Покемонный калькулятор

В рамках этого практического сеанса мы напишем простое приложение, которое вычисляет скрытые характеристики покемонов из популярной игры Pokemon Go, и научимся делаться верстку, работать с ресурсами, обрабатыватьс клики и другие события интерфейса.

Введение

Летом 2016 года компания Niantic выпустила на Android и iOS быстро ставшую популярной игру с дополненной реальностью Pokemon Go. Одним из элементов игры является прокачка пойманных покемонов с целью увеличения их боевых характеристик: CP (Combat Points) и HP (Health Points). Интерфейс игры показывает текущее значение CP и HP, а также стоимость апргейда (стоимость апгрейда часто назывыют словом Stardust -- по названию игрового ресурса, который тратится на апгрейд). Пользователь жмет на кнопку "Power up", и в результате покемон прокачивается -- тратится указанное количество Stardust, а CP и HP увеличиваются.

Проблема заключается в том, что CP и HP являются функцией скрытых параметров (IV, Internal Values) покемона и его уровня, которые в интерфейсе игры нигде не отображаются, и игрок не может их никак узнать. Зависимость CP и HP от скрытых параметров такова, что результат прокачки покемона может сильно от них зависить, и иногда можно достичь лучшего результата (больших значений CP и HP), потратив меньше Stardust, если прокачивать изначально более слабого покемона, имеющего сильные скрытые параметры, чем если прокачивать изначально более сильного покемона, но со слабыми скрытыми параметрами. Поэтому многие игроки в Pokemon Go озадачились вопросом: как узнать скрытые параметры покемонов? В результате в магазинах приложений Google Play и App Store появилось огромное количество приложений, помогающих вычислить эти скрытые параметры. Эти приложения можно найти по словам pokemon iv calculator, pokemon info, pokemon tools и т.п. -- их там уже десятки. А мы сегодня напишем еще одно подобное простое приложение-калькулятор.

Устройство калькулятора

Приложение состоит из одного экрана, на котором пользователь сначала выбирает тип покемона в списке из 150 вариантов, потом вводит значения CP, HP и Stardust, которые он видит в интерфейсе игры Pokemon Go, нажимает на кнопку "Вычислить" -- и приложение проводит необходимые вычисления и выводит на экран возможные значения скрытых параметров и уровня покемона либо сообщение об ошибке, если введенные данные не могут быть обработаны.

Скрытые параметры

Каждый покемон обладает тремя врожденными характеристикама: attack, defense и stamina -- они никогда не меняются. Каждая из этих характеристик складывается из базового значения, общего для всех покемонов одного типа, и скрытого значнеия (того самого internal value):

attack = base_attack + iv_attack
defense = base_defense + iv_defense
stamina = base_stamina + iv_stamina

Каждый из скрытых параметров -- iv_attack, iv_defense, iv_stamina -- имеет возможное значение от 0 до 15. У каждого экземпляра покемона эти значения свои собственные, он получает их от рождения, и они никогда не меняются. Лучшая комбинация -- это (15, 15, 15). Худшая -- (0, 0, 0). Основная задача приложения заключается в том, чтобы вычислить эти три значения.

Уровень

Уровень может иметь значение от 2 до 80 и увеличивается на 1 каждый раз, когда покемон прокачивается. Пойманный покемон имеет какой-то случайный уровень. С уровнем тесно связана стоимость апгрейда (Stardust):

Level	Stardust
2 - 5	200
6 - 9	400
10 - 13	600
14 - 17	800
18 - 21	1000
22 - 25	1300
26 - 29	1600
30 - 33	1900
34 - 37	2200
38 - 41	2500
42 - 45	3000
46 - 49	3500
50 - 53	4000
54 - 57	4500
58 - 61	5000
62 - 65	6000
66 - 69	7000
70 - 73	8000
74 - 77	9000
78 - 80	10000

Таким образом, зная Stardust, можно определить диапазон из четырех уровней покемона, скрытые параметры которого надо вычислить. Также видно, что Stardust может принимать только строго определенные значения, и не все значения, которые может ввести пользователь, правильные.

Формулы CP и HP

CP и HP зависят от четырех параметров: attack, defense, stamina и level:

level_factor = if (level <= 20) {
    0.009426125 * level - 0.010016255
} else if (level <= 60) {
    0.0089219657 * level + 0.0000389325
} else {
    0.004459461 * level + 0.267817222
}

CP = attack * SQRT(defense) * SQRT(stamina) * level_factor / 10

HP = stamina * SQRT(level_factor)

Вычисленные по этим формулам значения CP и HP округляются вниз до ближайшего целого (Math.floor).

Вычисление скрытых параметров

Задача калькулятора -- по введенным пользователем значениям Stardust, CP и HP и типу покемона определить возможные значения level, iv_attack, iv_defense и iv_stamina. Вычисления можно делать по следующему приблизительному алгоритму:

По значению Stardust определить интервал возможных значений level
Из таблиц базовых характеристик по типу покемона взять значения base_attack, base_defense, base_stamina
Из всех возможных комбинаций значений level (из интервала, полученного на шаге 1), iv_attack (от 0 до 15), iv_defense (от 0 до 15) и iv_stamina (от 0 до 15) выбрать те, которые при вычислении CP и HP по формулам, указанным выше, дают значения, введенные пользователем.

Базовые значения attack, defense и stamina определены в ресурсах приложения: pokemon_data.xml. Также их можно найти в интернете -- например, здесь.

Пример

Для пример вычислим скрытые параметры для слоупока со скриншота.

Входные параметры:

CP = 449
HP = 94
Stardust = 1900

По значению Stardust=1900 определяем возможные значения level:

level: 30, 31, 32, 33

Берем базовые значения для слоупока:

base_attack = 110 
base_defense = 110
base_stamina = 180

Перебираем все возможные значения level, iv_attack, iv_defense, iv_stamina:

1) (level, iv_attack, iv_defense, iv_stamina) = (30, 0, 0, 0)

attack = base_attack + iv_attack = 110 + 0 = 110
defense = base_defense + iv_defense = 110 + 0 = 110
stamina = base_stamina + iv_stamina = 180 + 0 = 180
level_factor(30) = 0.0089219657 * 30 + 0.0000389325 = 0.2676979
CP = attack * SQRT(defense) * SQRT(stamina) * level_factor / 10
   = 110 * SQRT(110) * SQRT(180) * 0.2676979 / 10
   = 414.3528
   ~ 414
HP = stamina * SQRT(level_factor) = 180 * SQRT(0.2676979) = 93.13115
   ~ 93
   
Вычисленные значения CP=414 и HP=93 не совпадают с введенные пользователем CP=449 и HP=94, поэтому данные набор значений (30, 0, 0, 0) не включаем в ответ.

Продолжаем перебирать...

1843) (level, iv_attack, iv_defense, iv_stamina) = (30, 7, 3, 2)

attack = base_attack + iv_attack = 110 + 7 = 117
defense = base_defense + iv_defense = 110 + 3 = 113
stamina = base_stamina + iv_stamina = 180 + 2 = 182
level_factor(30) = 0.0089219657 * 30 + 3.89325e-05 = 0.2676979035
CP = attack * SQRT(defense) * SQRT(stamina) * level_factor / 10
   = 117 * SQRT(113) * SQRT(182) * 0.2676979035 / 10
   = 449.164834325939
   ~ 449
HP = stamina * SQRT(level_factor) = 182 * SQRT(0.2676979035) = 94.1659458378346
   ~ 94
   
Эти значения CP=449 и HP=94 совпадают со значениями, введенными пользователем -- включаем этот вариант (30, 7, 3, 2) в ответ.

В итоге после полного перебора 41515*15 = 13500 вариантов, подходящими оказываются 12:

(30, 1, 15, 3)
(30, 2, 13, 3)
(30, 4, 9, 2)
(30, 5, 7, 2)
(30, 6, 5, 2)
(30, 7, 3, 2)
(31, 0, 11, 0)
(31, 1, 9, 0)
(31, 2, 7, 0)
(31, 3, 5, 0)
(31, 4, 3, 0)
(31, 5, 1, 0)

Задание

1 Верстка

Создать верстку основного экрана приложения, которому соответствует класс PokeCalcActivity. Для этого создайте XML файл в папке layout и используйте его для инициализации экрана в методе PokeCalcActivity.onCreate(). На экране должны быть следующие элементы:

Выпадающий список с названиями покемонов (использовать Spinner)
Изображение покемона (ImageView)
Поля ввода значений Stardust, CP, HP (EditText)
Описание полей (TextView)
Кнопка, запускающая вычисление (Button)

Для организации верстки могут понадобиться классы LinearLayout, RelativeLayout, FrameLayout, асли все необходимые элементы не будут помещаться на экране, то может понадобиться ScrollView.

Один из возомжных вариантов UI, который может получиться:

2 Обработка выбора покемона

Реализовать выбор покемона из выпадающего списка и отображение соответствующей ему картинки

Выпадающий список (Spinner) должен содержать названия покемонов, которые определены в ресурсах в массиве R.arrray.pokemon_names (Или @array/pokemon_names в XML). Обработчик Spinner.OnItemSelectedListener должен загрузить изображение выбранного покемона из ресурсов. Для этого в ресурсах определен массив R.array.pokemon_images -- он содержит ID картинок для каждого возможного выбора.

Код для получения ID картинки может выглядеть приблизительно так:

int[] pokemonImageIds = getResources().obtainTypedArray(R.array.pokemon_images);
int imageResId = pokemonImageIds[position]; // position берется из обработчика Spinner.OnItemSelectedListener

3 Обработка клика и вычисление

Сделать обработчик клика на кнопку "Вычислить"
По клику на кнопку должно запускаться вычисление скрытых параметров, используя в качестве входных данных значения, введенные в поля ввода Stardust, CP и HP, а также тип выбранного покемона
Базовые значения для каждого типа покемонов определены в ресурсах в массивах R.array.pokemon_stamina, R.array.pokemon_attack и R.array.pokemon_defense
Результат вычислений отобразить в отдельном текстовом поле (TextView)

Некоторые вспомогательные функции, которые могут пригодиться для вычислений, определены в классе PokeMath. Например, там есть функция для вычисления level_factor, CP и HP.

Код для получения базовых значений может выглядеть так:

// position выбранного варианта берется из Spinner-а
int baseStamina = getResources().getIntArray(R.array.pokemon_stamina)[position];
int baseAttack = getResources().getIntArray(R.array.pokemon_attack)[position];
int baseDefense = getResources().getIntArray(R.array.pokemon_defense)[position];

Результат может выглядеть приблизительно так:

4 Восстановление состояния

Как мы знаем, в Android активность может быть уничтожена и создана снова почти в любой момент времени по многим разным причинам. Простейший случай -- это поворот экрана. Когда поворочивается экран (или вообще происходит событие типа configuration change), активность со всеми View уничтожается и создается снова с нуля. В нашем приложение это может иметь такой эффект: если до поворота экрана пользователь уже нажал "Вычислить", и на экране был отображен результат, то после поворота этот результат исчезает, потому что вся верстка была создана с нуля. Это не нормально, потому что при повороте должно сохраняться состояние экрана. Подробнее о сохранении и восстановлении состояния можно прочитать здесь: https://developer.android.com/guide/topics/resources/runtime-changes.html

Задание: сделать сохранение состояние экрана (результат вычислений) и восстановление его после поворота.

5 Поддержка разных конфигураций экрана

Создайте альтернативный вариант верстки для экрана в ландшафтной ориентации. Для этого создайте папку layout-land, а в ней файл верстки с тем же названием, что и в дефолтной конфигурации. Верстка должна содержать те же основные элементы с теми же ID, но располагаться они могут по-другому. Возможный вариант верстки может выглядеть так:

dtrounine/pokecalc