Java课程设计推箱子游戏.doc

课程设计说明书 NO.22推箱子小游戏1.课程设计的目的 通过课程设计，巩固Java基础知识，增进编程基本功，熟练eclipse 和 EditPlus 的使用方法，通过该系统的设计与开发，将所学知识真正的应用于实践当中，培养实际动手能力。并在设计实践过程中，学习到更深的知识，掌握先进的Java技术，从而来增强对一个系统设计的整体认识，熟悉软件开发过程，更深刻的理解软件工程的知识。2.设计方案论证2.1设计思路经典的推箱子是一个来自日本的古老游戏，目的是在训练人的逻辑思考能力。在一个狭小的仓库中，要求把木箱从开始位置推放到指定的位置。在仓库有障碍物，稍不小心就会出现箱子无法移动或者通道被堵住的情况，而且箱子只能推，不能拉，所以需要巧妙的利用有限的空间和通道，合理安排移动的次序和位置，才能顺利的完成任务。本游戏一共10关，由易到难，每一关都有初化、按键处理、重置及退出功能。（1）初始化包括屏幕初始化和每一关卡的初始化，屏幕被初始化宽80像素，高25像素。（2）按键处理包括移动小人和移动箱子，通过移动上下左右键来控制小人的移动，从而推动箱子，以把箱子推到指定的目的地为过关。（3）每一关都可以重置，按选项重新开始可以重置当前关。（4）可以进行选关操作，按选项选关可以选择1-10关的任一关。（3）可以返回至上一位置，按选项返回可以退回到上一位置，相当于悔一步。（4）按选项退出键可以在任何时候退出游戏。开始2.2详细设计2.21系统模块图本程序包括5个模块，分别是初始化模块、画图模块、移动箱子模块、移动小模块和功能控制模块，如图1所示。各个模块的功能描述如下：（1）初始化模块。 该模块包括屏幕初始化和游戏第一关的初始化。屏幕初始化用于输出欢迎信息和操作提示，游戏每一关的初始化是构建每一关的关卡。（2）画图模块。该模块主要是被其它模块调用，用于画墙、在空地画箱子、在目的地画箱子、画小人和画目的地。（3）移动箱子模块。该模块用于移动箱子，包括目的地之间、空地之间和目的地与空地之间的箱子移动。（4）移动小人模块。该模块用于控制小人移动，从而推动箱子到目的地。（5）功能控制模块。该模块是几个功能函数的集合，包括屏幕输出功能、指定位置状态判断功能和关卡重置功能。推箱子游戏初始化模块画图模块移动箱子模块移动小人模块功能控制模块图1 系统模块图 2.22任务执行流程图游戏从第一关开始，按上下左右方向键控制小人移动来推动箱子，可以在游戏中的任何时候按退出键退出。如果游戏无成功希望，可以按空格键回到当前任务的开始状态；如果成功完成当前关，则进入下一关，如果当前关是最后一关，则显示通关信息，提示游戏结束。游戏同时还具有时间和步数的记录，在开始游戏之前首先把图片添加到pic目录下，程序会自动获取该目录下的所有文件， 第一关开始开始游戏是否继续完成有无成功希望是否成功是否是第四关进入下一关按空格后退一步按退出键退出显示通关信息否否是是是是是否否图2 任务流程图2.23 类及实现的功能本程序包括三个类文件：主类Main.java，类Gui.java，类Readmap.java。其中类Main.java包含main（）方法。Main extends JFrame. Gui 继承 JFrame 并且实现ActionListener这个接口。AbstractAction() Action 接口提供 ActionListener 接口的一个有用扩展，以便若干控件访问相同的功能。Readmap.java主要是实现地图的初始化以及每一关地图的重载。keyPressed的功能是响应工人和箱子的移动以及工人、箱子、墙之间的碰撞检测。表1 成员变量表成员变量变量类型名称开始状态BooleanStart窗口高度intfHeight窗口宽度intfWidth计时器Timer timer延时int delay开始时间Date starttime步数int steps地图容器MapPanel mapPanel玩法介绍String instruction开始状态BooleanStart表2方法表方法名功能备注Puzzle()创建游戏窗口和设置图标backaction()后台操作getmap()返回地图的方法StartGame()开始游戏控制，更新开始菜单endgame()结束游戏控制弹出结束窗口getmap()/返回地图的方法调用类 spite（）menuShowClik()在游戏中显示完整图片调用类class ShowImageactionPerformed() 动作演示menuExit()退出游戏flush()清空缓存A、地图设计 游戏中用一个 MapFactory 类操作地图，其中用三维矩阵记录游戏地图信息。三维矩阵便于管理，如果要加入新关卡，只需要在三维矩阵中加入二维矩阵就可以了，同时，可以加入不同大小的地图。a、地图矩阵信息/ 地图坐标状态描述1、private final int Black = -2; / 外界2、private final int Wall = -1; / 墙3、private final int Ground = 0; / 地面4、private final int Boxes = 1; / 箱子5、private final int Boxes_position = 2; / 箱子位置6、private final int Boxes_in_place = 3; / 箱子移动到合适位置7、矩阵中标有 数字 4 的位置表示 该位置是游戏主角的初始位置B、游戏过程设计 游戏中过程中，最为主要地方在于对地图矩阵，以及主角状态信息（包括位置、行走状态等）的维护，主角每行走一步，就更新一次地图信息和主角状态信息。另外一个比较重要的地方是游戏状态的保存方面。在该游戏中，使用栈结构保存主角每次行走的状态信息（包括游戏矩阵和主角位置等）。为保存主角信息，特别开设了一个undoState类，该类主要作用就是保存玩家每一步的游戏状态，便于撤销。 在游戏画面处理和逻辑判断方面，都放在了 GameSurfaceView 类里面。因为考虑到该游戏的逻辑判断和画面绘制较为简单，不需要长时间的运算，所以就把很多功能都放在了主线程里。因为采取的是单线程，所以，重画操作都是 事件驱动的。1、地图载入、绘制根据玩家选择的关卡，载入地图矩阵。在载入地图的过程中，根据屏幕大小，对图片进行了缩放（使用矩阵缩放）。这些功能主要在 setMapAndactorPosition(); initPicture();函数中实现2、地图切换玩家每过一关，就载入一张新地图，地图信息都保存在 private int map 对象里面，然后重新绘制地图。该功能主要在 nextPass() 函数实现。3、重玩 如果玩家选择重玩，只要重新把目前关卡的地图载入就可以了，同时删除原有的信息。该功能在replacePass()函数实现。4、后退撤销 如果玩家选择该功能，主要从栈对象中 private Stack save 弹出前一步的游戏状态记录即可。该功能主要在 undo() 函数实现。5、游戏是否结束玩家每移动一步，就判断是否所有箱子都移动到了相应位置（实现该判断的方法有很多，考虑到游戏的可扩展性，在该游戏中主要通过 isGameover() 遍历地图矩阵 来进行判断的，如果游戏结束则提示玩家过关，在 gameState() 函数中实现。3.设计结果与分析(1)打开推箱子游戏，系统默认的是第一关，通过控制小键盘上的方向键来使大兵小猪移动从而推动箱子到达指定外置，箱子只可以推, 不可以拉, 而且一次只能推动一个，胜利条件就是把所有的箱子都推到目的地。游戏界面下方显示当前关数，完成该关所需的时间以及总共推动箱子的步数。游戏主界面如图2所示；移动箱子，使其到达指定位置，显示游戏用时00：00：04，共走11步，恭喜您通过该关，点击“是”进入下一关，游戏界面如图3所示：图3 游戏主界面 图4 游戏成功界面(2)打开推箱子游戏，点击“选项“按钮，选中选关，输入你想要玩的关数，例如第3关，点击确定，游戏界面如图4所示： 图5开始选关界面图6选关成功界面(3)游戏的帮助功能也很强大，点击帮助按钮，选中“使用说明”，或是“关于”。游戏界面如图6和图7所示： 图7使用说明界面4.设计体会为期两周的课程设计很快就结束了，回顾这两周，累并快乐着。从老师开始给布置课程设计的题目、内容及要求到自己广泛借助互联网查阅资料并独立完成Java推箱子小应用程序；从两周前刚接到任务时的茫然与无助到两周后的清晰与明了；从对Java的编辑器EditPlus和eclipse初步了解到熟练运用，历经了太多的困难。对于环境变量的配置，我做到了知其然，知其所以然，对EditPlus的了解也完全上升了一个层次，从课堂上老师教给的在dos 界面中输入Javac 文件名.java编译、Java 文件名 运行到在EditPlus中选中“工具”、“配置用户组“，设置编译和执行相关参数，按快捷键Ctrl+1编译、Ctrl+2运行，节省了大量时间，使编程效率有了很大的提高。对于推箱子游戏，更是有了进一步的了解，其中用到了9张图片，用户可以通过改变图片来改变游戏的显示界面，当然，这个是不被允许的，因为每个程序的代码都有版权，但对于设计者而言，却可以更加清楚的了解代码的内部构造，达到熟能生巧的效果。游戏的帮助和关于设计人性化，在写代码是遇到了很多问题，通过和同学们的交流以及在百度知道里的提问，最终达到了理想的效果。通过此次课程设计，将我本学期所学的JAVA知识得到巩固和应用，在设计的过程中我遇到了很到问题，不过在老师和同学们的帮助和自己的思考下还是很好的完成了。这此课程设计还让我懂得了写程序不能闭门造车，要努力拓宽知识面，开阔视野，拓展思维。它还让我学会了在网上查阅那些无限的资料。通过对推箱子游戏的开发，使我对用eclipse开发平台和EditPlus编辑器有了一个比较清楚的认识，体会到理论和实践的重要性。5.参考文献1赵毅主编.跨平台程序设计语言JavaM.西安：西安电子科技大学出版社，2006 2柳西玲.许斌编著.Java语言应用开发基础M.北京：清华大学出版社，20063施霞萍等编著.Java程序设计教程 第2版M.北京：机械工业出版社，20064 美Herbert Schidt著.Java参考大全.鄢爱兰.鹿江春译M.北京：清华大学出版社，20065宛延闿等编著.实用Java程序设计教程M.北京：机械工业出版社，20066陈国君等编著.Java2程序设计基础M.北京：清华大学出版社，20067郑莉.王行言.马素霞编著.Java语言程序设计M.北京：清华大学出版社，20068毕广吉.Java程序设计实例教程M.北京：冶金工业出版社，2007年9.王保罗.Java面向对象程序设计M.北京：清华大学出版社，2003年10.高林，周海燕.Jsp网上书店系统与案例分析M.北京：人民邮电出版社，200411刘腾红，孙细明.信息系统分析与设计M.北京：科学出版社，2003年附录(1)Main.javaimport javax.swing.JFrame;public class Main extends JFrame public static void main(String args) Gui application = new Gui(); application.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); (2)Readmap.javaimport java.io.BufferedReader;import java.io.File;import java.io.FileReader;import java.io.IOException;class Readmap/读取地图的类public int mx,my,level,ral = 14,col = 15;int mymap=new intralcol;FileReader r;BufferedReader br;String bytestring=;String s;Readmap(int k)level = k;tryFile f=new File(maps+level+.map);r=new FileReader(f);br=new BufferedReader(r);catch (IOException e)System.out.println(e);trywhile (s=br.readLine()!=null)bytestring += s;catch (IOException g)System.out.println(g);byte bytes=bytestring.getBytes();int len=bytestring.length();int num=new intlen;for(int i=0;ilen;i+)numi=bytesi-48; for(int i=0;iral;i+)for(int j=0;jcol;j+) mymapij=numi*col+j; if(mymapij=5) mx=i;my=j; mymapij=2; int getmap()/返回地图的方法 return mymap; (3)Gui.Javaimport javax.swing.*;import java.awt.*;import java.awt.event.*;import java.util.Stack;import javax.swing.border.BevelBorder;import java.util.Date; import java.text.SimpleDateFormat; class Gui extends JFrame implements ActionListenerString instruction = 玩法介绍:n/使用说明+1.按键盘上的上下左右键来控制人，按空格可以后退一步，n+ 按小键盘的0可以重新开始玩次关n+2.游戏记录玩家的用时和所走步数，闯关成功后将显示给玩家n+3.点击 选项 菜单下的选关，可以选择任意一关;String about = 游戏名称：推箱子n+111 n+111 n+111 n +版权所有;Timer timer;/计时器 MapPanel mapPanel; /地图容器 private int mymap,level = 1; Readmap myread;Stack myStack; private JPanel statusPanel; private JLabel label0,label1,label2,label3,label4,label5; private JMenuItem newItem,backItem,loadItem,exitItem,instructionItem,aboutItem; private JMenu fileMenu,helpMenu; int steps = 0; static int MAX = 10,ral = 14,col = 15; Date starttime;int delay=1000; SimpleDateFormat sdf=new SimpleDateFormat(HH:mm:ss); /以与语言环境有关的方式来格式化和解析日期的具体类 final Action taskPerformer = new AbstractAction() /Action 接口提供 ActionListener 接口的一个有用扩展，以便若干控件访问相同的功能public void actionPerformed(ActionEvent evt) /显示时间Date d=new Date(new Date().getTime()-starttime.getTime()-28800000); /8小时的时差label2.setText(sdf.format(d); ; public Gui() super(推箱子); setResizable(false); setBounds(290,150,460,507); setLayout(null); setVisible(true);/放到下面，键盘监听就没用！？/状态栏 statusPanel = new JPanel(); statusPanel.setBorder(new BevelBorder(BevelBorder.LOWERED); statusPanel.setBounds(0,427,500, 30); add(statusPanel); /关，用时和步数 label0 = new JLabel(现在是第 +level+ 关 ); statusPanel.add(label0); label1 = new JLabel(用时：); statusPanel.add(label1); label2 = new JLabel(00:00:00); statusPanel.add(label2); label3 = new JLabel( ); statusPanel.add(label3); label4 = new JLabel(步数：); statusPanel.add(label4); label5 = new JLabel(0); statusPanel.add(label5); /添加文件菜单 fileMenu = new JMenu(选项(C); fileMenu.setMnemonic(C); /重新开始(子菜单 newItem = new JMenuItem(重新开始(R); newItem.setMnemonic(R); newItem.addActionListener(this); fileMenu.add(newItem); /返回子菜单 backItem = new JMenuItem(返回(B); backItem.setMnemonic(B); backItem.addActionListener(this); fileMenu.add(backItem); /选关子菜单 loadItem = new JMenuItem(选关(W); loadItem.setMnemonic(W); loadItem.addActionListener(this); fileMenu.add(loadItem); / 退出子菜单 exitItem = new JMenuItem(退出(X); exitItem.setMnemonic(X); exitItem.addActionListener(this); fileMenu.add(exitItem); /添加帮助菜单 helpMenu = new JMenu(帮助(H); helpMenu.setMnemonic(H); /使用说明子菜单 instructionItem = new JMenuItem(使用说明(I); instructionItem.setMnemonic(I); instructionItem.addActionListener(this); helpMenu.add(instructionItem); /关于子菜单 aboutItem = new JMenuItem(关于(A); aboutItem.setMnemonic(A); aboutItem.addActionListener(this); helpMenu.add(aboutItem); /菜单栏 JMenuBar bar = new JMenuBar(); setJMenuBar(bar); bar.add(fileMenu); bar.add(helpMenu); /操作界面 mapPanel = new MapPanel(); add(mapPanel); mapPanel.setmap(1); mapPanel.requestFocus();validate();/后面Frame要改变时，用到 public void actionPerformed(ActionEvent e) /动作演示 if(e.getSource() = newItem) mapPanel.setmap2(level); if(timer!=null&timer.isRunning() timer.stop();starttime = new Date();timer = new Timer(delay,taskPerformer);timer.start(); mapPanel.requestFocus(); else if(e.getSource() = backItem) mapPanel.backaction(); mapPanel.requestFocus(); else if(e.getSource() = loadItem) while(true) String strlevel = JOptionPane.showInputDialog( 您要玩第几关：（1-+MAX+） );level = Integer.parseInt(strlevel);if(levelMAX)JOptionPane.showMessageDialog(this, 没有这一关！n请选择1-+MAX+关！);elsebreak;mapPanel.setmap2(level); mapPanel.requestFocus(); else if(e.getSource() = exitItem) System.exit(0); else if(e.getSource() = instructionItem) JOptionPane.showMessageDialog(this,instruction); mapPanel.requestFocus(); else if(e.getSource() = aboutItem) JOptionPane.showMessageDialog(this,about); mapPanel.requestFocus(); public class MapPanel extends JPanel implements KeyListenerprivate GridLayout map;private ImageIcon myImage; private JLabel maplabels; PointOfMap man,manf,manff; MapPanel() man = new PointOfMap();manf = new PointOfMap();manff = new PointOfMap(); map = new GridLayout(ral,col); setBounds(2,4,450,420); setBackground(Color.GRAY); setLayout(map); addKeyListener( this ); /图片初始化 myImage=new ImageIcon10;for(int i=0; i10; i+) myImagei = new ImageIcon(pic+i+.gif);myStack = new Stack();void setmap(int level)mymap = new int1415;myread = new Readmap(level);maplabels = new JLabel1415;for(int i=0;i14;i+)for(int j=0;j15;j+)mymapij = myread.getmap()ij;maplabelsij = new JLabel();maplabelsij.setSize(30,30);maplabelsij.setIcon(myImagemymapij);mapPanel.add(maplabelsij);man.x = myread.mx;man.y = myread.my;maplabelsman.xman.y.setIcon(myImage5);starttime = new Date();timer = new Timer(delay,taskPerformer);timer.start(); void setmap2(int level)steps = 0;label5.setText(0);label2.setText(00:00:00);label0.setText(现在是第 +level+ 关 );myread = new Readmap(level);for(int i=0;i14;i+)for(int j=0;j15;j+)mymapij = myread.getmap()ij;maplabelsij.setIcon(myImagemymapij);man.x = myread.mx;man.y = myread.my;maplabelsman.xman.y.setIcon(myImage5);starttime = new Date();if(timer!=null&timer.isRunning()timer.stop();timer = new Timer(delay,taskPerformer);timer.start();while(!myStack.empty()myStack.pop();public void keyReleased(KeyEvent e) public void keyTyped(KeyEvent e) public void keyPressed(KeyEvent e) switch(e.getKeyCode()case KeyEvent.VK_UP:manf.x = man.x-1;manf.y = man.y;manff.x = man.x-2;manff.y = man.y;move();break;case KeyEvent.VK_DOWN:manf.x = man.x+1;manf.y = man.y;manff.x = man.x+2;manff.y = man.y;move();break;case KeyEvent.VK_LEFT:manf.x = man.x;manf.y = man.y-1;manff.x = man.x;manff.y = man.y-2;move();break;case KeyEvent.VK_RIGHT:manf.x = man.x;manf.y = man.y+1;manff.x = man.x;manff.y = man.y+2;move();break;case 32:/空格backaction();break;case 96:/小键盘0setmap2(level);break;default:;void move()/移动箱子switch(mymapmanf.xmanf.y)case 2:case 4:Node node = new Node(mymap,man);myStack.add(node);man.x = manf.x;man.y = manf.y;label5.setText(+steps+);flush();break;case 3:case 9:if(mymapmanff.xmanff.y = 2)node = new Node(mymap,man);myStack.add(node);man.x = manf.x;man.y = manf.y;if(mymapmanf.xmanf.y = 9)mymapmanf.xmanf.y = 4;elsemymapmanf.xmanf.y = 2;mymapmanff.xmanff.y = 3;label5.setText(+steps+);flush();if