C# 開發智慧型手機推箱子遊戲 (三) - Block 靜態類：格子型別與位元操作

Block 靜態類職責

定義遊戲最小單位——「格子」的 8 種狀態，並封裝位元級操作，供地圖儲存、尋路標記、關卡編輯、遊戲邏輯共用。

完整定義

static class Block
{
    // ── 8 種基礎狀態 (低 3 bits) ──
    public const byte Land = 0;   // 空地
    public const byte Slot = 1;   // 槽(目標點)
    public const byte Wall = 2;   // 牆
    public const byte Brick = 3;  // 磚(視覺裝飾，等同牆)
    public const byte Box0 = 4;   // 箱子在空地
    public const byte Box1 = 5;   // 箱子在槽
    public const byte Man0 = 6;   // 工人在空地
    public const byte Man1 = 7;   // 工人在槽

    // 文字關卡對應字元：- + # % x X ( )
    const string Mask = "-+#%xX()";

    // ── 型別轉換 ──
    public static string GetPenName(byte b) => "地槽牆磚箱箱人人"[b & 7].ToString(); // 編輯器筆刷名稱
    public static char GetChar(ushort b) => Mask[b & 7];                              // *.bxa 匯出
    public static byte GetByte(char c) => (byte)Mask.IndexOf(c);                      // *.bxa 匯入
    public static bool IsOk(ushort b) => b <= Man1;                                   // 合法性檢查

    // ── 尋路標記操作 (高 bits) ──
    public static void CleanAllMark(ushort[,] map)
    {
        for (int y = 0; y < map.GetLength(0); y++)
            for (int x = 0; x < map.GetLength(1); x++)
                map[y, x] &= 0x07; // 只保留低 3 bits
    }
    public static void Mark(ref ushort cell, int value) => cell |= (ushort)(value << 3);
    public static int Value(ushort cell) => cell >> 3;

    // ── 遊戲邏輯狀態更新 ──
    public static void Update(ref ushort cell, byte pen)
    {
        if (IsSlot(cell) && pen == Man0) pen = Man1;
        if (IsSlot(cell) && pen == Box0) pen = Box1;
        cell = pen;
    }
    public static void ManIn(ref ushort cell) => cell += (Man0 - Land);
    public static void ManOut(ref ushort cell) => cell -= (Man0 - Land);
    public static void BoxIn(ref ushort cell) => cell += (Box0 - Land);
    public static void BoxOut(ref ushort cell) => cell -= (Box0 - Land);

    // ── 型別判斷 ──
    public static bool IsSlot(ushort c) => c == Slot || c == Box1 || c == Man1;
    public static bool IsBlank(ushort c) => c == Land || c == Slot;
    public static bool IsBox(ushort c) => c == Box0 || c == Box1;
    public static bool IsMan(ushort c) => c == Man0 || c == Man1;
}

位元佈局說明

ushort (16 bits) / byte (8 bits)
┌─────────────┬─────────────┐
│ 高位 (標記)  │ 低 3 bits   │
│ 距離/步數    │ 型別 0~7    │
└─────────────┴─────────────┘

• 低 3 bits：儲存 8 種基礎狀態，byte 即可容納。
• 高位：BFS 尋路時寫入「距離+1」，原版用 ushort 提供 13 bits (8191)；優化版改用 byte + 三態循環，高 5 bits 足矣。

關鍵設計細節

1. ManIn/ManOut, BoxIn/BoxOut：利用枚舉值連續分佈特性，透過加減 (Man0 - Land) 實現「工人/箱子進出格子」的狀態切換，避免大量 if-else。
2. Update 自動修正槽位狀態：編輯器在槽上放工人/箱子時自動轉為 Man1/Box1，確保邏輯一致。
3. CleanAllMark：尋路結束後必須呼叫，將地圖還原純型別狀態，供下次尋路或遊戲邏輯使用。
4. GetChar/GetByte：支援文字關卡 (*.bxa) 與二進位關卡 (*.bxb) 雙向轉換，便於人工編輯與版本控制。

補充：優化後版本差異

第 5 篇優化後，全專案地圖改為 byte[,]，本類所有 ushort 參數/回傳值同步改為 byte，位元操作邏輯不變，僅移位位數調整（高 5 bits 仍足夠存三態標記 1~3）。