面向对象程序设计实训(吃金豆游戏设计与实现).doc

面向对象程序设计实训（吃金豆游戏设计与实现）常熟理工学院计算机学院在Visual Studio 2005环境下用C#编写GUI代码达到如下功能：(1) 游戏基本功能: 游戏屏幕是一个 NxN 的网格，其中某些格子是固定的墙壁，其他网格是可以通行的，开始的时候放满了金豆。游戏开始后，玩家通过键盘的方向键控制游戏主角PACMAN移动，经过的地方，金豆被吃掉，同时加分。游戏屏幕上还有一个怪物，它会随机地移动。PACMAN如果碰到怪物，游戏失败。如果吃掉了全部金豆，则游戏成功。(2) 游戏场景（即墙壁和金豆的位置，PACMAN与怪物的初始位置等信息）是从文件 scene.txt 中读到的。格式如下：pr,pc,mr,mc /(pr,pc)为Pacman初始行列，(mr,mc)为Monster初始行列11111111 /第一行，N列，其中1表示墙；0表示金豆10010. /第2-N行. (3) 附加功能，完成以上内容的同学选做: 游戏主菜单 开始游戏、查看成绩排行榜、退出游戏等项目。 每次游戏成功结束，要求输入用户名，并记录成绩到文件score.txt。如果已有同名用户，且本次得分更高，则替代之。在显示排行榜时，按得分高低排序。 使用不同的关卡，即使用多个场景文件 scene(0-n).txt，在开始游戏时选择。 加入声音效果,吃到金豆时，Win/Lost时显示不同的声音。3、基础部分训练内容(1) C#面向对象程序设计，Visual Stuio 2005开发环境；(2) C# GUI编程；(3)游戏及动画实现；(4)游戏相关功能(键盘处理，图形移动，随机数，数学函数等)。4、指导教师：宋东兴、殷旭东1代理和事件一、 代理（delegate）1、 代理概念 是一种将方法作为对象封装起来的引用数据类型，一个代理变量可以指向一个方法。（1）定义一个名为OpHandler的代理类型。 delegate double OpHandler(double x,double y);（2）创建一个代理变量h1; class Calc public static double Add(double x,double y)return x+y; public double Sub(double x,double y)return x-y; OpHandler h1 = Calc.Add; /h1指向Add方法（3）通过代理变量h1调用它指向的方法 double result; result = h1(3,4); /调用Add方法 h1 = new Calc().Sub; result = h1(3,4); /调用Sub方法2、 代理作为方法的参数class MathOp private double left; private double right; public MathOp(double left,double right)代理作为参数 this.left = left; this.right = right; public double GetResult(OpHandler op) return op(left,right); class App public static void Main() MathOp m1 = new MathOp(3,4); double result = m1.GetResult(Calc.Add); Console.WtriteLine(“result = 0”,result); 3、 代理变量作为类的一个数据成员class MathOp public OpHandler op; /op是代理变量 private double first; private double second; public MathOp(double first,double second) this.first = first; this.second = second; op = null; public double Invoke() if(op=null) /如果有方法注册委托变量op throw new Exception(); return op(first,second); /通过委托来调用方法 class App public static void Main() MathOp m1 = new MathOp(3,4); m1.op = Calc.Add; double result = m1.Invoke(); Console.WtriteLine(“result = 0”,result); 4、 多播代理在 C# 中，代理是“多播”的，这表示它可同时指向一个以上的方法。多播代理将维护一个方法列表。当调用该代理时，将会按FIFO顺序调用列表中的所有方法。public delegate void GreetingDelegate(string name)； class GreetingManager public GreetingDelegate say;public void GreetPeople(string name) if(say!=null) say(name);class Apppublic static void EnglishGreeting(string name) Console.WriteLine(Morning, + name); /英文问候public static void ChineseGreeting(string name) Console.WriteLine(早上好, + name); /中文问候 public static void Main() GreetingManager gm = new GreetingManager ();gm.say = EnglishGreeting;gm.say += ChineseGreeting; /用+=合并两个代理gm.GreetPeople(“Marry”); /也可以直接gm.say(“Marry”)调用委托 注：同样用-=可以删除一个代理。二、 事件（event）将代理封装起来就成了事件，事件对外是公开的，而它所对应的代理是私有的。事件可以看作是受限的代理。因此事件也可以绑定（注册）一个方法，但不能通过=，只能通过+=进行。事件最常见的用途是用于窗体编程，当发生像点击按钮、移动鼠标等事件时，对应的方法执行，以响应该事件。例1：将上例的GreetingDelegate代理封装成MakeGreet的事件，代码如下：public delegate void GreetingDelegate(string name)；class GreetingManager /* 将代理GreetingDelegate封装成事件MakeGreet*/public event GreetingDelegate MakeGreet; public void GreetPeople(string name) if(MakeGreet!=null) MakeGreet(name); /调用事件class Apppublic static void EnglishGreeting(string name) Console.WriteLine(Morning, + name); /英文问候public static void ChineseGreeting(string name) Console.WriteLine(早上好, + name); /中文问候 public static void Main() GreetingManager gm = new GreetingManager ();gm.MakeGreet = EnglishGreeting; /编译错误，不允许用=注册方法gm.MakeGreet += ChineseGreeting; gm.GreetPeople(“Marry”); /*不可以直接gm. MakeGreet (“Marry”)调用事件,只能在定义MakeGreet的类中调用事件。 */ 例2： 类Button在GUI中代表按钮，在Button类中定义了一个Click事件，它是对代理EventHandler的封装。（1）EventHandler代理的定义如下：delegate void EventHandler(object sender,EventArgs e); （2）Click事件定义如下： event EventHandler Click; Button btnOK = new Button(); /实例化一个名btnOk的按钮 btnOK.Click += ClickProcess; /为它的Click事件注册ClickProcess方法。 则当单击btnOK按钮时，ClickProcess方法被调用以响应该单击事件。 2窗体和按钮一、窗体（Form类）1、Form类是所有高级窗口的基类。2、设置Form属性 如： （Text, Location, Size, Name） （FormBorderStyle, BackColor, StartPosition） （MaximunBox, MinimunBox, ControlBox）等。二、按钮控件（Button类）1、属性：（Text, Name, Enabled, ）2、方法： Show(),Hide(),Focus(),Invalidate()3、事件： ClickGUI应用程序的例子：1）生成并显示一个标题为Hello的空白窗体：class MyForm:Form public MyForm() this.Text = “Hello”;class WinApp public static void Main() Application.Run(new MyForm();2）在窗体中增加一个按钮,按钮标题为OK，修改MyForm类：class MyForm:Form private Button btnOK; public MyForm() btnOK = new Button(); btnOK.Text = “OK”; this.Text = “Hello”;this.Controls.Add(btnOK);运行程序，单击OK按钮，看看有没有什么发生？3）为OK按钮注册Click事件，当单击OK时，按钮的背景色变红。修改MyForm类：class MyForm:Form private Button btnOK; public MyForm() btnOK = new Button(); btnOK.Text = “OK”; btnOK.Click+= ClickProcess; /注册click事件this.Text = “Hello”;this.Controls.Add(btnOK);public void ClickProcess(object sender,EventArgs e) btnOK.BackColor = Color.Red;运行程序，单击OK按钮，看看发生了什么？3GDI编程GDI(Graphics Device Interface)为开发者提供了一组实现与各种设备进行交互的类库，它在开发人员与设备之间起到了一个重要的中介作用。显示器（设备）GDI应用程序GDI包括三个部分： 二维矢量图形绘制 图像处理 文字显示一、 Graphics类该类封装了GDI的绘图表面，Windows窗体中所有的绘图操作都必须通过Graphics类进行。1、 创建或获取Graphics对象法一：Graphics g = 控件.CreateGraphics();法二：通过窗体或控件的Paint事件来获取。 以窗体为例：paint事件在窗体的任何部分需要重绘时发生。 引发paint事件的情况有：（1） 窗体首次运行时（2） 覆盖窗体的其他窗体移开时（3） 窗体本身移动，或大小改变时Private void Form1_Paint(object sender,PaintEventArgs e) Graphics g = e.Graphics; g.DrawLine(); 2、 用Graphics类提供的各种方法： 绘图 显示文本 操作和显示图像DrawLine()DrawEllipse()DrawRectangle()DrawImage()DrawString()FillEllipse()二、 创建画笔和画刷1、 Pen类创建指定颜色和线宽画笔对象 Pen p1 = new Pen(Color.Red); /设置颜色 Pen p2 = new Pen(Color.Black,10); /设置颜色和线宽 Pen p3 = Pens.Blue; /Pens类中预定义的画笔2、 画刷Brush抽象类前景色背景色SolidBrush、HatchBrush等是Brush类的子类 Brush b1 = new SolidBrush(Color.Red); Brush b2 = new HachBrush(HatchStyle.Cross,Color.Blue,Color.Yellow); Brush b3 = Brushes.Red; /Brushes类中预定义的画刷x0（0，0）y0widthheight(x,y)三、 坐标系统（1）画椭圆 g.DrawEllipse(Pen pen,int x,int y,int width,int height);（2）画扇形 g.DrawArc(Pen pen,int x,int y,int width,int height,int startAngle,int degree);（3）显示文字g.DrawString(“Hello”,this.Font,Brushes.Red,20,20)；g.DrawString(“Hello”,new Font(“宋体”,30,FontStyle.Bold),Brushes.Red);例一:在窗体中绘制如下的图形private void Form1_Paint(object sender, PaintEventArgs e) Graphics g = e.Graphics; float diameter=50; g.DrawLine(Pens.Red, 0, 0, this.ClientSize.Width, this.ClientSize.Height); g.DrawLine(Pens.Blue), 0, this.ClientSize.Height, this.ClientSize.Width, 0); g.DrawEllipse( Pens.Black, (this.ClientSize.Width - diameter)/2, (this.ClientSize.Height - diameter)/2, diameter, diameter ); /窗体大小改变时触发Resize事件 private void Form1_Resize(object sender, EventArgs e) this.Invalidate(); /使窗体或控件无效，并人为引发其Paint事件，进行重绘 this.Update(); 例二：在面板中绘制如下的图形：要求：在文本框中输入行和列，单击clear按钮，对应位置的小金豆被清除。法一：直接在面板中绘图private void panel1_Paint(object sender, PaintEventArgs e) Graphics g = e.Graphics; int r, c; r = c = 8; /r行，c列 int h, w; /每个方块的高度和宽度 w = panel1.Width / c; h = panel1.Height / r; for (int i = 0; i r; i+) for (int j = 0; j c; j+) g.DrawRectangle(Pens.Blue, j * w, i * h, w, h); g.FillEllipse( Brushes.Yellow, j * w + (w - 20) / 2, i * h + (h - 20) / 2, 20, 20); private void btnClear_Click(object sender, EventArgs e) int r = int.Parse(txtRow.Text); int c = int.Parse(txtCol.Text); int w = panel1.Width / 8; int h = panel1.Height / 8; Graphics g = panel1.CreateGraphics(); Brush b1 = new SolidBrush(panel1.BackColor); g.FillEllipse(b1, c * w + (w - 20) / 2, r *h +(h - 20) / 2, 20, 20); 法二：将一个方块封装成一个Cell对象。Cell-r:int /行-c:int /列-w:int /宽度-h:int /高度+Cell(int r,int c,int w,int h);+Draw(Graphics g):void+Clear(Graphics g,Color foreColor):voidclass Cell private int r,c,w,h; public Cell(int r, int c, int w, int h) this.r = r; this.c = c; this.w = w; this.h = h; public void Draw(Graphics g) int x, y; x = w * c; y = h * r; g.DrawRectangle(Pens.Blue, x, y, w, h); g.FillEllipse(Brushes.Yellow, x + (w - 20) / 2, y + (h - 20) / 2, 20, 20); public void Clear(Graphics g, Color foreColor) int x, y; x = w * c; y = h * r; g.FillEllipse(new SolidBrush(foreColor), x, y, w, h); 在Form1类中如下定义：private Cell, cellArr; public Form1() InitializeComponent(); cellArr = new Cell8, 8; for (int i = 0; i 8; i+) for (int j = 0; j 8; j+) cellArri, j = new Cell(i, j, panel1.Width / 8, panel1.Height / 8); private void panel1_Paint(object sender, PaintEventArgs e) for (int i = 0; i cellArr.GetLength(0); i+) for (int j = 0; j cellArr.GetLength(1); j+) cellArri, j.Draw(e.Graphics); private void btnClear_Click(object sender, EventArgs e) int r, c; r = int.Parse(txtRow.Text); c = int.Parse(txtCol.Text); cellArrr, c.Clear(panel1.CreateGraphics(), panel1.BackColor); 例三：设计一个pacman,要求：（1） 可以通过按钮控制它的上下左右运动。（2）Cell-r:int /行-c:int /列-w:int /宽度-h:int /高度+Cell(int r,int c,int w,int h);+Draw(Graphics g):void+Clear(Graphics g,Color foreColor):void+abstract DrawImage(Graphics g,int x,int y):voidPacman-dir:Directoin /Direction枚举四种方向+Pacman(int r,int c,int w,int h,Direction dir);+Draw(Graphics g):void+Move():void+override DrawImage(Graphics g,int x,int y):void代码参考：enum DirectionUp,Down,Left,Right;class Pacman:Cell protected Direction dir; public Pacman(int r,int c,int w,int h,Direction dir):base(r,c,w,h) this.dir = dir; public override void DrawImage(Graphics g, int x, int y) g.FillEllipse(Brushes.Black, x + (w - 20) / 2, y + (h - 20) / 2, 20, 20); public void Move() switch (dir) case Direction.Up: r-; break; case Direction.Down: r+; break; case Direction.Left: c-; break; case Direction.Right: c+; break; public Direction Dir get return dir; set dir = value; public partial class Form1 : Form private Pacman myPacman; public Form1() InitializeComponent(); myPacman = new Pacman( 0, 0, panel1.Width / 16, panel1.Height / 8, Direction.Right ); private void panel1_Paint(object sender, PaintEventArgs e) myPacman.Draw(e.Graphics); private void btnUp_Click(object sender, EventArgs e) myPacman.Dir = Direction.Up; myPacman.Move(); panel1.Invalidate(); panel1.Update(); private void btnDown_Click(object sender, EventArgs e) myPacman.Dir = Direction.Down; myPacman.Move(); panel1.Invalidate(); panel1.Update(); private void btnLeft_Click(object sender, EventArgs e) myPacman.Dir = Direction.Left; myPacman.Move(); panel1.Invalidate(); panel1.Update(); private void btnRight_Click(object sender, EventArgs e) myPacman.Dir = Direction.Right; myPacman.Move(); panel1.Invalidate(); panel1.Update(); （2）向上、下、左、右运动时，Pacman的嘴形各不相同。提示：用画扇形，或画饼图的方法实现 Graphics g = e.Graphic; g.DrawArc(); /画扇形 g.FillPie(); /画饼图（3）用键盘捕获其上下左右键控制它的运动。在Form1类中重写父类的抽象方法bool ProcessDialogKey(Keys keyDate);protected override bool ProcessDialogKey(Keys keyDate) switch (keydate) case Keys.Up: myPcman.dir = Direction.Up; break; case Keys.Down: myPcman.dir = Direction.Down; break; case Keys.Left: myPcman.dir = Direction.Left; break; case Keys.Right: myPcman.dir = Direction.Right; break; return base.ProcessDialogKey(keydate);4定时器控件（Timer）Timer可以按照指定时间间隔来触发事件，可利用它来执行周期性的操作或指定时间长度操作（比如动画制作、延时等）。 常用属性：（1） Enabled：指定定时器是否运行（即是否可触发事件）（2） Interval：指定时间间隔（以毫秒为单位） 常用方法：（1） Start();（2） Stop(); 事件Tick /时间间隔到达指定时间且时钟处于运行状态时触发。对应代理类型为EventHandler。程序例：编程设计一个在窗体内随机滚动的小球。1、 设计一个球类：class Ball const int HEIGHT = 20,WIDTH=20; private int xPos; private int yPos; private int dx = 3; private int dy = 3; public Ball()xPos = yPos = 0; public Ball(int x,int y)xPos = x,yPos = y; public void Draw(Graphics g) public void Move(Size room) /小球的Draw方法public void Draw(Graphics g) Brush b = Brushes.Red; g.FillEllipse(b,xPos,yPos,WIDTH,HEIGHT);/小球的Move方法public void Move(Size room) Int maxX = room.Width-WIDTH; Int maxY = room.Height-HEIGHT; xPos+=dx; yPos+=dy; if(xPosmaxX) dx = -dx; if(yPosmaxY) dy = -dy;2、 窗体内中增加球和定时器对象Class Form1:Form Private Ball myBall; Private Timer timer; Public Form1() myBall = new Ball(); timer = new Timer(); timer.Enabled = true; timer.Interval = 100; timer.Tick+=TimerTick; /Form1的Paintg事件处理方法 Private void Form1_Paint(object sender,PaintEventArgs e) myBall.Draw(e.Graphics);/定时器的Tick事件处理方法Private void TimerTick(object sender,EventArgs e) myBall.Move(this.ClientSize); this.Invalidate(); this.Update();Pacman5、吃金豆游戏的设计一、游戏的场景：WallBeanMonster分析：一个场景分成M 行N列的小Cell,每个Cell有行，列，宽度，高度（r,c,w,h）等属性，且有Draw(),Clear()等方法。Pacman,Monster,Bean,Wall又可看作是一个特殊的Cell。Pacman和Monster是可运动的，而Bean和Wall是静止的，它们都能用Draw()方法绘制自己，但绘