基于Android五子棋游戏设计与实现

安徽大学安徽大学 本科毕业论文 设计 创作 本科毕业论文 设计 创作 题题 目 目 基于基于 Android 的五子棋游戏设计与实现的五子棋游戏设计与实现 学生姓名 学生姓名 刘锋刘锋 学号 学号 E 院 系 院 系 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院 专业 专业 计算机科学与技计算机科学与技 术术 入学时间 入学时间 2010 年年 9 月月 导师姓名 导师姓名 邹海邹海 职称职称 学位 学位 副教授副教授 博士博士 导师所在单位 导师所在单位 安徽大学计算机科学与技术学院安徽大学计算机科学与技术学院 完成时间 完成时间 2014 年年 5 月月 基于基于 AndroidAndroid 的五子棋游戏设计的五子棋游戏设计 摘摘 要要 手机游戏被业内人士称为继短信之后的又一座 金矿 从 2003 年到 2010 年的市场销售额年均 复合增长率为 62 4 可以看出 手机游戏将经历一个黄金发展时期 3G 的普及 手机显示性能的提 高 手机屏幕的扩大和较高的分辨率 解决了传统手机行业的很多弊端 手机休闲娱乐应用将成为 PC 休闲娱乐之后又一重要业务增长点 同时 Android 采用了键盘形式的按键 可以完成更复杂的操作 Android 虽然基于 Java 但是其虚拟机是基于寄存器的 这与普通的 Java 基于堆栈不同 速度得到 很大的提升 这为 Android 平台上开发游戏提供了坚强的后盾 本论文主要阐述以面向对象的程序开发语言 eclipse 为开发工具 基于智能手机 Android 之上设 计一个五子棋游戏 五子棋起源于中国古代的传统黑白棋种之一 它不仅能增强思维能力 提高智力 而 且富含哲理 有助于修身养性 本系统是本系统中设定了人机对战和人人对战两种模式 人机对战实现 的是一些简单的算法 人人对战只是进行了输赢方的判定 它与 javame 的五子棋设计有许多的不一样 Android 本来就是全触摸的形式 而且操作非常简单 关键词 五子棋关键词 五子棋 AndroidAndroid 人工智能 人工智能 The Five in a Row Game Based on Android Abstract Mobile games since the industry was called after a text message goldmine again From 2003 to 2010 annual sales surged 62 4 percent from compound rate for Can see mobile games will experience a golden period of development 3G phone displays the popularization and performance improvement the expansion of the phone s screen and a higher resolution solve the traditional mobile phone industry s many drawbacks mobile entertainment applications will be after PC entertainment another important business growth Meanwhile Android also USES a keyboard forms of buttons that can do more complex operation Android though but its based on a Java virtual machine which is based on the register with the ordinary Java stack based different speed it got a lot of ascension for the Android platform games provide a strong backing This paper mainly expounds the object oriented program development in eclipse for language development tool smartphone Android based on above design a five in a row game Gobang originated in China ancient traditional black white kind it not only can enhance one of thinking capacity improve intelligence and high in philosophy helps to cultivate one s morality raises a gender This system is the system that set the man machine against and everyone against two patterns The realization man machine against some simple algorithm everyone was against just win the judgement of the party It has with the javame gobang chess design many are dissimilar Android is the entire touching form originally moreover operates is simple Keywords five in a row android artificial intelligence 目目 录录 1 1 引言引言 1 1 2 2 概述概述 2 2 2 12 1 背景背景 2 2 2 22 2 课题来源课题来源 2 2 2 32 3 课题研究现状及应用前景课题研究现状及应用前景 3 3 3 3 AndroidAndroid 开发环境开发环境 3 3 3 13 1 AndroidAndroid 开发环境变量配置开发环境变量配置 3 3 3 1 13 1 1 JDKJDK 的配置的配置 3 3 3 1 23 1 2 AndroidAndroid 开发插件的安装开发插件的安装 4 4 3 1 33 1 3 AVDAVD 的创建的创建 5 5 4 4 游戏相关技术游戏相关技术 5 5 4 14 1 游戏布局游戏布局 5 5 4 1 14 1 1 画盘线画盘线 5 5 4 1 24 1 2 双缓冲技术画棋子双缓冲技术画棋子 6 6 4 1 34 1 3 在触摸处画棋子在触摸处画棋子 7 7 4 1 44 1 4 newPointnewPoint 方法将座标调整到对应的棋位上方法将座标调整到对应的棋位上 7 7 4 24 2 人人对战人人对战 8 8 4 2 14 2 1 设置谁走的标记设置谁走的标记 8 8 4 2 24 2 2 在触摸处下棋子在触摸处下棋子 9 9 4 2 34 2 3 判断轮到谁下棋子判断轮到谁下棋子 9 9 4 2 44 2 4 玩家一下棋的方法玩家一下棋的方法 9 9 4 2 54 2 5 玩家二下棋的方法玩家二下棋的方法 10 10 4 2 64 2 6 实现判断输赢的方法实现判断输赢的方法 11 11 4 2 74 2 7 提示游戏结束提示游戏结束 13 13 4 34 3 人机对战人机对战 14 14 5 5 游戏的实现游戏的实现 15 15 5 15 1 游戏主界面游戏主界面 15 15 5 25 2 游戏帮助界面游戏帮助界面 16 16 5 35 3 五子棋介绍界面五子棋介绍界面 16 16 5 45 4 游戏界面游戏界面 17 17 5 55 5 退出界面退出界面 17 17 I 6 6 结论结论 18 18 主要参考文献主要参考文献 19 19 致谢致谢 20 20 0 1 1 引言引言 随着社会的发展 目前全球的手机用户数量已经超过了 PC 机的数量 而且手机的数 量正在快速增长 其中智能手机所占的比例越来越大 特别是随着 3G 技术发展时代的到 来 移动互联网将是一个巨大的市场 许多国际大公司以及国内的大公司都在抢占智能 手机领域的市场份额 这期间 出现的智能手机可谓五花八门 种类繁多 但是真正好 用 受用户喜爱的智能手机并不多 当互联网巨头 Google 宣布依靠 android 系统进军手机操作系统领域之后 三年来 Android 一路高歌 快速的获得众多用户和厂商的认同 随着 Android 手机终端的逐渐热 销 Android 也引起众多手机应用程序开发商的关注 Android 的出现带给了智能手机领 域更多的机遇和挑战 由于 Android 基于 Linux 内核且具有开源 免费的特性 它迅速 得到广大爱好者以及许多厂商的支持 基于 Android 所开发的手机游戏拥有巨大潜力已 成为行业共识 3 3G 的普及 手机显示性能的提高 手机屏幕的扩大和较高的分辨率 解决了传统手 机行业的很多弊端 同时 Android 也采用了键盘形式的按键 可以完成更复杂的操作 Android 虽然基于 Java 但是其虚拟机是基于寄存器的 这与普通的 Java 基于堆栈不同 速度得到很大的提升 这为 Android 平台上开发游戏提供了坚强的后盾 1 随着移动开发技术的不断升级和终端设备成本的下降 近年来 手机在普通消费人 群中得到了极大的普及 凭借其便于携带 沟通迅捷 功能多样 私密性强等独有优势 手机已经成为普通民众不可替代的随身工具 其益智 趣味和休闲的特点迎合了消费者 的娱乐需要 手机游戏的开发推广已经成为手机生产商和运营商重要的业务增长点 游 戏软件产业价值不断提升 手机游戏是手机的一种高附加值操作软件 游戏编程是手机 软件编程的重要组成 同时也持续推动手机软件技术升级进步 中华民族是一个有着几千年悠久历史和璀璨文化的国家 而棋类娱乐却早已突破了 纯游戏的范畴而成为中国传统文化的一个分支 五子棋起源于中国古代的传统黑白棋种 之一 现代五子棋日文称之为 连珠 英译为 Renju 英文称之为 Gobang 或 FIR Five in a Row 的缩写 中文亦有 连五子 五子连 串珠 五目 五目碰 五格 等多种称谓 五子棋的棋文化源渊流长 具有东方的神秘和西方的直观 是中 西文化的交流点 是古今哲理的结晶 现在人们压力日益增大 需要劳逸结合才能获得更高的工作效率 工作之余的娱乐 对每一个人来说都是必不可少的 五子棋这种娱乐方式简单易学又具有深奥的技巧 非 常富有趣味性和消遣性 在经过不断发展后 五子棋已经成为棋盘娱乐的一个重要的组 成部分 它能够增强思维能力 开发智力 是人们休闲娱乐的不错选择 近来随着计算机和手机的快速发展 各种各样的游戏层出不穷 使得人们能有更多 的娱乐项目 而棋类游戏能起到锻炼人的思维和修身养性的作用 而且棋类游戏水平颇 高 大有与人脑分庭抗礼之势 现在的五子棋游戏软件基本上可以分为两类 一类是网 1 络五子棋游戏软件 另一类是单机版五子棋游戏软件 很少有手机版的五子棋游戏软件 为了满足手机人群的需求 本文设计了这款手机版的五子棋游戏软件 可以供人们闲暇 时间随时随地地进行娱乐 提高自己的五子棋水平 实用性强 5 2 2 概述概述 2 1 背景 在我们的生活中有许多的游戏 但是游戏不同 它也会给玩家带来不同的感受和生 活理念 游戏是我们日常生活的一个必不可少的娱乐项目 也带动了游戏相关产业市场 的发展 游戏平台是经过从游戏机到电视游戏 然后从到 pc 游戏 到手机游戏 中间经 历了很多的技术的更新和变革 但随着新技术的发展和我们生活水平质量的提高 手机 开始逐渐变为普及 因为手机是非常小巧便捷的 而且方便的特性成为我们日常生活中 必备通讯工具 而基于手机平台的游戏也就拥有的市场空间是巨大的 也因随着 3g 的开 通和应用 手机游戏必然会迎来新的一轮游戏热潮 2 2 课题来源 现在的移动电话是小型的计算机 它的处理能力与台式机的标准处理能力相比很有 限 但是足够运行一个小型的游戏 现在的手机的一个特性就是它们还是网络计算机 能够高速发送和接收数字数据 除了语音数据以外 它们还可以发送和接收其它类型的 数据 所以这样的网络游戏也可以在手机上实现 短信类游戏就好像 虚拟宠物 那样 短信游戏是通过玩家和游戏服务商通过短信中的文字的内容来交流 达到进行游戏的目 的的一种文字游戏 由于短信游戏的整个游戏过程都是通过文字来表达 造成短信游戏 的娱乐性较差 但是短信游戏却是兼容性最好的手机游戏之一 只要您的手机可以发短 信 您就可以畅快的享受短信游戏给您带来的快乐了 图形类游戏更接近我们常说的 电视游戏 玩家通过动画的形式来发展情节进行游戏 由于游戏采用了更为直观且更 为精美的画面直接表现 因此图形类游戏的游戏性和代入感往往较文字类游戏高 因此 广受玩家们的欢迎 嵌入式游戏是一种将游戏程序预先固化在手机的芯片中的游戏 由 于这种游戏的所有数据都是预先固化在手机芯片中的 因此这种游戏是无法进行任何修 改的 也就是说 您不能更换其它游戏的 只能玩您手机中已经存在的娱乐游戏 而且 您也不能将它们删除 手机在网络游戏行业在多年的技术经验与运营经验的积累与总结 之后 到了 2009 年迫不及待的需要创新出新的游戏模式和崭新的运营模式来推动手机游 戏市场的爆发和发展 其中比较吸引人们的是手机的休闲类的游戏 应该可以说它是与 PC 网络游戏完全的脱离开了 而且充分发挥了自身的优势手机终端 休闲类的游戏恰巧 与之相反 只需要很少的网络流量的网络环境 通过少量多次的游戏形式带给玩家流畅 的游戏体验满足玩家瞬间提升的快感 但是同时却很难具有长期的 沉迷 性 本题目是基于 Android 平台开发的一个小型的程序 其实都差不多 在有 JAVA 的智 能手机上都可以运行 其实手机是我们生活中不可缺少的工具 这些小游戏可以带给我 们快乐和放松我们的心情 无论什么样手机 我想买起来的时候上面就有一些它自带的 2 各种小游戏 其中有一个独特的小游戏也是非常重要的 2 3 课题研究现状及前景 在我们的生活中有许多的游戏 但是不同的游戏 它也会给玩家带来不同的感受和 生活理念 游戏可以说我们日常生活的一个必不可少的娱乐项目 也带动了游戏相关产 业市场的发展即游戏周边 游戏平台是经过从游戏机到电视游戏 然后从到 pc 游戏 到 手机游戏 中间经历了很多的技术的更新和变革 但随着新技术的发展和我们生活水平 质量的提高 手机开始逐渐变为普及 因为手机是非常小巧便捷的 而且方便的特性成 为我们日常生活中必备通讯工具 而基于手机平台的游戏也就拥有的市场空间是巨大的 随着 3G 的开通和应用 手机游戏必然会迎来新的一轮游戏热潮 现在的手机的已经不是以往那种传统意义上的手机了 称之为智能机再合适不过了 它不仅具备打电话发短信等传统功能而且对于计算机可以完成的大部分工作也可以完全 胜任 智能手机能够高速发送和接收数字数据 除了语音数据以外 它们还可以发送和 接收其它类型的数据 如是图像等 所以网络游戏也是完全可以在手机上实现的 其中 比较吸引人们的是手机上休闲类的游戏 应该可以说它是与 PC 网络游戏完全的脱离开了 而且充分发挥了自身的优势 休闲类的游戏只需要很少的网络流量的网络环境 通过少 量多次的游戏形式带给玩家流畅的游戏体验满足玩家瞬间提升的快感 但是同时却很难 具有长期的 沉迷 性 可以说是有百利而无一害 本次设计是基于 Android 平台开发的 一个小型的五子棋游戏程序 五子棋游戏的简单易学 老少皆宜这些特性与智能手机的 移动方便 大范围普及等特点结合起来 必定会大放光芒 广受欢迎的 也真是由于上文所述的各种优势 导致手机五子棋游戏被越来越多的人研究学习 可以说程序虽小但五味俱全 作为入门学习是再合适不过的了 网络上流传的五子棋游 戏界面精美 风格各异 实在是已经达到巅峰之作 作者在此并不想去做那锦上添花之 举 所以对于本次设计论文有一个明确的定位 在完成五子棋游戏的基本对战功能的设 计同时不再做各种附加功能的加强而是对其中所涉及的算法进行更加深入的学习 3 3 AndroidAndroid 开发环境开发环境 本章将主要介绍如何构建 Android 开发环境 包括获取 Android SDK Eclipse 以及 进行 Android Eclipse 插件设置等 3 1 Android 开发环境变量配置 3 1 1 JDK 的配置 JDK 的配置并没有什么值得特别叙述的东西 在此主要阐述下 JDK 环境变量的配置 问题 首先右键点击我的电脑 属性 高级系统设置 点击下面的环境变量 在下 面的 系统变量 处选择新建 在变量名处输入 JAVA HOME 在变量值输入 JDK 路径 确定后再新建一个变量名为 Classpath 变量值为 JAVA HOME lib rt jar JAV A HO ME lib tools jar 的变量 确定后找到 PATH 的变量 双击或点击编辑 在变量值最前面 加上 JAVA HOME bin 最后点击确定按钮即可 如图 3 1 所示 4 3 图 3 1 JDK 环境变量设置 3 1 2 Android 开发插件的安装 打开 Eclipse 在菜单栏上选择 help Install New SoftWare 在弹出的界面上选择 add 将弹出如下界面 如图 3 2 所示 图 3 2 ADT 的安装 在图 3 2 中 Name 处键入 Android 名字可自定义 在 Location 出键入 https dl ok 在后续的弹出界面中选择 next 后进行安装 安装 android 开发插件后 重启 eclipse 点击菜单 window preferences 将进入一 个更新界面 选择你的 android SDK 解压后的目录 选错了就会报错 这个是升级工具 可以进行手动选择 升级 SDK 版本 选择菜单 window Android sdk and avd manager 如 图 3 3 所示 4 图 3 3 SDK 的配置 3 1 3 AVD 的创建 新建 AVD android virtual device 和配置 SDK 差不多 进入 android sdk and avd manager 选中 Virtual Devices 点击 New 按钮 如图 3 4 所示 图 3 4 AVD 的创建 4 4 游戏相关技术游戏相关技术 本章节主要介绍一下此论文中用到了的 Android 的布局文件 可视化控件以及它们的 具体实现 4 1 游戏布局 4 4 1 画盘线 以手工画图方式讲明白棋盘的座标计算方法 1 取得屏幕宽高 2 计算出第一根 5 线与左边和上边的距离 3 推算其他线条计算方法 使用程序实现以上计算方法 创建 出 15 根横线与竖线 存进集合中 for int i 0 i maxX i 竖线 lines add new Line xOffset i POINT SIZE yOffset xOffset i POINT SIZE yOffset maxY POINT SIZE for int i 0 i maxY i 横线 lines add new Line xOffset yOffset i POINT SIZE maxX 1 POINT SIZE yOffset i POINT SIZE 在 ondraw 方法画出所有棋盘线 for Line line lines canvas drawLine line xStart line yStart line xStop line yStop paint 4 1 2 双缓冲技术画棋子 复制棋子对应的图片 四张 到工程中 使用这四张图片生成四个 Bitmap 1 从 context 中取得图片的代码 Resources resources this getContext getResources Drawable drawable resources getDrawable R drawable green point 2 将图片画到 Bitmap 内存缓冲区 的过程 为指定颜色对应的图片创建 bitmap 对象并放入到数组中 public void fillPointArrays int color Drawable drawable 创建 Bitmap 内存缓冲区 申请内存空间 Bitmap bitmap Bitmap createBitmap POINT SIZE POINT SIZE Bitmap Config ARGB 8888 创建画布 并设置将内容画到上面创建的 Bitmap 上 Canvas canvas new Canvas bitmap 设置资源画的范围大小 drawable setBounds 0 0 POINT SIZE POINT SIZE 将图像资源画到缓冲区中 drawable draw canvas 把缓存区引用存进数组中 注意将下标定义以颜色命名的常量 bitmaps color bitmap 6 在 onDraw 方法将其在随意位置画出 canvas drawBitmap bitmaps color index 0 0 paint 4 1 3 在触摸处画棋子 通过 onTouchEvent 方法获得触摸位置座标 以此座标创建一个棋子 触发 onDraw 方 法 把刚才的棋子画出来 public boolean onTouchEvent MotionEvent event Point point newPoint event getX event getY 刷新一下棋盘 触发 onDraw 函数 refressCanvas 4 1 4 newPoint 方法将此座标调整到对应的棋位上 以手工画图的方式确定棋子四周的 范围的计算方 private Point newPoint Float x Float y 是否在棋盘线以外 boolean isOutsideChessboard true Point p new Point 0 0 for int i 0 i maxX i if i 1 POINT SIZE xOffset POINT SIZE 2 x 找到横座标 证明不在棋盘线以外 isOutsideChessboard false break 如果横坐标在棋盘线外 返回空 不下棋子 if isOutsideChessboard return null 重置标志 isOutsideChessboard true for int i 0 i maxY i if i 1 POINT SIZE yOffset POINT SIZE 2 y 7 找到纵座标 也不在棋盘线外 isOutsideChessboard false break 纵标在棋盘线外 if isOutsideChessboard return null 横座标和纵座标都不在棋盘线外 return p 4 2 人人对战 4 2 1 设置标记 whoRun 表示应该轮到谁下棋 1 为玩家 1 下 2 为玩家 2 下 1 表示玩家正在下 默认第一个玩家先行 private int whoRun 1 private void setPlayer1Run whoRun 1 是否轮到人类玩家下子 private boolean isPlayer1Run return whoRun 1 是否轮到人类玩家下子 private boolean isPlayer2Run return whoRun 2 private void setPlayer2Run whoRun 2 正在下的过程中 主是因为电脑有较长的计算时间 这期间一定不可以再响应 触摸事件 private void setOnProcessing 8 whoRun 1 是否正在下某一步棋过程中 主是电脑下棋时需要较长的计算时间 这期间一 定不可以再响应触摸事件 private boolean isProcessing return whoRun 1 4 2 2 改写 onTouchEvent 方法 监听触摸事件 在触摸处下棋子 处理触摸事件 public boolean onTouchEvent MotionEvent event 只处理开局后的触摸弹起事件 if event getAction MotionEvent ACTION UP return true 是否正在处理一步棋的过程中 if isProcessing return true 下一步棋 playerRun event return true 4 2 3 playerRun 方法判断轮到谁下棋子 private synchronized void playerRun MotionEvent event if isPlayer1Run 第一玩家下棋 player1Run event else if isPlayer2Run 第二玩家下棋 player2Run event 4 2 4 玩家一下棋的方法 private void player1Run MotionEvent event 取得正确座标的棋子 Point point newPoint event getX event getY 9 if point null 在棋盘外 return if allFreePoints contains point 此棋是否可下 设置正在下棋子 setOnProcessing player1 run player2 getMyPoints point 刷新一下棋盘 refressCanvas 判断第一个玩家是否已经赢了 if player1 hasWin 我还没有赢 if player2 computer 如果第二玩家是电脑 10 豪秒后才给玩家 2 下棋 refreshHputerRunAfter 10 else setPlayer2Run else 否则 提示游戏结束 setMode PLAYER TWO LOST 4 2 5 玩家二下棋的方法 private void player2Run MotionEvent event Point point newPoint event getX event getY if point null return if allFreePoints contains point 此棋是否可下 setOnProcessing player2 run player1 getMyPoints point 刷新一下棋盘 refressCanvas 判断我是否赢了 10 if player2 hasWin 我还没有赢 setPlayer1Run else 否则 提示游戏结束 setMode PLAYER ONE LOST 4 2 6 实现判断输赢的方法 private final Point temp new Point 0 0 我是否是否赢了 public final boolean hasWin if myPoints size 0 temp setX x setY y while myPoints contains temp setX temp getX 1 11 纵向 count 1 temp setX x setY y while myPoints contains temp setY temp getY 1 if count 5 return true temp setX x setY y while myPoints contains temp setY temp getY 1 正斜向 count 1 temp setX x setY y while myPoints contains temp setX temp getX 1 setY temp getY 1 temp setX x setY y While myPoints contains temp setX temp getX 1 setY temp getY 1 反斜 count 1 temp setX x setY y while myPoints contains temp setX temp getX 1 setY temp getY 1 if count 5 return true temp setX x setY y while myPoints contains temp setX temp getX 1 setY temp getY 1 return false 4 2 7 提示游戏结束 设置运行状态 public void setMode int newMode currentMode newMode if currentMode PLAYER TWO LOST 提示玩家 2 输了 textView setText R string player two lost currentMode READY 13 else if currentMode RUNNING textView setText null else if currentMode READY textView setText R string mode ready else if currentMode PLAYER ONE LOST 提示玩家 1 输了 textView setText R string player one lost currentMode READY 4 3 人机对战 轮到电脑下棋时 电脑先取出一个空白棋位 一个 Point 对象 以此棋位为起点计 算四个方向能形成多少步连续的棋子 即假设性下棋 此为第一次计算 对应的结 果类 FirstAnalysisResult 棋位 Point point 连续数 int count 状态 int aliveState 方向 int direction 因为第一次计算的结果对一个棋位都会形成四个结果 每个方向一个结果 这一步 将这些结果汇总到一个类对象中 第二次计算 对应的结果类对象 SecondAnalysisResult implements Comparable 棋位 Point point 活 4 int alive4 0 活 3 数量 int alive3 0 半活 4 一头封的 int halfAlive4 0 14 半活 3 一头封的 int halfAlive3 0 活 2 数量 int alive2 0 对第二次计算结果进行排序 将结果分成三个等级 每个等级由一个集合装载 由 子类在排序结果挑选想要下的棋子 为了性能 在第一次计算前 必须确定一个较小的 计算范围 不能全部都算 另外 在每次找到必杀棋时 直接返回 不再往下计算 5 5 游戏的实现游戏的实现 5 1 游戏主界面 游戏的主界面如图 5 1 所示 图 5 1 游戏主界面 15 5 2 游戏帮助界面 游戏的帮助界面如图 5 2 所示 图 5 2 游戏的帮助界面 5 3 五子棋介绍界面 五子棋的介绍界面如图 5 3 所示 图 5 3 五子棋的介绍界面 16 5 4 游戏界面 进入游戏后的界面如图 5 4 所示 图 5 4 游戏界面 5 5 退出界面 游戏退出时的界面如图 5 5 所示 图 5 5 游戏退出界面 17 6 6 结论结论 在本游戏的编写过程中 我遇到了许多的问题 首先要自己先自学一下 Android 的 游戏编程 虽然和 JAVAME 的思想差不多 但是 Android 上有许多的控件和类在 JAVAME 上是没有的 在这方面我遇到了很