在Haskell的游戏中，我将如何表示级别/场景？

Question

问题所在

我正在做一个文字冒险游戏，作为一个业余项目来教自己一些新的Haskell概念。

现在，我遇到了一个挑战，就是如何表示游戏中的各个级别(或“场景”)以及它们之间的各种连接方式。为了让自己保持简单，我把游戏的“地图”想象成一个简单的2d空间，其中的场景通过基本方向(NESW)连接起来：

        Lake
        ⇳
        Forest
        ⇳
Home  ⬄ Field*

*: Starting location

在这里，从湖边往南走会带你到森林，反之亦然；从田野往西走会带你到家。这里的挑战是，--我需要某种方法来编码不仅连接了哪些场景，而且还需要 how 它们是如何连接的E 210，其中'how‘指的是一个基本方向。

到目前为止，我考虑的两个选项是将级别表示为图或使用元组的列表，但我对这两种方法并不完全满意。

将场景表示为图

我用图形表示场景及其关联的基本方法如下：

data Scene = InitialField | Forest | House | Lake

-- |`gameScenes` maps scenes to their integer representation, as used in `sceneGraph`.
gameScenes :: Map Int Scene
gameScenes =
    let scenes =
            [ (0, InitialField)
            , (1, Forest)
            , (2, House)
            , (3, Lake)
            ]
    in
        fromList scenes

-- |the `sceneGraph` describes the way different scenes of the game connect to each other.
sceneGraph :: Graph
sceneGraph =
    let
        bounds = (0, 3)
        edges =
            [ (0, 1) -- link initial field to forest
            , (0, 2) -- link initial field to house
            , (1, 3) -- link forest to lake
            ]
    in
        buildG bounds edges

缺点：这里的主要限制是这个图没有编码任何关于基数方向的信息。这是不幸的，因为除了这个限制之外，图似乎是表示场景(顶点)及其连接(边)的完美数据结构。有没有办法编码图中边的‘元数据’(在本例中是基数)？

使用元组列表表示场景

当我遇到上述限制时，我决定尝试一种不同的方法，并将场景之间的链接表示为元组列表：

data Scene = InitialField | Forest | House | Lake
data CardinalDirection = North | East | South | West
type LinkedScene = (CardinalDirection, Scene)

-- |`linkedScenes`, applied to a `Scene`, returns a list of the connected scenes and their cardinal directions.
linkedScenes :: Scene -> [LinkedScene]
linkedScenes InitialField = [(North, Forest)]
linkedScenes Forest = [(South, InitialField), (West, Lake)]
-- The other links are left as an exercise for the reader ;)
linkedScenes _ = []

缺点：这种方法确实允许我们通过将sceneLinks应用到玩家当前所在的Scene中来对不同场景之间的联系进行编码，但它有一个巨大的、丑陋的缺点:它要求我们对场景之间的空间关联进行双端编码。换句话说，如果我们知道森林位于字段的北面，我们需要编写两个函数:一个接受Forest并生成[(South, InitialField)]，另一个反函数获取InitialField并生成[(North, Forest)]。这似乎是在乞求bug:如果我想要添加一个场景，或者改变游戏世界的布局，我需要记住要仔细检查来自两端的每一个链接。

总结:要求

理想情况下，我正在寻找一种方法：

• 允许我使用单个数据点来编码场景之间的双向关系(在第二种方法中没有“双端”编码，因为这是要求bug)；
• 允许我轻松地改变游戏/地图的布局在稍后阶段，没有一个巨大的头痛；
• 保证在编译时在空间上是一致的，这意味着它不允许无效的空间配置，例如玩家从场上开始，向北到森林，返回南方，突然发现自己在湖里的状态。但是，我不确定如果没有依赖类型，这是可能的。

如果有人能想到这样的方法，一定是Haskell社区的人:)

谢谢!

Answer 1

从描述一些连接的三元组开始：

data Scene = Field | Forest | House | Lake
data Dir = N | E | S | W
type Edge = (Scene, Dir, Scene)

uniEdges :: [Edge]
uniEdges = [(Field, N, Forest), (Forest, W, Lake)]

通过反转所有元组展开到完整的映射：

class Dual a where dual :: a -> a
instance Dual Dir where
    dual N = S
    dual E = W
    dual S = N
    dual W = E
instance Dual Edge where dual (s, d, s') = (s', dual d, s)
instance Dual a => Dual [a] where dual = map dual

allEdges :: [Edge]
allEdges = uniEdges ++ dual uniEdges

然后将这些插入到您喜欢的任何数据结构中；Map Scene (Dir, Scene)或Gr或其他什么。

这种方法的一个很好的特性是:它使您能够在不改变场景图的所有用户的情况下，稍后决定不是所有的边缘都应该自己打开，就像这张带有弯曲路径的地图：

House
  |
   \
    `--Lake

Answer 2

我认为有两种选择：

1. 使用简单的图形，但另外将场景嵌入到一个二维空间中。然后，从任何给定的点，图告诉你哪些其他场景是相邻的，通过向量空间的差异，你可以得到方向。 这很容易可视化和实现。缺点是它引入了一个绝对的参考框架，这意味着您可以将两个本地设计的场景组连接在一起，但首先需要翻译它们以避免重叠。而且，这是一种无聊和排除紧急非欧几里德几何.如果你对这种事感兴趣。 (请注意，通过嵌入到非平坦流形中，仍然可以得到非欧几里德几何。)在这种情况下，您可以将PseudoAffine类用于距离。)
2. 使用元组列表，但是将其包装在您自己的类似于图形的抽象中。QuickCheck (抽象到死)，并且只导出一个自动跟踪相邻节点之间的变化的接口。然后在实际游戏中，只通过抽象界面操纵场景-世界。