Как работает Match 3?

Как работает алгоритм Match 3 игр

Match 3 — это жанр головоломок, где игрок переставляет соседние элементы на сетке, чтобы создавать линии или группы из трех и более одинаковых элементов, которые затем исчезают, принося очки. Классические примеры: Candy Crush Saga, Bejeweled. Основной алгоритм можно разбить на несколько ключевых подсистем, которые тесно взаимодействуют.

1. Основные компоненты системы

• Игровая сетка (Grid): двумерный массив (например, 8x8), где каждый элемент (ячейка) хранит данные: тип (цвет, форма), состояние (занята, пуста, в движении).
• Логика проверки совпадений (Match Detection): алгоритм, который сканирует сетку на наличие горизонтальных или вертикальных линий из ≥3 одинаковых элементов.
• Механика замены (Swap/Input Handling): обработка свайпов или кликов игрока для обмена местами двух соседних элементов (по горизонтали или вертикали).
• Система заполнения (Refill): после удаления совпадений, элементы сверху падают вниз, а новые генерируются наверху сетки.
• Цепные реакции (Chain Reactions): каскадные совпадения, возникающие после заполнения, которые обрабатываются рекурсивно.

2. Детализация ключевых алгоритмов

Проверка совпадений выполняется после каждого хода. Простейший подход — сканирование сетки построчно и по столбцам. Например, проверка горизонтальных линий:

// Пример на C# для Unity
void CheckHorizontalMatches(int[,] grid) {
    int width = grid.GetLength(0);
    int height = grid.GetLength(1);
    
    for (int y = 0; y < height; y++) {
        int matchLength = 1;
        for (int x = 1; x < width; x++) {
            if (grid[x, y] == grid[x - 1, y] && grid[x, y] != -1) {
                matchLength++;
                if (x == width - 1 && matchLength >= 3) {
                    // Удалить элементы от x - matchLength + 1 до x
                }
            } else {
                if (matchLength >= 3) {
                    // Удалить элементы от x - matchLength до x - 1
                }
                matchLength = 1;
            }
        }
    }
}

Аналогично проверяются вертикали. Оптимизации включают использование флаговых массивов для отметки совпадающих ячеек.

Обработка замены элементов требует валидации:

• Обмен возможен только если он приводит хотя бы к одному совпадению (в классических Match 3).
• Проверка соседства: элементы должны быть смежными по оси X или Y.
• Перед обменом выполняется "предварительная" проверка совпадений для обоих элементов.

Заполнение сетки моделирует гравитацию:

1. После удаления элементов, все элементы выше опускаются вниз, заполняя пустоты.
2. На пустые верхние ячейки генерируются новые случайные элементы (с учетом балансировки, если есть ограничения по типам).

// Упрощенный пример заполнения
void RefillGrid(int[,] grid) {
    int width = grid.GetLength(0);
    int height = grid.GetLength(1);
    
    for (int x = 0; x < width; x++) {
        int emptyCount = 0;
        for (int y = 0; y < height; y++) {
            if (grid[x, y] == -1) { // Пустая ячейка
                emptyCount++;
            } else if (emptyCount > 0) {
                // Сдвиг элемента вниз
                grid[x, y - emptyCount] = grid[x, y];
                grid[x, y] = -1;
            }
        }
        // Генерация новых элементов наверху
        for (int i = 0; i < emptyCount; i++) {
            grid[x, height - 1 - i] = Random.Range(0, 5); // 5 типов элементов
        }
    }
}

3. Дополнительные механики

• Специальные элементы: создаются при совпадении 4+ элементов (бомбы, горизонтальные/вертикальные очистители). Их активация обрабатывается отдельно, часто через систему событий.
• Условия победы: счетчик очков, ограничение ходов, сбор специфичных элементов.
• Визуализация: анимации перемещения, исчезновения, генерации. Корутины Unity используются для последовательного выполнения (проверка → удаление → падение → заполнение).

4. Оптимизации и архитектура

В проектах на Unity типично используют:

• Object Pooling для переиспользования игровых объектов (элементов).
• ScriptableObjects для данных элементов (цвета, бонусы).
• Состояние FSM (Finite State Machine) для управления потоком игры: ожидание ввода → проверка → анимация → заполнение.
• Event-driven архитектуру для уменьшения связанности: например, событие OnMatchDetected уведомляет систему подсчета очков.

Работа Match 3 строится на цикле: игровой ввод → проверка логики → визуальная обратная связь. Критично обеспечить детерминированность и плавную анимацию, чтобы игрок воспринимал процесс как целостный. Современные игры дополняют эту базовую механику сюжетом, прокачкой и геймификацией, но ядро остается описанным выше.