个点组成，包括两个坐标（x，y）；Size 类也由两个成员组成（width，height），分别表示宽和高；而Rect类中的两个成员（origin，size），第一个参数是Vec2类型，表示这个矩形左下角的位置，而第二个参数是Size类型，表示这个矩形区域的宽和高。
结构变化如表1-3所示。表1-3 结构变化
把结构封装成类（在 C++中，结构也是类，只是 struct 默认的访问控制域是 public，而class 默认的是 private），那么常量和功能函数可以直接在类里面定义，不用定义多个宏和全局函数来实现相应功能。1.2.4 回调函数变化
在 2.x 中，回调函数使用函数指针的方式来实现，所有回调的定义如程序片段 1-2所示。程序片段1-2 回调机制定义
片段中的 schedule_selector 用在 update 等函数的定义中，以 callfunc 开头的宏用在动画执行中，用来定义瞬时动画，而 menu_selector 用在菜单响应事件上。这几个类指针和宏定义在实际运用中比较常见，读者在运用过程中会经常用到。
上面介绍了2.x中的定义，而在3.x中，引入了C++11标准中的bind函数，只有4个宏定义来实现，其定义如程序片段1-3所示。程序片段1-3 3.x回调宏定义
在3.x中，使用bind函数的功能，通过回调函数的参数个数来决定使用哪个宏，而不用区分哪个是对应菜单回调、哪个是update回调等。1.2.5 事件响应机制的变化
在2.x中，事件的响应机制是，在要使用触摸事件的类中调用setTouchEnabled激活触摸事件，然后调用 registerWithTouchDispatcher 函数设置目标触摸或标准触摸，然后用表 1-4中的函数响应触摸事件。表1-4 2.x事件响应函数
而在3.x中，使用bind函数来实现。其中，EventListenerTouchOneByOne对应2.x的目标触摸，而 EventListenerTouchAllAtOnce 类对应的是标准触摸事件。例如，要使用触摸事件，则在代码中加入如程序片段1-4所示的代码。程序片段1-4 3.x中触摸事件
其中，_eventDispatcher是EventDispatcher类型指针，CC_CALLBACK_2是一个宏，前面小节中有过介绍，它表明绑定的函数可以带两个参数，代码中的 onTouchesBegan、onTouches Ended等函数，它们是ccTouchesCallback类型的，而该类型的定义如下：
function 是一个函数模板对象，可以把同类型的函数等可调用对象赋值给它，然后通过该函数对象变量来调用被赋值的函数。
知识点
在 C++中，有几种可调用对象，其中包括函数、函数指针、Lambda 表达式，bind 绑定的对象，重载了函数调用操作符的类。1.3 Cocos2d-x中的C++11知识
自从 C++标准委员会发布 C++11 标准后，引进了一些新的知识点，如 auto 指针、Lambda表达式、bind和function函数等，Cocos2d-x引擎把这些知识点也加入了引擎的编写过程中。1.3.1 Lambda表达式
在 C++中，有许多算法用来对比输入序列，如 find_if、sort、for_each 等，这些算法第三个参数断言（predicate）既可以是“<；”或“==”操作符，也可以是一个能调用的对象（函数、函数指针等）。这些断言普遍的一个特点是，要么带一个参数，要么带两个参数。例如，find_if算法中的断言是带一个参数的，如果要在一个vector容器中查找第一为奇数的值时，其实现程序如程序片段1-5所示。程序片段1-5 find_if用法
代码中阐述了 find_if 函数的用法，参数中的断言是带一个参数的。而 sort 算法中的断言，它的实现带两个参数，如程序片段1-6的例子。程序片段1-6 sort用法
有时，我们想传递多于断言参数个数的时候，如在find_if算法中，要求在list容器中查找第一个奇数，且它的值大于3时，IsOdd断言就无法实现了。
为了解决这类问题，C++中引入了 Lambda 表达式，它是一个可调用对象，可以认为它是一个未命名的内联函数，有返回值、参数列表和函数体等，其类型如图1-6所示。图1-6 Lambda表达式原型
Lambda 表达式中除了捕获列表外，其他的三个部分和普通函数类似。其中，参数列表和返回类型可以省略，其他两个必须存在，一个简单的例子如程序片段1-7所示。程序片段1-7 Lambda表达式例子
这段代码执行后，会在控制台上打印出“Hello World”的字样。如果函数体中只有一个带return的语句，那么表达式可以推断出返回类型，否则将返回void类型。
1.捕获列表
捕获列表捕获的是调用该表达式函数内的局部非静态变量，对于那些函数内的静态变量和定义在函数外的变量，Lambda表达式可以直接使用。捕获列表的类型如表1-5所示。表1-5 捕获类型
有了捕获列表之后，就可以解决IsOdd断言问题了，实现方式如程序片段1-8所示。程序片段1-8 Lambda应用
上述Lambda表达式中捕获了odd变量，返回类型是bool。
编译器在解释 Lambda 表达式时，会解释成一个未命名类的未命名对象，该类包含了一个重载函数调用操作符的函数，如果在捕获列表中包含有值捕获参数时，那么在该类中会有一个相对应的成员参数，如上面的 Lambda 表达式中，编译器会解释类似，Lambda 表达式对应的类如程序片段1-9所示。程序片段1-9 Lambda表达式对应的类
默认情况下，Lambda表达式不会改变其捕获的值，所以函数调用操作符是const函数，如果Lambda表达式是mutable，那么函数调用操作符函数是非const函数。
2.返回值
如果Lambda表达式的函数体不只是一个return语句，那么这时就应该指定表达式的返回值了，它由一个箭头后面带一个返回类型来制定，如程序片段1-8所示，返回类型为bool。
对于 Lambda 表达式，通常只会使用在一个地方，且执行语句较少，如果有多个地方用到该功能，使用函数来实现会更方便些。另一种情况是，如果捕获列表为空，通常使用函数来实现比较直接。
如果一个断言要多于指定的参数，使用函数来实现该功能时，不能把该函数传递给find_if 这样的函数。后来引进了 Lambda 这样的表达式，那能不能直接使用函数来代替Lambda这样的表达式实现同样的功能呢？这就是下一小节将要介绍的库函数bind。1.3.2 bind函数
C++提供的库函数 bind，用于函数绑定的模版，它可以指定被绑定函数中的部分参数，也可以是全部参数，其形式如程序片段1-10所示。程序片段1-10 bind函数
其中：func 是原函数，arg_list 是 func 函数中的参数，是一个逗号分割的参数列表，其中参数可以用占位符来表示，_1 表示 func 函数的第一个参数，_2 表示该函数的第二个参数，以此类推，这些占位符可以交换顺序，它们位于std的placeholders命名空间下，f是一个新的可调用对象。对于bind函数的使用如程序片段1-11所示。程序片段1-11 bind函数使用
有了bind函数，同样可以解决程序片段1-8中的问题，实现如程序片段1-12所示。程序片段1-12 bind函数使用
bind函数指定了func函数中的第二个参数，而第一个参数是一个占位符。
默认情况下，bind 函数在不使用占位符时，参数是直接进行复制的。有时，某些绑定函数想通过引用传递或者有的参数是不能复制时，如程序片段1-13所示。程序片段1-13 带引用参数的函数
在这种情况下，C++引进了ref和cref函数。其中，cref是const引用，使用ref函数解决了os不能复制的问题，使用如程序片段1-14所示。程序片段1-14 bind函数使用引用参数
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]