汉诺塔设计与实现.doc

汉诺塔一、 需求分析（1） 设计GUI界面的Hannoi塔。Hannoi塔中有三个座，名字分别为A、B和C。初始化状态是A做上有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。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座或者说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。初级级别的A座右3各大小不等的盘子、中级有4个而高级则有5个。（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A座上的盘子全部移动到C坐上。（5） 用户在移动盘子的过程中，可以随时单击Hannoi塔界面上的提供的按钮，重新开始当前的级别。二、 总体设计在设计Hannoi塔时，需编写6个JAVA源文件：HannoiWindow.Java 、TowerPoint.java、Disc.java、HandleMous.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塔所用到得一些重要的类以及类之间的组合关系如图2.1所示： 图2.1 类之间的组合关系分工：在本次课程设计中我和吴林剑作为一个团队设计一个汉诺塔，我主要负责主窗口的设计和相关各个函数之间的调用,吴林剑主要负责容器的设计。以下是6个JAVA源文件的总体设计。2.1 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行数组。五种类型的对象分别是JMenubar , JMenu,JMenuItem和JButton对象。 HannoiWindow类主要成员的作用将在后面的详细设计中阐述，HannoiWindow类创建的窗口以及其中的主要成员对象如图2.2所示： 图2.2HannoiWindow窗口及主要的成员对象2.2 Tower.java Tower类是javax.swing报中的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的类型对象、一个int基本型数据和一个char型数组。2.3 Disc.java Disc类是JButton的一个子类，创建的对象是Tower容器中的一个按钮，用来白傲视Tower中的“盘子”。2.4 TowerPoint.java TowerPint.Java类负责在Tower中创建表示位置的塔的对象。2.5 HandleMouse.java HandleMouse类创建的对象负责处理鼠标事件。2.6 AutoMoveDisc.java AutoMoveDisc类创建的对象负责走动移动盘子从一个座到另一个座。三、 详细设计HannoiWindow类的详细设计1.效果图 HannoiWindow创建的窗口效果如图3.1所示：图3.1HannoiWindow创建的窗口2. UML图 HannoiWindow类是javax.swing包中JFrame的一个子类，表明该类的主要成员变量的方法的UML图如3.2所示：图3.2HannoiWindow类的UML图以下是UML图中有关数据和方法的详细说明。1） 成员变量1、 Tower是Tower创建的对象Tower对象是一个容器，刻画了Hannoi塔的结构，该对象被添加到窗口的中心。2、 anountOfDisc是int型数据，他的默认值是3。amountOfDisc的值用来确定tower对象中“盘子”的数目，即Disc对象的数目。3、 towerName是char型数组，长度为3，其中三个单元的默认值一次是A、B和C。towerName数组的单元的值用来确定tower中三座的名字。4、 bar是JMenuBar创建的菜单条用来添加菜单。Bar被放置的在窗口的顶部。5、 menuGrade是JMenu创建的菜单没起名字为“选择级别”。menuGrade被添加到菜单条bar中。6、 renew和autoButton是JBotton创建的按钮对象，名字一次为“重新开始”和“自动演示”Renew和autoButton都将当前窗口注册为自己的ActionEvent时间监视器。2） 方法1、 HannoiWindow（）是构造方法，负责完成窗口的初始化。2、 Main方法是Hannoi塔程序运行的入口方法。3、 actionPerformed方法是HannoiWindow类实现的ActionListener接口中的方法。HannoiWindow创建的窗口时oneGradeItem、twoGradeItem和threeGradeItemsave三个菜单项以及renew和autoButton两个按钮的ActionEvent时间监视器。当用户选中某个菜单项或单击按钮时，窗口执行actionPerformed方法进行相应的操作。如果用户选中oneGradeItem、twoGradeItem和threeGradeItemsave三个菜单项的某一项时，actionPerformed方法所执行的操作就是改变amountOfDisc的值，并让tower对象根据amountOfDisc设置其初始状态。当用户单击renew按钮是，actionPerformed方法所进行的操作是保持当前amountOfDisc的值，并让tower对象根据amoutOfDisc的值设置起初始状态。当用户单击aotoButton按钮时，actionPerformed方法是让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的移动“盘子”。3） 代码（HannoiWindow.java）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(); 四、 运行结果初始界面：自动演示界面：选择难度级别界面：五、 实验总结通过本次课程设计我能熟练地运用JAVA里面的容器进行设计。对汉诺塔的逻辑设计也有了深刻的理解。六、 附录/HannoiWindow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(); / AutoMoveDiscimport java.awt.*;import java.awt.event.*;import javax.swing.*;public class AutoMoveDisc extends JDialog implements ActionListener int amountOfDisc=3; TowerPoint pointA,pointB,pointC; char towerName; Container con; StringBuffer moveStep; JTextArea showStep; JButton bStart,bStop,bContinue,bClose; Timer time; int i=0,number=0; AutoMoveDisc(Container con) setModal(true); setTitle(自动演示搬盘子过程); this.con=con; moveStep=new StringBuffer(); time=new Timer(1000,this); time.setInitialDelay(10); showStep=new JTextArea(10,12); bStart=new JButton(演示); bStop=new JButton(暂停); bContinue=new JButton(继续); bClose=new JButton(关闭); bStart.addActionListener(this); bStop.addActionListener(this); bContinue.addActionListener(this); bClose.addActionListener(this); JPanel south=new JPanel(); south.setLayout(new FlowLayout(); south.add(bStart); south.add(bStop); south.add(bContinue); south.add(bClose); add(new JScrollPane(showStep),BorderLayout.CENTER); add(south,BorderLayout.SOUTH); setDefaultCloseOperation(JFrame.DO_NOTHING_ON_CLOSE); towerName=new char3; addWindowListener(new WindowAdapter() public void windowClosing(WindowEvent e) time.stop(); setVisible(false); ); 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 setTowerName(char name) if(name0=name1|name0=name2|name1=name2) towerName0=A; towerName1=B; towerName2=C; else towerName=name; public void setAmountOfDisc(int n) amountOfDisc=n; public void actionPerformed(ActionEvent e) if(e.getSource()=time) number+; char cStart,cEnd; if(i=moveStep.length()-1) time.stop(); else if(e.getSource()=bStart) if(moveStep.length()=0) if(time.isRunning()=false) i=0; moveStep=new StringBuffer(); setMoveStep(amountOfDisc,towerName0,towerName1,towerName2); number=0; time.start(); else if(e.getSource()=bStop) if(time.isRunning()=true) time.stop(); else if(e.getSource()=bContinue) if(time.isRunning()=false) time.restart(); else if(e.getSource()=bClose) time.stop(); setVisible(false); private void setMoveStep(int amountOfDisc,char one,char two,char three) if(amountOfDisc=1) moveStep.append(one); moveStep.append(three); else setMoveStep(amountOfDisc-1,one,three,two); moveStep.append(one); moveStep.append(three); setMoveStep(amountOfDisc-1,two,one,three); private void autoMoveDisc(char cStart,char cEnd) Disc disc=null; if(cStart=towerName0) for(int i=0;ipointA.length;i+) if(pointAi.isHaveDisc()=true) disc=pointAi.getDiscOnPoint(); pointAi.setHaveDisc(false); break; if(cStart=towerName1) for(int i=0;ipointB.length;i+) if(pointBi.isHaveDisc()=true) disc=pointBi.getDiscOnPoint(); pointBi.setHaveDisc(false); break; if(cStart=towerName2) for(int i=0;ipointC.length;i+) if(pointCi.isHaveDisc()=true) disc=pointCi.getDiscOnPoint(); pointCi.setHaveDisc(false); break; TowerPoint endPoint=null; int i=0; if(cEnd=towerName0) for(i=0;i0) endPoint=pointAi-1; break; else if(i=0) break; if(i=pointA.length) endPoint=pointApointA.length-1; if(cEnd=towerName1) for(i=0;i0) endPoint=pointBi-1; break; else if(i=0) break; if(i=pointB.length) endPoint=pointBpointB.length-1; if(cEnd=towerName2) for(i=0;i0) endPoint=pointCi-1; break; else if(i=0) break; if(i=pointC.length) endPoint=pointCpointC.length-1; if(endPoint!=null&disc!=null) endPoint.putDisc(disc,con); endPoint.setHaveDisc(true); / Disc类import 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; / HandleMouse import 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 mo