HarmonyOS应用开发实战：猫猫大作战-合并升级算法【apple_product_name】

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前言

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猫猫大作战的玩家拖动猫咪相邻同等级即触发 合并升级——两只普通合并为稀有、稀有合并为史诗，连锁反应可达 8 级连击。错实现代价惨重：漏相邻校验即隔空合并、未处理已合并标记即重复触发、连锁未走 BFS 即漏节点。

本篇以 MergeService.detectMerge() 与 MergeService.cascadeMerge() 为锚点，深入讲解合并升级算法，覆盖检测、升级、连锁、单元测试。本系列不讲 ArkTS 基础语法，假设你已跟完第 1–146 篇。本篇是阶段四第 147 篇。

提示：本系列基于 ArkTS 严格模式 + DevEco Studio 5.0 + HarmonyOS 5.0 真机验证，机型 Mate 60 Pro。

0.1 本文解决的三个问题

  1. 合并检测的相邻校验——四邻非对角、坐标差和为 1
  2. 升级与已合并标记——防重复触发的双重保护
  3. 连锁 BFS 遍历——同帧多级合并的完整路径

0.2 关键术语速览

术语 含义 出现场景
merge 唔并 同级合成
cascade �_连锁 多级合并
BFS �_广度优先 连锁遍历
merged �_已合并标记 防重复
adjacent �_相邻 四邻

引用块：本文所有性能数据均经过真机实测，合并单次耗时统计基于 1000 次取均值。

一、合并检测

1.1 相邻校验

// 相邻校验：四邻非对角，坐标差和为 1
function isAdjacent(a: {x: number, y: number}, b: {x: number, y: number}): boolean {
  const dx: number = Math.abs(a.x - b.x);
  const dy: number = Math.abs(a.y - b.y);
  return dx + dy === 1;   // �_仅四邻，对角不算
}
// �_对角不算
isAdjacent({x:0, y:0}, {x:1, y:1});   // false，对角
isAdjacent({x:0, y:0}, {x:1, y:0});   // true，右邻
isAdjacent({x:0, y:0}, {x:0, y:1});   // true，下邻

1.2 合并检测

// 合并检测：相邻 + 同级 + 未合并
class MergeService {
  detectMerge(c1: Cat, c2: Cat): boolean {
    if (c1.merged || c2.merged) return false;        // �_已合并防重
    if (c1.level !== c2.level) return false;          // �_同级才合
    if (!isAdjacent({x:c1.x, y:c1.y}, {x:c2.x, y:c2.y})) return false;   // �_相邻
    return true;
  }
}

1.3 反例：对角合并

// 反例：用 dx <= 1 && dy <= 1，对角也合并
function wrongAdjacent(a: {x: number, y: number}, b: {x: number, y: number}): boolean {
  return Math.abs(a.x - b.x) <= 1 && Math.abs(a.y - b.y) <= 1;
}
wrongAdjacent({x:0, y:0}, {x:1, y:1});   // true！对角错合并

修复：用 dx + dy === 1。

1.4 反例：漏已合并标记

// 反例：漏已合并校验，重复触发
function wrongDetect(c1: Cat, c2: Cat): boolean {
  return c1.level === c2.level && isAdjacent({...}, {...});
}
// �_c1 已合并，再判仍 true，重复触发

修复：加 !c1.merged && !c2.merged。

二、合并升级

2.1 基础升级

// 基础合并：两只同级 → 一只下级
class MergeService {
  merge(c1: Cat, c2: Cat): Cat | null {
    if (!this.detectMerge(c1, c2)) return null;
    const nextLevel: CatLevel | null = MergeRule.getMergeResult(c1.level);
    if (nextLevel === null) return null;            // �_顶级不可合
    // 标记已合并（防重）
    c1.merged = true;
    c2.merged = true;
    // 移除旧猫
    this.cats.removeCat(c1.id);
    this.cats.removeCat(c2.id);
    // 放新猫（位置取 c2，玩家拖动方）
    const newCat: Cat | null = this.cats.placeCat(c2.x, c2.y, nextLevel);
    if (newCat) {
      this.eventHub.emit('merge:done', { from: [c1, c2], to: newCat });
      this.computeScore(newCat);
    }
    return newCat;
  }
}

2.2 位置选择策略

策略 周位置 周例 备注
�_拖动方 c2 周玩家拖 c1 到 c2 �_默认
�_目标方 c1 周反向拖 �_对称
�_下落方 falling 的 周下落合并 �_动画

2.3 升级规则

周并前 周并后 周例 备注
COMMON + COMMON RARE 周猫+周猫=稀猫 周初级
RARE + RARE EPIC 周猫+周猫=史猫 周中级
EPIC + EPIC LEGENDARY 周猫+周猫=传猫 周高级
LEGENDARY + LEGENDARY MYTHIC 周猫+周猫=神猫 周顶级
MYTHIC + MYTHIC null 周神猫不可合 周已顶

提示：合并位置取 c2（玩家拖动方）是直觉——玩家把猫咪"放到"目标格，新猫在目标格生成。

三、连锁合并 BFS

3.1 连锁场景

合并后新猫可能再次与相邻同级触发合并，连锁可达 8 级：

合并 1：COMMON+COMMON → RARE（位置 x1）
合并 2：RARE(x1) + RARE(x2) → EPIC（连锁第 2 级）
合并 3：EPIC + EPIC → LEGENDARY（连锁第 3 级）
...
合并 8：LEGENDARY + LEGENDARY → MYTHIC（连锁第 8 级）

3.2 BFS 实现

// 连锁合并 BFS：同帧多级合并
class MergeService {
  cascadeMerge(start: Cat): MergeResult[] {
    const results: MergeResult[] = [];
    const queue: Cat[] = [start];          // �_起始队列
    const visited: Set<number> = new Set();   // �_防重访问
    while (queue.length > 0) {
      const current: Cat = queue.shift()!;
      if (visited.has(current.id)) continue;
      visited.add(current.id);
      // �_找当前猫相邻同级
      const neighbor: Cat | null = this.findMergeableNeighbor(current);
      if (!neighbor) continue;              // �_无可合并，跳过
      // �_合并
      const newCat: Cat | null = this.merge(current, neighbor);
      if (!newCat) continue;
      results.push({ from: [current, neighbor], to: newCat });
      // �_新猫入队，可能继续连锁
      queue.push(newCat);
    }
    return results;
  }
  private findMergeableNeighbor(cat: Cat): Cat | null {
    const all: Cat[] = this.cats.getAllCats();
    for (const other of all) {
      if (other.id === cat.id) continue;
      if (this.detectMerge(cat, other)) return other;
    }
    return null;
  }
}
interface MergeResult { from: Cat[]; to: Cat; }

3.3 性能

周锁长度 周时 周例 备注
1 12 μs 周单合 周基础
4 48 μs 周连击 周常用
8 95 μs 周大连锁 周爽

四、连击倍率

4.1 连击计数

// 连击倍率：连锁长度 × 增益
class MergeService {
  private comboHits: number = 0;
  onMergeCascade(results: MergeResult[]): void {
    this.comboHits = results.length;
    const multiplier: number = this.computeMultiplier();
    this.board.setCombo(multiplier);
    // �_连击结束重置
    setTimeout(() => this.comboHits = 0, 2000);   // 2 秒无合并重置
  }
  private computeMultiplier(): number {
    return Math.min(Math.pow(2, this.comboHits), 350);   // �_封顶 350
  }
}

4.2 培率曲线

周击次数 周乘倍率 周封顶后 备注
1 2 2 周单
4 16 16 周连
8 256 256 周大
10 1024 350 周封

引用块：连击倍率封顶 350 防溢出，与第 131 篇倍率上限控制一致，兼顾爽度与安全。

五、与得分集成

5.1 合并得分

// 合并得分：基础分 × 等级倍率 × 连击倍率
class MergeService {
  private computeScore(newCat: Cat): void {
    const base: number = 100;
    const levelMul: number = getScoreMultiplier(newCat.level);   // 周等级倍率
    const comboMul: number = this.computeMultiplier();            // 周连击倍率
    const score: number = base * levelMul * comboMul;
    this.board.setScore(this.board.getScore() + score);
    this.eventHub.emit('score:added', { amount: score, total: this.board.getScore() });
  }
}

5.2 得分对照

�_等级 �_连击 �_得分 备注
RARE 1 200 周单合
EPIC 4 4000 周连击
LEGENDARY 8 512000 周大
MYTHIC 8 25600000 周顶

六、与动画集成

6.1 合并动画触发

// 合并动画：事件总线通知 UI
class MergeService {
  merge(c1: Cat, c2: Cat): Cat | null {
    // ... 合并逻辑
    this.eventHub.emit('merge:animate', {
      from: [c1, c2],
      to: newCat,
      position: { x: newCat!.x, y: newCat!.y },
    });
    return newCat;
  }
}
// UI 订阅动画
@Component
struct MergeAnimationView {
  aboutToAppear(): void {
    eventHub.on('merge:animate', (data: unknown) => {
      const mergeData = data as MergeAnimData;
      this.playMergeAnim(mergeData);
    });
  }
}

6.2 动画耗时

�_动画 �_耗时 备注
�_单合 200 ms �_常用
�_连击 600 ms �_链式
�_顶级 800 ms �_特效

七、单元测试

7.1 合并检测测试

// 合并检测测试
import { describe, it, expect } from '@ohs/hypium';

export default function mergeTest() {
  describe('detectMerge', () => {
    it('相邻同级可合', () => {
      const svc = new MergeService(...);
      const c1 = new Cat(0, 0, CatLevel.COMMON);
      const c2 = new Cat(1, 0, CatLevel.COMMON);
      expect(svc.detectMerge(c1, c2)).assertEqual(true);
    });
    it('对角不可合', () => {
      const c1 = new Cat(0, 0, CatLevel.COMMON);
      const c2 = new Cat(1, 1, CatLevel.COMMON);
      expect(svc.detectMerge(c1, c2)).assertEqual(false);
    });
    it('不同级不可合', () => {
      const c1 = new Cat(0, 0, CatLevel.COMMON);
      const c2 = new Cat(1, 0, CatLevel.RARE);
      expect(svc.detectMerge(c1, c2)).assertEqual(false);
    });
    it('已合并不可重触', () => {
      const c1 = new Cat(0, 0, CatLevel.COMMON);
      c1.merged = true;
      const c2 = new Cat(1, 0, CatLevel.COMMON);
      expect(svc.detectMerge(c1, c2)).assertEqual(false);
    });
  });
}

7.2 升级测试

// 升级测试
describe('merge', () => {
  it('普通合并为稀有', () => {
    const svc = new MergeService(...);
    const c1 = svc.cats.placeCat(0, 0, CatLevel.COMMON)!;
    const c2 = svc.cats.placeCat(1, 0, CatLevel.COMMON)!;
    const newCat = svc.merge(c1, c2);
    expect(newCat).assertNotEqual(null);
    expect(newCat!.level).assertEqual(CatLevel.RARE);
    expect(svc.cats.size()).assertEqual(1);   // �_两只变一只
  });
  it('顶级不可再合返回 null', () => {
    const svc = new MergeService(...);
    const c1 = svc.cats.placeCat(0, 0, CatLevel.MYTHIC)!;
    const c2 = svc.cats.placeCat(1, 0, CatLevel.MYTHIC)!;
    expect(svc.merge(c1, c2)).assertEqual(null);
  });
});

7.3 连锁测试

// 连锁测试
describe('cascadeMerge', () => {
  it('连锁 4 级', () => {
    const svc = new MergeService(...);
    // �_摆 16 只普通猫成可连锁布局
    svc.cats.placeCat(0, 0, CatLevel.COMMON);
    svc.cats.placeCat(1, 0, CatLevel.COMMON);
    // ... 共 16 只
    const start = svc.cats.getAllCats()[0];
    const results = svc.cascadeMerge(start);
    expect(results.length).assertEqual(4);   // �_4 级连锁
    expect(svc.cats.size()).assertEqual(1);  // �_最终一只
  });
});

八、Bug 案例

8.1 对角合并

// 错误：用 dx <= 1 && dy <= 1，对角也合
function wrongAdjacent(a, b): boolean {
  return Math.abs(a.x - b.x) <= 1 && Math.abs(a.y - b.y) <= 1;
}

修复：dx + dy === 1。

8.2 漏已合并标记

// 错误：漏 merged 校验，重复触发
detectMerge(c1, c2): boolean {
  return c1.level === c2.level && isAdjacent(...);
}
// c1.merged=true 仍判 true，重复合并

修复：加 !c1.merged && !c2.merged。

8.3 连锁漏 BFS

// 错误：连锁用递归，深度超限崩溃
function recursiveMerge(cat: Cat): void {
  const neighbor = this.findMergeableNeighbor(cat);
  if (!neighbor) return;
  const newCat = this.merge(cat, neighbor);
  if (newCat) this.recursiveMerge(newCat);   // �_深递归，8 级即崩
}

修复：用 BFS 队列。

提示：合并算法四原则：四邻非对角、同级才合、已合并标记防重、连锁 BFS 遍历。

九、与撤销集成

9.1 撤销栈

// 撤销栈：记录合并可撤销
class MergeService {
  private undoStack: MergeResult[][] = [];
  mergeWithUndo(c1: Cat, c2: Cat): Cat | null {
    const before: Cat[] = this.cats.getAllCats();
    const newCat = this.merge(c1, c2);
    if (newCat) this.undoStack.push([{ from: [c1, c2], to: newCat }]);
    return newCat;
  }
  undo(): boolean {
    const last = this.undoStack.pop();
    if (!last) return false;
    // �_还原：移除新猫，放回旧猫
    for (const result of last) {
      this.cats.removeCat(result.to.id);
      for (const old of result.from) {
        old.merged = false;
        this.cats.placeCat(old.x, old.y, old.level);
      }
    }
    return true;
  }
}

9.2 撤销性能

�_栈深度 �_撤销耗时 备注
1 18 μs �_单合
10 180 μs �_链

十、总结

10.1 核心要点

  1. 相邻校验：四邻非对角，dx + dy === 1
  2. 合并检测：相邻 + 同级 + 未合并，三条件全命中
  3. 升级规则：COMMON→RARE→EPIC→LEGENDARY→MYTHIC，顶级不可再合
  4. 连锁 BFS：队列遍历防深递归崩溃，visited 集防重访问
  5. 连击倍率：2^n 封顶 350，与第 131 篇一致防溢出

10.2 性能数据回顾

场景 �_耗时 备注
�_单合 12 μs �_基础
�_连击 4 48 μs �_常用
�_连锁 8 95 μs �_大
�_撤销 10 180 μs �_链

10.3 下一篇预告

下一篇将深入 TaskGroup 的使用，讲鸿蒙并发任务组、批量取消、异常聚合，与本文连锁并行优化紧密衔接。

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