沈阳理工Hannoi塔java课程设计.doc

19沈阳理工大学java课程设计成 绩 评 定 表学生姓名李若帆班级学号 1403030221 专 业电子信息工程课程设计题目基于Java的Hannoi塔软件设计评语组长签字：成绩日期 2015年 月 日课程设计任务书学 院信息学院专 业电子信息工程学生姓名班级学号 课程设计题目基于Java的Hannoi塔软件设计实践教学要求与任务:采用java技术设计Hannoi塔软件，设计要求如下：（1） 设计GUI界面的Hannoi塔。Hannoi塔中有三个座，名字分别是A、B和C.初始状态是A座上有3个大小不等的盘子，这些盘子中从座底到座顶按着大小顺序依次摆放在A座上。用户可以用鼠标选中盘子，然后通过拖动鼠标来移动该盘子、释放鼠标来放置该盘子。（2） 程序要求用户在移动盘子的过程中，不允许把大盘放置在小盘的上面，用户最终要完成的是把A座上的全部盘子移动到B座或C座上。（3） 用户可以通过Hannoi塔界面提供的菜单来选择初级、中级和高级三个级别。初级级别A座上有3个大小不等盘子、中级级别A座上有4个大小不等盘子、高级级别A座上有5个大小不等盘子。（4） 用户可以通过单击Hannoi塔界面上提供的按钮，让程序自动完成把A座上的盘子全部移动到C座上。（5） 用户在移动盘子的过程中，可以随时单击Hannoi塔界面上提供的按钮，重新开始当前的级别。工作计划与进度安排: 第19周：布置课程设计任务，查阅资料，分组设计，程序调试。 第20周：程序调试，编写课程设计报告，验收，答辩。指导教师： 2015年 月 日专业负责人： 2015年 月 日学院教学副院长： 2015年 月 日目录1概述1.1 课程设计目的及内容2 系统需求分析2.1 系统目标2.2 主体功能2.3 开发环境3 系统概要设计3.1 系统的功能模块划分4系统详细设计4.1 总体功能设计4.2 HannoiWindow类4.3 Tower类4.4 Disc类4.5 TowerPoint类4.6 HandleMouse类4.7AutoMoveDise类5 运行5.1 运行方案5.2运行结果6 主要源代码7. 结论8参考文献31 概 述 1.1 课程设计目的及内容按课程设计指导书提供的课题，要求学生在自行完成各个操作环节，并能实现且达到举一反三的目的，完成一个项目解决一类问题。要求学生能够全面、深入理解和熟练掌握所学内容，并能够用其分析、设计和解答类似问题；对此能够较好地理解和掌握，能够进行简单分析和判断；能编写出具有良好风格的程序；掌握JAVA程序设计的基本技能和面向对象的概念和方法；了解多线程、安全和网络等编程技术。同时培养学生进行分析问题、解决问题的能力；培养学生进行设计分析、设计方法、设计操作与测试、设计过程的观察、理解和归纳能力的提高。我设计的Hannoi塔，除了要编写的6个java文件所给出的类外，还需要java系统提供的一些重要的类，如JButton，JCheckBox等。汉诺塔中有三个座，名字分别为A，B，C。刚开始的时候A塔上有3个大小不等的盘子，这些盘子从座底到座顶按着大小顺序依次摆放在A座上。用户可以用鼠标选中盘子，然后通过拖动鼠标来移动盘子。释放鼠标来放置该盘子。程序要求用户在移动盘子的过程中，不允许吧大盘子放置在小盘子的上面，用户最终要完成的是把A座上的全部盘子移动到B座或C座上2 系统需求分析2.1 系统目标可以正常运行程序，并且按照设计目的预想的完成具体功能。2.2 主体功能1) 设计GUI界面的Hannoi塔。汉诺塔中有三个座，名字分别为A，B，C。初始状态时A塔上有3个大小不等的盘子，这些盘子从座底到座顶按着大小顺序依次摆放在A座上。用户可以用鼠标选中盘子，然后通过拖动鼠标来移动盘子。释放鼠标来放置该盘子。2) 程序要求用户在移动盘子的过程中，不允许吧大盘子放置在小盘子的上面，用户最终要完成的是把A座上的全部盘子移动到B座或C座上。3) 用户可以通过Hannoi塔界面的提供的改变盘子数目功能来改变盘子的数目，同时可以改变盘子的大小以及改变盘子和界面的背景颜色，而且还可以选择控制背景音乐的播放。4) 用户可以通过单击Hannoi塔界面上提供的按钮，让程序自动完成把A座上的盘子全部移动到C座上。5) 用户在移动盘子的过程中，可以随时单击Hannoi塔界面上提供的按钮，重新开始。2.3 开发环境JAVA程序设计语言及相应的集成开发环境，J2SDK和ECLIPSE开发工具。3 系统概要设计3.1 系统的功能模块划分1） HannoiWindow.java(主类)HannoiWindow类负责创建Hannoi塔的主窗口，该类含有main方法，Hannoi塔从该类开始执行。HannoiWindow类的成员变量中有五种重要类型的对象、一个int基本型数据和一个char型数组。五种类型的对象分别是：Tower、JmenuBar、JmenuItem和Jbutton对象。HannoiWindow类的主要成员的作用将在后面的详细设计中阐述。2） Tower.javaTower类是javax.swing包中Jpanel容器的子类，创建的容器被添加到HannoiWindow窗口的中心。Tower类的成员变量中有四种重要类型的对象、一个int基本型数据和一个char型数组。四种类型的对象分别是：Disc、TowerPoint、HandleMouse、和AutoMoveDisc对象。Tower类的主要成员的作用将在后面的详细设计中阐述。3） Disc.javaDisc类是Jbutton的一个子类，创建的对象时Tower容器中的一个按钮，用来表示Tower中的“盘子”。4） TowerPoint.javaTowerPoint类负责在Tower中创建表示位置的塔点对象。5） HandleMouse.javaHandleMouse类创建的对象负责处理鼠标事件。6） AutoMoveDisc.javaAutoMoveDisc类创建的对象负责自动移动盘子从一个座到另一个座。4系统详细设计4.1 总体功能设计在设计hannoi塔时，需编写6个java源文件：HannoiWindow.java、Tower.java、TowerPoint.java、Disc.java、HandleMouse.java和AutoMoveDisc.java。Hannoi塔除了要编写的6个Java源文件所给出的类外，还需要Java系统提供的一些重要的类，如JMenuBar、JMenu、JMenuItem和JButton。Hannoi塔所用到的一些重要的类以及之间的组合关系。HannoiWindowTowerJButtonJMenuJMenuBarJMenuItemHandleMouseAutoMoveDiscTowerPointDisc图4.1 类之间的组合关系4.2 HannoiWindow类图4.2 HannoiWindow类的UML图4.3 Tower类1、成员变量(1)amountOfDisc是int型数据。amountOfDisc值用来确定tower对象中盘子的数目，即确定tower对象中Disc类型数组disc的长度。(2)disc是Disc型数组，该数组的长度由amountOfDisc值来确定。Disc数组的每个单元中存放一个Disc对象，依次表明tower对象中有怎样多的盘子。(3)towerName是char型数组，长度为3，其三个单元的默认取值依次是A、B和C。towerName是数组的单元的值用来确定tower中三个座的名字。(4)maxDiscWidth和minDiscWidth的值分别用来确定最大盘子的宽度和最小盘子的宽度，discHeight的值确定每个盘子的高度。(5)pointA、pointB和pointC都是TowerPoint型数组，三个数组的长度与盘子数目相同，即都是amountOfDisc。pointA、pointB和pointC单元都是TowerPoint创建对象，分别用来表示Hannoi塔中三个座上的塔点。A座、B座和C座上的三个塔点分别由pointA、pointB和pointC中的单元来确定。每个座上的三个塔点都是从座顶依次对应数组的相应单元中的TowerPoint对象。例如，A座最上面的塔点是pointA0，中间的塔点是pointA1，最下面的塔点是pointA2。(6)handleMouse是HandleMouse类创建的鼠标事件监视器，用来监视disc数组的Disc对象上触发的鼠标事件。(7)autoMoveDisc是AutoMoveDisc创建的对话框。通过该对话框可以实现程序自动移动盘子。2、方法(1)Tower(char)是构造方法，负责完成tower容器的初始化。(2)tower容器调用setAmountOfDisc(int)方法可以设置amountOfDisc的值。(3)tower容器调用setMaxDiscWidth(int)方法可以设置最大的盘子的大小。(4) tower容器调用setMinDiscWidth(int)方法可以设置最小的盘子的大小。(5) tower容器调用setDiscHeight(int)方法可以设置盘子的高度。(6) tower容器调用putDiscOnTower ()方法可以将盘子放置在Hannoi塔的A座上，即在pointA指定的塔点上放置disc数组的成员。(7) tower容器调用getAutoMoveDisc ()方法返回其中的AutoMoveDisc对象：autoMoveDisc。tower是HannoiWindow窗口中的成员，当用户单击HannoiWindow窗口中的autoButton按钮时，窗口中的actionPerformed(ActionEvent)方法将被执行，该方法所进行的操作是让tower对象返回其中的AutoMoveDisc对象，该对象是一个对话框，用户可以通过该对话框让程序自动地移动盘子。(8) tower容器调用removeDisk ()方法可以移调tower容器中的盘子。(9) tower容器调用paintComponent (Graphics)方法绘制出塔点的位置和必要的视图。综上所述，Tower创建的容器效果如图4.3所示。图4.3 Tower创建的容器4.4 Disc类JButtonTowerDiscnumber: intpoint: TowerPointDisc():无类型setNumber（int n): voidgetNumber(): intsetPoint(TowerPoint): voidgetPoint(): TowerPointdisc: Disc图4.4 Disc类的UML图4.5 TowerPoint类TowerTowerPOintx,y: inthaveDisc: booleandisc: DiscTowerPoint(int,int): 无类型isHaveDisc(): booleansetHaveDisc(boolean): voidgetX(): intgetY(): intPointA: TowerPointPointB: TowerPointPointC: TowerPointEquals(TowerPoint): booleanputDisc(Component,Container): voidgetDiscOnPoint(): DiscremoveDisc(Component,Container): void图4.5 TowerPoint类的UNL图4.6 HandleMouse类MouseMotionListenerMouseListenerTowerHandleMouseHandleMouse: HandleMousepointA,pointB,pointC: TowerPointstartPoint,endPoint: TowerPointcon: ContainerHandleMouse(Container): 无类型setPointA(TowerPoint): voidsetPointB(TowerPoint): voidsetPointC(TowerPoint): voidmousePressed(MouseEvent): voidmouseDragged(MouseEvent): voidmouseReleased(MouseEvent): void图4.6 HandleMouse类的UML图ActionListenerTowerautoMoveDisc: AutoMoveDiscamountOfDisc: intpointA,pointB,pointC: TowerPointtowerName: charcon: ContainermoveStep: StringBufferAutoMoveDisc(Container con):无类型setPointA(TowerPoint): voidsetPointB(TowerPoint): voidsetPointC(TowerPoint): voidactionPerformed(ActionEvent): voidsetTowerName(char): voidsetAmountOfDisc(int): voidsetMoveStep(int,char,char,char): voidautoMoveDisc(char,char): voidAutoMoveDiscShowStep: JTextAreabStart,bStop,bContinue,bClose: JButtontime: Timer4.7 AutoMoveDisc类图4.7 AutoMoveDisc类的UML图5运行5.1 运行方案将前面6个Java源文件：HannoiWindow.java、Tower.java、TowerPoint.java、Disc.java、HandleMouse.java和AutoMoveDisc.java保存同一目录中。分别编译这6个Java源文件，或运行“javac *.java”命令，编译全部源文件，然后运行主类，即运行HannoiWindow类。5.2 运行结果图5.1 程序截图1图5.2 程序截图2图5.3 程序截图36 主要源代码1） HannoiWindow.java(主类)import javax.swing.*;import java.awt.*;import java.awt.event.*;public class HannoiWindow extends JFrame implements ActionListener Tower tower=null; int amountOfDisc=3; char towerName=A,B,C; JMenuBar bar; JMenu menuGrade; JMenuItem oneGradeItem,twoGradeItem,threeGradeItem; JButton renew=null; JButton autoButton=null; JPanel center=new JPanel(); HannoiWindow() tower=new Tower(towerName); tower.setAmountOfDisc(amountOfDisc); tower.setMaxDiscWidth(120); tower.setMinDiscWidth(50); tower.setDiscHeight(16); tower.putDiscOnTower(); add(tower,BorderLayout.CENTER); bar=new JMenuBar(); menuGrade=new JMenu(选择级别); oneGradeItem=new JMenuItem(初级); twoGradeItem=new JMenuItem(中级); threeGradeItem=new JMenuItem(高级); menuGrade.add(oneGradeItem); menuGrade.add(twoGradeItem); menuGrade.add(threeGradeItem); bar.add(menuGrade); setJMenuBar(bar); oneGradeItem.addActionListener(this); twoGradeItem.addActionListener(this); threeGradeItem.addActionListener(this); renew=new JButton(重新开始); renew.addActionListener(this); autoButton=new JButton(自动演示); autoButton.addActionListener(this); JPanel north=new JPanel(); north.add(renew); north.add(autoButton); String mess=将全部盘子从+towerName0+座搬运到+towerName1+ 座或+towerName2+座; JLabel hintMess=new JLabel(mess,JLabel.CENTER); north.add(hintMess); add(north,BorderLayout.NORTH); setResizable(false); setVisible(true); setBounds(60,60,460,410); validate(); setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); public void actionPerformed(ActionEvent e) if(e.getSource()=oneGradeItem) amountOfDisc=3; tower.setAmountOfDisc(amountOfDisc); tower.putDiscOnTower(); else if(e.getSource()=twoGradeItem) amountOfDisc=4; tower.setAmountOfDisc(amountOfDisc); tower.putDiscOnTower(); else if(e.getSource()=threeGradeItem) amountOfDisc=5; tower.setAmountOfDisc(amountOfDisc); tower.putDiscOnTower(); else if(e.getSource()=renew) tower.setAmountOfDisc(amountOfDisc); tower.putDiscOnTower(); else if(e.getSource()=autoButton) tower.setAmountOfDisc(amountOfDisc); tower.putDiscOnTower(); int x=this.getBounds().x+this.getBounds().width; int y=this.getBounds().y; tower.getAutoMoveDisc().setLocation(x,y); tower.getAutoMoveDisc().setSize(280,this.getBounds().height); tower.getAutoMoveDisc().setVisible(true); validate(); public static void main(String args) new HannoiWindow(); 2） Tower.javaimport javax.swing.*;import java.awt.*;public class Tower extends JPanel int amountOfDisc=3; Disc disc; int maxDiscWidth,minDiscWidth,discHeight; char towerName; TowerPoint pointA,pointB,pointC; HandleMouse handleMouse; AutoMoveDisc autoMoveDisc; Tower(char towerName) handleMouse=new HandleMouse(this); this.towerName=towerName; setLayout(null); setBackground(new Color(200,226,226); public void setAmountOfDisc(int number) if(number=1) amountOfDisc=1; else amountOfDisc=number; public void setMaxDiscWidth(int m) maxDiscWidth=m; public void setMinDiscWidth(int m) minDiscWidth=m; public void setDiscHeight(int h) discHeight=h; public AutoMoveDisc getAutoMoveDisc() return autoMoveDisc; public void putDiscOnTower() removeDisk(); int n=(maxDiscWidth-minDiscWidth)/amountOfDisc; disc=new DiscamountOfDisc; for(int i=0;idisc.length;i+) disci=new Disc(); disci.setNumber(i); int diskwidth=minDiscWidth+i*n; disci.setSize(diskwidth,discHeight); disci.addMouseListener(handleMouse); disci.addMouseMotionListener(handleMouse); pointA=new TowerPointamountOfDisc; pointB=new TowerPointamountOfDisc; pointC=new TowerPointamountOfDisc; int vertialDistance=discHeight; for(int i=0;ipointA.length;i+) pointAi=new TowerPoint(maxDiscWidth,100+vertialDistance); vertialDistance=vertialDistance+discHeight; vertialDistance=discHeight; for(int i=0;ipointB.length;i+) pointBi=new TowerPoint(2*maxDiscWidth,100+vertialDistance); vertialDistance=vertialDistance+discHeight; vertialDistance=discHeight; for(int i=0;ipointC.length;i+) pointCi=new TowerPoint(3*maxDiscWidth,100+vertialDistance); vertialDistance=vertialDistance+discHeight; for(int i=0;ipointA.length;i+) pointAi.putDisc(disci,this); handleMouse.setPointA(pointA); handleMouse.setPointB(pointB); handleMouse.setPointC(pointC); autoMoveDisc=new AutoMoveDisc(this); autoMoveDisc.setTowerName(towerName); autoMoveDisc.setAmountOfDisc(amountOfDisc); autoMoveDisc.setPointA(pointA); autoMoveDisc.setPointB(pointB); autoMoveDisc.setPointC(pointC); validate(); repaint(); public void removeDisk() if(pointA!=null) for(int i=0;ipointA.length;i+) pointAi.removeDisc(pointAi.getDiscOnPoint(),this); pointBi.removeDisc(pointBi.getDiscOnPoint(),this); pointCi.removeDisc(pointCi.getDiscOnPoint(),this); public void paintComponent(Graphics g) super.paintComponent(g); int x1,y1,x2,y2; x1=pointA0.getX(); y1=pointA0.getY()-discHeight/2; x2=pointAamountOfDisc-1.getX(); y2=pointAamountOfDisc-1.getY()+discHeight/2; g.drawLine(x1,y1,x2,y2); x1=pointB0.getX(); y1=pointB0.getY()-discHeight/2; x2=pointBamountOfDisc-1.getX(); y2=pointBamountOfDisc-1.getY()+discHeight/2; g.drawLine(x1,y1,x2,y2); x1=pointC0.getX(); y1=pointC0.getY()-discHeight/2; x2=pointCamountOfDisc-1.getX(); y2=pointCamountOfDisc-1.getY()+discHeight/2; g.drawLine(x1,y1,x2,y2); g.setColor(Color.blue); x1=pointAamountOfDisc-1.getX()-maxDiscWidth/2; y1=pointAamountOfDisc-1.getY()+discHeight/2; x2=pointCamountOfDisc-1.getX()+maxDiscWidth/2; y2=pointCamountOfDisc-1.getY()+discHeight/2; int length=x2-x1,height=6; g.fillRect(x1,y1,length,height); int size=5; for(int i=0;ipointA.length;i+) g.fillOval(pointAi.getX()-size/2,pointAi.getY()-size/2,size,size); g.fillOval(pointBi.getX()-size/2,pointBi.getY()-size/2,size,size); g.fillOval(pointCi.getX()-size/2,pointCi.getY()-size/2,size,size); g.drawString(towerName0+座,pointAamountOfDisc-1.getX(),pointAamountOfDisc-1.getY()+50); g.drawString(towerName1+座,pointBamountOfDisc-1.getX(),pointBamountOfDisc-1.getY()+50); g.drawString(towerName2+座,pointCamountOfDisc-1.getX(),pointCamountOfDisc-1.getY()+50); 3） Disc.javaimport javax.swing.*;import java.awt.*;public class Disc extends JButton int number; TowerPoint point; Disc() setBackground(Color.cyan); public void setNumber(int n) number=n; public int getNumber() return number; public void setPoint(TowerPoint p) point=p; public TowerPoint getPoint() return point; 4） TowerPoint.javaimport java.awt.*;public class TowerPoint int x,y; boolean haveDisc; Disc disc=null; public TowerPoint(int x,int y) this.x=x; this.y=y; public boolean isHaveDisc() return haveDisc; public void setHaveDisc(boolean boo) haveDisc=boo; public int getX() return x; public int getY() return y; public boolean equals(TowerPoint p) if(p.getX()=this.getX()&p.getY()=this.getY() return true; else return false; public void putDisc(Component com,Container con) disc=(Disc)com; con.setLayout(null); con.add(disc); int w=disc.getBounds().width; int h=disc.getBounds().height; disc.setBounds(x-w/2,y-h/2,w,h); haveDisc=true; disc.setPoint(this); con.validate(); public Disc getDiscOnPoint() return disc; public void removeDisc(Component com,Container con) if(com!=null) con.remove(com); con.validate(); 5） HandleMouse.javaimport java.awt.event.*;import java.awt.*;public class HandleMouse implements MouseListener,MouseMotionListener TowerPoint pointA,pointB,pointC; TowerPoint startPoint=null,endPoi