1.3 C++ un GDExtension sagatavošana

GDExtension ir Godot 4 mehānisms, kas ļauj rakstīt C++ kodu, kas darbojas spēlē. C++ kods tiek kompilēts par koplietojamu bibliotēku (.so Linux, .dll Windows, .dylib macOS), ko Godot ielādē izpildes laikā.

Šajā kursā spēles skripti ir C++ klases. SConstruct ir build konfigurācija, termināļa komandas ir tikai rīku palaišana, bet spēles uzvedību rakstām .hpp un .cpp failos.

Kāpēc C++?

• Veiktspēja: piemērots intensīvai fizikai, datu apstrādei un AI algoritmiem.
• Industrijas standarts: C++ sintakse, kompilācija un moduļu dalījums ir bieži sastopami spēļu izstrādē.
• Kontrole: skaidri tipi, galvenes, implementācijas faili un precīza bibliotēku sasaiste.

Nepieciešamie rīki: C++ kompilators, Python, SCons, Git un godot-cpp bindings. godot-cpp versijai jāatbilst Godot 4 versijai, ko lieto projektā.

# Atkarību instalēšana
# Linux (Debian/Ubuntu):
sudo apt install build-essential scons git python3

# Windows: Visual Studio Community ar "Desktop development with C++"
pip install scons

# macOS:
brew install scons

#include <godot_cpp/core/class_db.hpp>
#include "hello.hpp"

using namespace godot;

void initialize_pong_module(ModuleInitializationLevel level) {
    if (level != MODULE_INITIALIZATION_LEVEL_SCENE) {
        return;
    }

    ClassDB::register_class<Hello>();
}

1. uzdevums - Iesildies ar gatavu piemēru

Šis ir īss iesildīšanās uzdevums. Nokopē sagatavi, ielīmē to pareizajā koda vietā un palaid. Šeit pietiek droši izmēģināt tēmu 1.3 C++ un GDExtension sagatavošana; detalizētu izpratni veidosi nākamajos uzdevumos.

Kopējamais piemērs vai sagatave: izmanto šo bloku kā starta punktu, nevis kā gala risinājumu.

#include <godot_cpp/core/class_db.hpp>
#include "hello.hpp"

using namespace godot;

void initialize_pong_module(ModuleInitializationLevel level) {
    if (level != MODULE_INITIALIZATION_LEVEL_SCENE) {
        return;
    }

    ClassDB::register_class<Hello>();
}

1. Atver darba failu vai rīku. C++ fragmentu ievieto atbilstošajā .cpp vai .hpp failā pie šīs stundas klases.
2. Nokopē visu piemēra bloku no šī uzdevuma un ielīmē to norādītajā vietā.
3. Palaid kodu tieši tādu, kāds tas ir, un pārliecinies, ka parādās rezultāts, izvade vai vismaz nav kļūdas paziņojuma.
4. Atrodi vienu drošu vietu, ko drīkst mainīt: tekstu, skaitli, krāsu, mainīgā vērtību vai testa ierakstu.
5. Maini tikai šo vienu vērtību un palaid kodu vēlreiz.
6. Salīdzini rezultātu pirms un pēc izmaiņas. Ja parādās kļūda, atcel pēdējo izmaiņu un palaid vēlreiz.
7. Turpini pie 2. uzdevuma tikai tad, kad šis mazais piemērs darbojas.

2. uzdevums - Ievieto algoritmu spēles projektā

Pievieno šīs stundas paņēmienu kā nelielu, strādājošu spēles mehānikas daļu.

1. Izvēlies vienu projekta vietu: spēlētāju, pretinieku, kameru, UI, datu glabāšanu, sadursmi vai līmeņa ģenerēšanu.
2. Nosauc klases, metodes un mainīgos pēc to lomas, piemēram, PlayerState, velocity, score vai update_ui().
3. Uzraksti metodi, kas nolasa stāvokli, veic vienu skaidru darbību un atgriež vai parāda rezultātu.
4. Izsauc šo metodi no piemērotas vietas: _ready(), _process(), _physics_process(), signāla apstrādātāja vai projekta palīgklases.
5. Pievieno vienu īsu komentāru pie sarežģītākās loģikas vietas.
6. Pārkompilē projektu un pārbaudi, ka editorā nav kļūdu.
7. Salabo pirmo atrasto kļūdu pirms pievieno nākamo mehānikas daļu.
8. Veic Git commit ar īsu tehnisku ziņu par pievienoto C++ funkcionalitāti.

3. uzdevums - Testē mehāniku un izdari secinājumu

Pārbaudi, vai C++ algoritms darbojas paredzami spēles vidē.

1. Izveido trīs testa scenārijus: parastu darbību, robežgadījumu un kļūdainu vai neērtu spēlētāja darbību.
2. Palaid parasto scenāriju un pārbaudi rezultātu spēles logā vai Godot konsolē.
3. Palaid robežgadījumu ar mazāko, lielāko, tukšo vai nulles vērtību, ko mehānika pieļauj.
4. Palaid kļūdaino scenāriju un pārbaudi, vai projekts neavarē.
5. Izlabo vienu konkrētu problēmu C++ kodā, node sasaistē vai datu inicializācijā.
6. Pārkompilē un pārbaudi labojumu vēlreiz ar visiem trim scenārijiem.
7. Beigās pieraksti vienu secinājumu: kura metode, klase vai algoritma solis vislabāk palīdzēja saprast tēmu 1.3 C++ un GDExtension sagatavošana.

Papildu uzdevums - Pievieno mazu mehāniku

Ja pamatdarbs ir pabeigts, paplašini spēli ar vienu nelielu C++ uzlabojumu.

1. Izvēlies vienu mazu papildinājumu, kas izmanto to pašu šīs stundas paņēmienu.
2. Pievieno vienu jaunu atribūtu, metodi, signāla apstrādi, datu elementu vai UI atjauninājumu.
3. Savieno papildinājumu ar esošo scēnu vai klasi, nevis atstāj to atsevišķā demonstrācijā.
4. Pārkompilē un pārliecinies, ka pamatmehānika joprojām darbojas.
5. Saglabā izmaiņas ar Git commit tikai pēc veiksmīgas pārbaudes.

• Atver projektu VS Code ar code ..
• Instalē C++ paplašinājumu un pievieno include ceļus uz gdext/godot-cpp/include un ģenerētajiem bindings failiem.
• Pievieno VS Code task, kas palaiž to pašu scons komandu, ko ierakstīji README.

• scons: command not found: SCons nav uzstādīts. pip install --user scons.
• Linker errors par godot-cpp: Vispirms jākompilē godot-cpp pati. cd godot-cpp && scons.
• Visual Studio nav atrasts (Windows): Palaiž SCons no Developer Command Prompt.