鴻蒙HarmonyOS 5小游戲實踐：數字記憶挑戰（附：源代碼）

數字記憶挑戰游戲：打造提升大腦記憶力的鴻蒙應用

在當今數字時代，人們的記憶力面臨著前所未有的挑戰。從日常的待辦事項到復雜的工作任務，強大的記憶力都是提高效率和表現的關鍵。本文將介紹一款基于鴻蒙系統開發的數字記憶挑戰游戲，它不僅能為用戶提供有趣的娛樂體驗，還能有效地鍛煉和提升記憶力。我們將深入探討游戲的設計理念、核心功能、技術實現以及如何通過這款應用幫助用戶增強記憶能力。

游戲設計理念與功能特點

數字記憶挑戰游戲的設計靈感來源于經典的記憶訓練方法，通過讓用戶在有限時間內記憶數字的位置并按順序點擊來鍛煉短期記憶能力。游戲遵循"循序漸進"的原則，設計了三種不同難度模式，滿足不同年齡段和記憶水平用戶的需求：

簡單模式（4×3網格，數字1-6）：適合初學者和兒童，提供較短的記憶時間和較少的數字，幫助用戶建立記憶信心和基礎方法
中等模式（5×4網格，數字1-10）：適合有一定記憶基礎的用戶，增加了數字數量和記憶難度，挑戰用戶的記憶容量
困難模式（6×5網格，數字1-15）：為記憶高手設計，最多的數字數量和較長的記憶時間，全面考驗用戶的記憶能力和反應速度

游戲的核心功能圍繞記憶訓練的科學原理展開，通過以下機制提升訓練效果：

限時記憶機制：在顯示數字階段，根據難度不同設置2.5-4秒的記憶時間，模擬真實記憶場景中的時間壓力
錯誤容錯機制：設置3次錯誤機會，讓用戶在壓力下鍛煉記憶準確性，同時避免因一次錯誤就結束游戲
得分系統：根據難度設置不同的得分標準，鼓勵用戶挑戰更高難度，獲得更高分數
漸進式挑戰：完成當前關卡后自動進入下一輪，數字數量和難度逐步增加，持續刺激大腦記憶能力的提升

技術實現與核心代碼解析

游戲狀態管理與流程控制

游戲采用狀態機模式管理不同階段的邏輯，定義了四種主要狀態：

enum GameState {READY,        // 準備狀態SHOWING_NUMBERS, // 顯示數字狀態PLAYING,      // 游戲進行狀態GAME_OVER     // 游戲結束狀態
}

狀態之間的轉換構成了游戲的核心流程：從準備狀態開始，用戶選擇難度后進入數字顯示狀態，記憶時間結束后進入游戲進行狀態，用戶按順序點擊數字，當錯誤次數用盡或時間結束時進入游戲結束狀態。

startGame() {const config = this.getGridConfig(this.gameMode)this.currentNumber = 1this.score = 0this.mistakesLeft = 3const result = this.generateNumbers()const numbers = result.numbersconst blanks = result.blanksthis.numbers = numbersthis.blankPositions = blanksthis.showNumbers = truethis.gameState = GameState.SHOWING_NUMBERS// 顯示數字3秒后隱藏let showTime = 3000if (this.gameMode === GameMode.HARD) showTime = 4000if (this.gameMode === GameMode.EASY) showTime = 2500this.showTimer = setTimeout(() => {this.showNumbers = falsethis.gameState = GameState.PLAYINGthis.startTimer()}, showTime)
}

數字生成與網格布局算法

游戲使用Fisher-Yates洗牌算法生成隨機數字排列，確保每次游戲的數字位置都是隨機的，增加了游戲的挑戰性和趣味性：

// Fisher-Yates洗牌算法
for (let i = nums.length - 1; i > 0; i--) {const j = Math.floor(Math.random() * (i + 1));let temp = nums[i]; nums[i] = nums[j]; nums[j] = temp;
}

網格布局根據不同難度模式動態生成，使用鴻蒙系統的Grid組件實現靈活的網格布局：

Grid() {ForEach(this.numbers, (num: number, index?: number) => {GridItem() {Column() {// 數字卡片內容}.width('100%').height('100%').justifyContent(FlexAlign.Center).alignItems(HorizontalAlign.Center).backgroundColor(this.blankPositions.includes(index!) ? '#EEEEEE' :num < this.currentNumber ? '#4CAF50' : '#4A90E2').borderRadius(8).onClick(() => {if (!this.blankPositions.includes(index!)) {this.handleCardClick(num, index!)}})}})
}
.columnsTemplate(new Array(this.getGridConfig(this.gameMode).cols).fill('1fr').join(' '))
.rowsTemplate(new Array(this.getGridConfig(this.gameMode).rows).fill('1fr').join(' '))
.columnsGap(10)
.rowsGap(10)
.width('90%')
.height(this.getGridConfig(this.gameMode).rows * 70)
.margin({ bottom: 20 })

交互邏輯與反饋機制

游戲實現了完善的交互反饋機制，包括：

視覺反饋：已點擊的數字卡片變為綠色，未點擊的數字顯示為"?"，空白格為灰色
錯誤提示：點擊錯誤數字時顯示提示信息，并減少錯誤次數
進度提示：頂部信息欄實時顯示當前需要點擊的數字、分數、剩余時間和錯誤次數
完成提示：完成當前關卡或游戲結束時顯示相應的提示信息

handleCardClick(num: number, index: number) {if (this.gameState !== GameState.PLAYING) returnif (this.blankPositions.includes(index)) return // 空白格不可點擊if (num !== this.currentNumber) {this.mistakesLeft--promptAction.showToast({message: `錯誤! 剩余機會: ${this.mistakesLeft}`,duration: 1000})if (this.mistakesLeft <= 0) {this.gameOver()}return}// 正確點擊邏輯this.currentNumber++// 根據難度設置不同的得分let points = 10if (this.gameMode === GameMode.HARD) points = 15if (this.gameMode === GameMode.EASY) points = 5this.score += points// 檢查是否完成const config = this.getGridConfig(this.gameMode)if (this.currentNumber > config.maxNum) {this.levelComplete()}
}

記憶訓練的科學原理與應用

短期記憶的訓練方法

數字記憶挑戰游戲的設計基于認知心理學中的短期記憶理論。短期記憶（工作記憶）是指信息在大腦中保持的時間約為15-30秒，容量有限，通常為7±2個組塊。游戲通過以下方式鍛煉短期記憶：

組塊化訓練：用戶需要將數字及其位置信息組合成組塊進行記憶，提高記憶效率
復述訓練：在記憶時間內，用戶需要主動復述數字及其位置，強化記憶痕跡
視覺空間記憶訓練：將數字與空間位置結合記憶，鍛煉大腦的視覺空間記憶能力

記憶提升的漸進式訓練

游戲的三種難度模式遵循漸進式訓練原則，符合記憶能力提升的規律：

簡單模式：小網格、少數字，幫助用戶建立記憶信心，掌握基本的記憶方法
中等模式：中等網格、中等數量數字，挑戰用戶的記憶容量，訓練記憶策略
困難模式：大網格、多數字，全面考驗用戶的記憶能力和反應速度，提升記憶極限

應用場景與用戶群體

這款數字記憶挑戰游戲適用于多種場景和用戶群體：

兒童教育：幫助兒童從小鍛煉記憶力，提高學習能力
學生群體：緩解學習壓力，提升記憶效率，為考試做準備
上班族：在工作間隙進行短暫的記憶訓練，緩解大腦疲勞，提高工作效率
中老年人：預防記憶力衰退，降低認知障礙風險，保持大腦活力

游戲優化

當前優化點

游戲在開發過程中進行了多方面的優化，提升用戶體驗：

響應式布局：適配不同尺寸的鴻蒙設備屏幕，確保在手機、平板等設備上都有良好的顯示效果
性能優化：使用鴻蒙系統的高效渲染機制，保證游戲在各種設備上都能流暢運行
用戶界面優化：簡潔明了的界面設計，清晰的視覺反饋，讓用戶專注于記憶訓練

附：源代碼

import { promptAction } from "@kit.ArkUI";enum GameState {READY,SHOWING_NUMBERS,PLAYING,GAME_OVER
}enum GameMode {EASY,     // 4x3網格，數字1-6MEDIUM,   // 5x4網格，數字1-10HARD      // 6x5網格，數字1-15
}interface GridConfig {cols: number;rows: number;maxNum: number;
}interface nerateNumbers {numbers: number[];blanks: number[];
}@Component
struct NumberMemoryGame {@State gameState: GameState = GameState.READY@State numbers: number[] = []@State currentNumber: number = 1@State score: number = 0@State timer: number = 0@State showNumbers: boolean = false@State gameMode: GameMode = GameMode.MEDIUM@State blankPositions: number[] = []@State mistakesLeft: number = 3 // 剩余錯誤次數private gameTimer: number = 0private showTimer: number = 0// 根據模式獲取網格配置private getGridConfig(mode: GameMode): GridConfig {switch (mode) {case GameMode.EASY:return {cols: 4, rows: 3, maxNum: 6}case GameMode.MEDIUM:return {cols: 5, rows: 4, maxNum: 10}case GameMode.HARD:return {cols: 6, rows: 5, maxNum: 15}default:return {cols: 5, rows: 4, maxNum: 10}}}// 生成數字和空白格generateNumbers(): nerateNumbers {const config = this.getGridConfig(this.gameMode)const totalCells = config.cols * config.rowsconst numbers: number[] = []const blanks: number[] = []// 隨機選擇空白格位置const blankCount = totalCells - config.maxNum // 確保每個數字只出現一次while (blanks.length < blankCount) {const pos = Math.floor(Math.random() * totalCells)if (!blanks.includes(pos)) {blanks.push(pos)}}// 生成數字1-maxNum的隨機排列const nums: number[] = []for (let i = 1; i <= config.maxNum; i++) {nums.push(i)}// Fisher-Yates洗牌算法for (let i = nums.length - 1; i > 0; i--) {const j = Math.floor(Math.random() * (i + 1));let temp = nums[i]; nums[i] = nums[j]; nums[j] = temp;}// 填充數字到網格let numIndex = 0for (let i = 0; i < totalCells; i++) {if (blanks.includes(i)) {numbers.push(0) // 0表示空白格} else {numbers.push(nums[numIndex++])}}return {numbers, blanks}}// 開始新游戲startGame() {const config = this.getGridConfig(this.gameMode)this.currentNumber = 1this.score = 0this.mistakesLeft = 3const result = this.generateNumbers()const numbers = result.numbersconst blanks = result.blanksthis.numbers = numbersthis.blankPositions = blanksthis.showNumbers = truethis.gameState = GameState.SHOWING_NUMBERS// 顯示數字3秒后隱藏if (this.showTimer) {clearTimeout(this.showTimer)}// 根據難度設置不同的記憶時間let showTime = 3000if (this.gameMode === GameMode.HARD) showTime = 4000if (this.gameMode === GameMode.EASY) showTime = 2500this.showTimer = setTimeout(() => {this.showNumbers = falsethis.gameState = GameState.PLAYINGthis.startTimer()}, showTime)}// 開始計時startTimer() {// 根據難度設置不同的時間限制let timeLimit = 30if (this.gameMode === GameMode.HARD) timeLimit = 45if (this.gameMode === GameMode.EASY) timeLimit = 20this.timer = timeLimitif (this.gameTimer) {clearInterval(this.gameTimer)}this.gameTimer = setInterval(() => {this.timer--if (this.timer <= 0) {this.gameOver()}}, 1000)}// 處理卡片點擊handleCardClick(num: number, index: number) {if (this.gameState !== GameState.PLAYING) returnif (this.blankPositions.includes(index)) return // 空白格不可點擊if (num !== this.currentNumber) {this.mistakesLeft--promptAction.showToast({message: `錯誤! 剩余機會: ${this.mistakesLeft}`,duration: 1000})if (this.mistakesLeft <= 0) {this.gameOver()}return}// 正確點擊this.currentNumber++// 根據難度設置不同的得分let points = 10if (this.gameMode === GameMode.HARD) points = 15if (this.gameMode === GameMode.EASY) points = 5this.score += points// 檢查是否完成const config = this.getGridConfig(this.gameMode)if (this.currentNumber > config.maxNum) {this.levelComplete()}}// 關卡完成levelComplete() {clearInterval(this.gameTimer)promptAction.showToast({message: `恭喜完成! 得分: ${this.score}`,duration: 2000})// 準備下一輪setTimeout(() => {this.startGame()}, 2000)}// 游戲結束gameOver() {clearInterval(this.gameTimer)this.gameState = GameState.GAME_OVERpromptAction.showToast({message: `游戲結束! 最終得分: ${this.score}`,duration: 2000})}build() {Column() {// 游戲狀態判斷if (this.gameState === GameState.READY) {this.buildStartScreen()} else if (this.gameState === GameState.GAME_OVER) {this.buildGameOverScreen()} else {this.buildGameScreen()}}.width('100%').height('100%').backgroundColor('#F5F7FA')}// 開始界面@Builder buildStartScreen() {Column() {Text("數字記憶挑戰").fontSize(28).fontWeight(FontWeight.Bold).fontColor('#333333').margin({ bottom: 30 })Text("記住數字的位置\n按1開始的順序點擊數字\n每個數字只出現一次\n錯誤不能超過3次").fontSize(16).textAlign(TextAlign.Center).fontColor('#666666').margin({ bottom: 40 })Text("選擇難度模式:").fontSize(18).fontColor('#333333').margin({ bottom: 15 })// 模式選擇按鈕Button("簡單模式", { type: ButtonType.Capsule }).onClick(() => {this.gameMode = GameMode.EASY}).width(240).height(50).fontSize(18).backgroundColor(this.gameMode === GameMode.EASY ? '#4CAF50' : '#E0E0E0').fontColor(this.gameMode === GameMode.EASY ? Color.White : '#333333').margin({ bottom: 15 })Button("中等模式", { type: ButtonType.Capsule }).onClick(() => {this.gameMode = GameMode.MEDIUM}).width(240).height(50).fontSize(18).backgroundColor(this.gameMode === GameMode.MEDIUM ? '#2196F3' : '#E0E0E0').fontColor(this.gameMode === GameMode.MEDIUM ? Color.White : '#333333').margin({ bottom: 15 })Button("困難模式", { type: ButtonType.Capsule }).onClick(() => {this.gameMode = GameMode.HARD}).width(240).height(50).fontSize(18).backgroundColor(this.gameMode === GameMode.HARD ? '#F44336' : '#E0E0E0').fontColor(this.gameMode === GameMode.HARD ? Color.White : '#333333').margin({ bottom: 30 })Button("開始挑戰", { type: ButtonType.Capsule }).onClick(() => this.startGame()).width(240).height(50).fontSize(18).backgroundColor('#4A90E2').fontColor(Color.White)}.width('100%').height('100%').justifyContent(FlexAlign.Center).alignItems(HorizontalAlign.Center)}// 游戲結束界面@Builder buildGameOverScreen() {Column() {Text(this.mistakesLeft <= 0 ? "機會用盡!" : "時間到!").fontSize(24).fontWeight(FontWeight.Bold).fontColor('#F44336').margin({ bottom: 15 })Text(`最終得分: ${this.score}`).fontSize(20).fontWeight(FontWeight.Bold).fontColor('#333333').margin({ bottom: 10 })Text(`模式: ${this.gameMode === GameMode.EASY ? "簡單" :this.gameMode === GameMode.MEDIUM ? "中等" : "困難"}`).fontSize(18).fontColor('#666666').margin({ bottom: 30 })Button("再試一次", { type: ButtonType.Capsule }).onClick(() => this.startGame()).width(200).height(45).fontSize(17).backgroundColor('#4A90E2').fontColor(Color.White).margin({ bottom: 15 })Button("選擇模式", { type: ButtonType.Capsule }).onClick(() => {this.gameState = GameState.READY}).width(200).height(45).fontSize(17).backgroundColor('#9E9E9E').fontColor(Color.White)}.width('100%').height('100%').justifyContent(FlexAlign.Center).alignItems(HorizontalAlign.Center)}// 游戲界面@Builder buildGameScreen() {Column() {// 頂部信息欄Row() {Column() {Text("當前數字").fontSize(14).fontColor('#666666')Text(`${this.currentNumber > this.getGridConfig(this.gameMode).maxNum ? '完成!' : this.currentNumber}`).fontSize(20).fontWeight(FontWeight.Bold).fontColor(this.currentNumber > this.getGridConfig(this.gameMode).maxNum ? '#4CAF50' : '#333333')}.margin({ right: 25 })Column() {Text("分數").fontSize(14).fontColor('#666666')Text(`${this.score}`).fontSize(20).fontWeight(FontWeight.Bold).fontColor('#FF9800')}.margin({ right: 25 })Column() {Text("時間").fontSize(14).fontColor('#666666')Text(`${this.timer}s`).fontSize(20).fontWeight(FontWeight.Bold).fontColor(this.timer <= 5 ? '#F44336' : '#333333')}Column() {Text("機會").fontSize(14).fontColor('#666666')Text(`${this.mistakesLeft}`).fontSize(20).fontWeight(FontWeight.Bold).fontColor(this.mistakesLeft <= 1 ? '#F44336' : '#333333')}}.width('100%').justifyContent(FlexAlign.Start).padding({ left: 20, top: 15, bottom: 15 })// 游戲提示Text(this.showNumbers ? "記住這些數字的位置..." : `請點擊數字 ${this.currentNumber}`).fontSize(16).fontColor('#666666').margin({ bottom: 15 })// 數字網格Grid() {ForEach(this.numbers, (num: number, index?: number) => {GridItem() {Column() {if (this.blankPositions.includes(index!)) {// 空白格Text("").width('100%').height('100%').backgroundColor('#EEEEEE')} else if (this.showNumbers || num < this.currentNumber) {// 已顯示或已點擊的數字Text(num.toString()).fontSize(22).fontWeight(FontWeight.Bold).fontColor('#FFFFFF')} else {// 未點擊的數字Text("?").fontSize(22).fontWeight(FontWeight.Bold).fontColor('#FFFFFF')}}.width('100%').height('100%').justifyContent(FlexAlign.Center).alignItems(HorizontalAlign.Center).backgroundColor(this.blankPositions.includes(index!) ? '#EEEEEE' :num < this.currentNumber ? '#4CAF50' : '#4A90E2').borderRadius(8).onClick(() => {if (!this.blankPositions.includes(index!)) {this.handleCardClick(num, index!)}})}})}.columnsTemplate(new Array(this.getGridConfig(this.gameMode).cols).fill('1fr').join(' ')).rowsTemplate(new Array(this.getGridConfig(this.gameMode).rows).fill('1fr').join(' ')).columnsGap(10).rowsGap(10).width('90%').height(this.getGridConfig(this.gameMode).rows * 70).margin({ bottom: 20 })}.width('100%').height('100%').alignItems(HorizontalAlign.Center)}
}@Entry
@Component
struct NumberMemoryGamePage {build() {Stack() {NumberMemoryGame()}.width('100%').height('100%')}
}