汉诺塔面向对象程序课程设计.doc

面向对象程序设计课程设计报告题 目： Hannoi塔游戏 院 （系）： 信息科学与工程学院 专业班级： 计算机科学与技术1003班 学生姓名： 梁晓明 学 号： 20101183107 指导教师： 吴奕 20 13 年 6 月 8 日至20 13 年 6 月 21 日华中科技大学武昌分校制 面向对象程序设计 课程设计任务书一、设计（调查报告/论文）题目Hannoi塔游戏二、设计（调查报告/论文）主要内容内容：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。基本功能与要求：1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。3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。4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。三、原始资料1.面向对象程序设计课程设计指导书2. 耿祥义JAVA大学实用教程北京：清华大学出版社，2009四、要求的设计（调查/论文）成果1.课程设计报告2.课程设计软件五、进程安排布置任务，查找资料、需求分析1天总体设计1天详细设计1.5天编制源程序实现3.5天测试与修改1天撰写课设报告2天六、主要参考资料1 张广彬. Java课程设计案例精编（第二版）.北京：清华大学出版社, 2011. 2 耿祥义. Java课程设计（第二版）.北京：清华大学出版社, 2008.3 耿祥义JAVA大学实用教程北京：清华大学出版社，20094 邹林达陈国君 Java2程序设计基础北京：清华大学出版社，20105 邹林达Java2程序设计基础实验指导北京：清华大学，2010指导教师（签名）： 20 年 月 日目 录1需求与总体设计11.1设计目标11.2主体功能11.3流程图21.4类图22详细设计32.1总体功能设计32.2 HannoiWindow类32.3 Tower类32.4 Disc类52.5 TowerPoint类52.6 HandleMouse类62.7 AutoMoveDisc类63编码实现73.1 HannoiWindow.java73.2 Tower.java93.3 Disc.java133.4 TowerPoint.java143.5 HandleMouse.java153.6 AutoMoveDisc.java204系统测试264.1测试方案264.2测试结果265总结281需求与总体设计1.1设计目的可以正常运行程序，并且按照设计目的预想的完成具体功能。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。JAVA程序设计的设计目的是加深对理论教学内容的理解和掌握，使学生较系统地掌握程序设计及其在网络开发中的广泛应用，基本方法及技巧，为学生综合运用所学知识，利用软件工程为基础进行软件开发、并在实践应用方面打下一定基础。1.2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。1.3流程图1.4类图2详细设计2.1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。2.2HannoiWindow类2.3 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所示。2.4 Disc类2.5 TowerPoint类2.6 HandleMouse类2.7 AutoMoveDisc类3编码实现3.1HannoiWindow.javaimport 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(); 3.2 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); 3.3 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; 3.4TowerPoint.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(); 3.5 HandleMouse.javaimport java.awt.event.*;import java.awt.*;public class HandleMouse implements MouseListener,MouseMotionListener TowerPoint pointA,pointB,pointC; TowerPoint startPoint=null,endPoint=null; int leftX,leftY,x0,y0; boolean move=false,countTime=false; Container con; HandleMouse(Container con) this.con=con; public void setPointA(TowerPoint pointA) this.pointA=pointA; public void setPointB(TowerPoint pointB) this.pointB=pointB; public void setPointC(TowerPoint pointC) this.pointC=pointC; public void mousePressed(MouseEvent e) move=false; Disc disc=null; disc=(Disc)e.getSource(); startPoint=disc.getPoint(); x0=e.getX(); y0=e.getY(); int m=0; for(int i=0;i0&(pointAm-1.isHaveDisc()=false) move=true; break; else if(m=0) move=true; break; for(int i=0;i0&(pointBm-1.isHaveDisc()=false) move=true; break; else if(m=0) move=true; break; for(int i=0;i0&(pointCm-1.isHaveDisc()=false) move=true; break; else if(m=0) move=true; break; public void mouseMoved(MouseEvent e) public void mouseDragged(MouseEvent e) Disc disc=null; disc=(Disc)e.getSource(); leftX=disc.getBounds().x; leftY=disc.getBounds().y; int x=e.getX(); int y=e.getY(); leftX=leftX+x; leftY=leftY+y; if(move=true) disc.setLocation(leftX-x0,leftY-y0); pub