课程设计魔板游戏设计-毕业论文.doc

计算机学院 《面向对象程序设计》课程设计报告

《面向对象程序设计》

课程设计报告

题目：
魔板游戏设计
专业：
计算机科学与技术

目 录
1设计目的及内容 1
1.1课程设计目的 1
1.2 课程设计内容 1
2系统需求分析 1
2.1 系统目标 1
2.2 主体功能 1
2.3 开发环境 1
3概要设计 2
3.1 系统的功能模块划分 2
3.1.1 PuzzleFrame.java类模块 2
3.1.2 PuzzlePad.java类模块 2
3.1.3 SquarePoint.java类模块 3
3.2 系统流程图 3
4设计过程与分析 5
5设计结果与测试 6
参考文献: 13

1设计目的及内容
1.1课程设计目的
利用所学高级语言的语法特性，结合数据结构算法、网络知识、文件处理和数据库等知识完成综合题目的设计和代码实现，并培养锻炼分析程序、撰写报告等能力。
1.2 课程设计内容
（1）设计一款经典的智力游戏，魔板游戏。魔板由3*3或4*4个格子组成。对于3*3魔板，在前8个格子里随即放置8个编号1-8的方块，最后一个格子是未放置方块的空格子；对于4*4的魔板，在前15格子里随即放置15编号1-15的方块，最后一个格子是未放置方块的空格子。
（2）用鼠标单击任何与空格子水平或垂直相邻的方块可以把该方块移入空格子，而当前方块移动之前所在的格子成为空格子。通过不断地移动方块可以将方块一行一行地按数字顺序排好，例如，对于3*3格子组成的魔板，要求方块最后排列的顺序如图6.1所示。
（3）魔板游戏也可以使用图像来代替数字。例如，对于4*4的魔板，将一幅图像分成4*4幅小图像，除去最后一幅小图像（图像的右下角），将其余各幅小图像打乱顺序后放在魔板方块上，最终目标是通过移动方块恢复原始图像（不包括图像的右下角）。
2系统需求分析
2.1 系统目标
设计GUI界面的魔板游戏程序。
2.2 主体功能
这个程序定义了一些组件，工具栏按钮，文本区和菜单。魔板游戏程序设计通过PuzzleFrame.java、PuzzlePad.java、SquarePoint.java 3个类来实现魔板游戏的整体功能。
2.3 开发环境
操作系统：Microsoft Windows 7
开发工具：jdk1.6.0_22 、MyEclipse8.5
3概要设计
3.1 系统的功能模块划分
在设计魔板游戏时，需要编写3个java源文件：PuzzleFrame.java、PuzzlePad.java、SquarePoint.java。
魔板游戏除了需要编写的上述3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JMenuItem、JButton和JRadioButton等类。
3.1.1 PuzzleFrame.java类模块
PuzzleFrame类负责创建魔板游戏的主窗口，该类含有main方法，程序从该类开始。PuzzleFrame类的成员变量中有4种重要类型的对象：PuzzlePad、JmenuItem、JRadioButton和JButton。PuzzleFrame类的主要成员的作用将在后面的详细设计中阐述，PuzzleFrame类主要成员变量（属性）和主要方法如表所示。
表格1 PuzzleFrame.java主要成员变量（属性）
成员变量描述
变量类型
名称
魔板
PuzzlePad
PuzzlePad
开始游戏的按钮
Jbutton
开始
选择玩法
JradioButton
数字玩法，图像玩法
表格 2 PuzzleFrame.java主要方法
名称
功能
备注
PuzzleFrame
actionPerformed
main
创建程序主窗口
处理ActionEvent事件
程序开始运行的方法
构造方法
接口方法
3.1.2 PuzzlePad.java类模块
PuzzlePad类创建的对象是PuzzleFrame类最重要的成员之一，代表“魔板”。该类的成员变量中有5种重要类型的对象：Point、Block和Image。PuzzlePad类类主要成员变量（属性）和主要方法如表所示。
表格 3 PuzzlePad.java主要成员变量（属性）
描述
变量类型
名称
魔板中的行数和列数
魔板中方块的宽和高
魔板中二维点数组
魔板中而为方块数组
模板可能用到的图像
int
int
SquarePoint[][]
JButton
Image
rows,colums
width,height
point
block
image
表格 4 PuzzlePad.java主要方法
名称
功能
备注
PuzzlePad
随机排列数字
随机排列图像
paintComponent
actionPerformed
创建魔板对象
随机排列魔板中方块上的数字
随机排列魔板中方块上的图像
绘制图像
处理ActionEvent事件
构造方法

接口方法
3.1.3 SquarePoint.java类模块
SquarePoint类负责创建确定位置的对象，使用Point对象可以确定Block对象在PuzzlePad对象中的位置，即确定“方块”在“魔板”中的位置。SquarePoint.java类主要成员变量（属性）和主要方法如表所示。
表格5 SquarePoint.java主要成员变量（属性）
描述
变量类型
名称
判断点上是否有方块
点上的方块对象
boolean
JButton
有方块
block
表格6 SquarePoint.java主要方法
名称
功能
备注
SquarePoint
get有方块
set有方块
setBlock
getBlock
创建“点”对象
判断点上是否有方块
设置点上是否有方块
在点上放置方块
获取点上的方块
构造方法
3.2 系统流程图
根据对模板游戏的功能分析，设计得到魔板游戏总流程，如图所示：

图 1 系统流程图
4设计过程与分析
由于我们要将这个游戏写成一个应用程序，所以首先要设计一下游戏的框架和菜单。 
游戏的框架采用标准的Windows框架，在上面有标题栏、菜单栏，以方便玩家控制游戏。我们应该先做好这一部分。菜单栏包括魔板游戏。框架中间嵌入显示单选按钮和按钮。
然后，应该在一个面板上构建游戏的界面，将这个面板嵌入到游戏的大框架里。这样整个游戏的界面就出来了。 
对菜单以及界面上的控制按钮进行响应，并相应地来控制游戏。这时我们需要添加对菜单和按钮的事件响应方法。 
在游戏面板构建好这后，我们应该让游戏能够玩起来，这一部分主要是编写一些算法，用来控制游戏。这里我们还应该增加对鼠标事件的响应，让玩家用鼠标控制游戏。
为了实现魔板游戏的所有需求，设计应分为三个部分：首先需要设计此魔板游戏的的界面以及其框架布局。魔板游戏的基本框架从上由下依次是、菜单栏、游戏操作主界面。
菜单栏包含了魔板游戏一个菜单选项，并对各个菜单项以及界面上的小方格控制按钮进行事件响应，相应地来成功控制魔板游戏中的有关操作。其次则需设计魔板游戏的“拼图”功能设计，需要设计在主界面中加载大图片并将其分割到9个或16个小方格里，在设置方格为按钮事件响应，然后编写算法控制小方格的移动，移动方向总是朝没有图案的空方格上移动，同时还需要在游戏中设置预览功能，让玩家在游戏的任何时候都能预览他们要完成的拼图。 
魔板游戏的程序由三个类构成，其中类PuzzleFrame包含main()方法； PuzzlePad类中则含五个方法：方法PuzzlePad()、方法actionPerformed()、方法随机排列数字()、方法随机排列图像()和方法paintComponent ()；SquarePoint类中则包含了方法SquarePoint(int x,int y)
此魔板游戏由三个类实现所有设计需求。
第一个类PuzzleFrame定义了一个main()方法，创建了PuzzleFrame类实例，设置了程序的入口同时也设置了魔板游戏的Windows窗口主界面的菜单栏以及主界面分散按钮上的各个连接。 
第二个类SquarePoint包含了一个SquarePoint(int x,int y)方法，这个方法控制主界面上分散的小图片受到鼠标的按钮响应后图片的移动，它控制小图片往没有图片的空位置移动。 
第三个类PuzzlePad中则含五个方法：方法PuzzlePad()添加图片和设置小方格的布局；方法actionPerformed()实现小方格的移动规则；方法随机排列数字()和方法随机排列图像()实现点击开始玩按钮时，随机产生一个图片和数字的排列;方法paintComponent()实现小方格中黑色小方格功能实现。
5设计结果与测试

图 2 初级魔板游戏数字玩法
import javax.swing.*;
import java.awt.*;
public class Block extends JTextField{
Point point;
Object object;
Block(){
setEditable(false);
setHorizontalAlignment(JTextField.CENTER);
setFont(new Font("Arial",Font.BOLD,16));
setForeground(Color.blue);
}
public void setAtPoint(Point p){
point=p;
}
public Point getAtPoint(){
return point;
}
public void setObject(Object object){
this.object=object;
if(object instanceof Integer){
Integer number=(Integer)object;
setText(""+number.intValue());
}
else if(object instanceof Image){
repaint();
}
}
public Object getObject(){
return object;
}
public void paintComponent(Graphics g){
super.paintComponent(g);
int w=getBounds().width;
int h=getBounds().height;
try{
g.drawImage((Image)object,0,0,w,h,this);
}
catch(Exception exp){}
}
}

图 3 高级魔板游戏数字玩法
public class Point{
int x,y;
boolean haveBlock;
Block block=null;
public Point(int x,int y){
this.x=x;
this.y=y;
}
public boolean isHaveBlock(){
return haveBlock;
}
public void setHaveBlock(boolean boo){
haveBlock=boo;
}
public int getX(){
return x;
}
public int getY(){
return y;
}
public boolean equals(Point p){
if(p.getX()==this.getX()&&p.getY()==this.getY())
return true;
else
return false;
}
public void setBlock(Block block){
this.block=block;
}
public Block getBlock(){
return block;
}

图 4 初级魔板游戏图像玩法
public Image [] getImages(Image image,int rows,int colums){
Image [] blockImage=new Image[rows*colums];
try{
imageWidth=image.getWidth(this);
imageHeight=image.getHeight(this);
int w=imageWidth/colums;
int h=imageHeight/rows;
int k=0;
PixelGrabber pg=null;
ImageProducer ip=null;
for(int i=0;i<rows;i++){
for(int j=0;j<colums;j++){
int pixels[]= new int[w*h];
pg=new PixelGrabber(image,j*w,i*h,w,h,pixels,0,w);
pg.grabPixels();
ip=new MemoryImageSource(w,h,pixels,0,w);
blockImage[k]=tool.createImage(ip);
k++;
}
}
}

图 5 高级魔板游戏图像玩法
public void actionPerformed(ActionEvent e){
if(e.getSource()==startButton){
if(digitPlay.isSelected()){
puzzlePad.setIsDigitPlay();
}
else if(imagePlay.isSelected()){
puzzlePad.setImage(image);
puzzlePad.setIsImagePlay();
}
}
else if(e.getSource()==oneGrade){
puzzlePad.setGrade(1);
}
else if(e.getSource()==twoGrade){
puzzlePad.setGrade(2);
}
else if(e.getSource()==newImage){
FileNameExtensionFilter filter = new FileNameExtensionFilter(
"JPG & GIF Images", "jpg", "gif");
JFileChooser chooser=new JFileChooser();
chooser.setFileFilter(filter);
int state=chooser.showOpenDialog(null);
File file=chooser.getSelectedFile();
if(file!=null&&state==JFileChooser.APPROVE_OPTION){
try{
image=tool.createImage(file.toURI().toURL());
puzzlePad.setImage(image);
}
catch(Exception exp){}
}
}
else if(e.getSource()==defaultImage){
try{
image=tool.createImage(new File("dog.jpg").toURI().toURL());
puzzlePad.setImage(image);
}
catch(Exception exp){}
}
}

图 6 最终结果
public void actionPerformed(ActionEvent e){
spendTime++;
showTime.setText("您的用时:"+spendTime+"秒");
}
public void mouseReleased(MouseEvent e){
if(verify.isSuccess()){
recordTime.stop();
JOptionPane.showMessageDialog(this,"您成功了!","消息框", JOptionPane.INFORMATION_MESSAGE );
}
参考文献:
[1]耿祥义,张跃平.Java2实用教程(第三版)[M].北京：清华大学出版社, 2006.  
[2]耿祥义.Java课程设计(第三版)[M].北京：清华大学出版社,2004.
[3]张跃平.Java2实用教程实验指导与习题解答（第三版）[M].北京：清华大学出版社,2004.
[4]陆光义.Java游戏编程导学[M].北京：清华大学大学出版社,2004. 
[5]张广彬，高红蕊，张永宝.Java课程设计案例精编[M].北京：清华大学出版,2006.

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