জাভাতে "ট্যাগ" - কীভাবে একটি পূর্ণাঙ্গ গেম বিকাশ করা যায়

"পনেরো" বা "পনেরো" একটি সাধারণ লজিক গেমের একটি চমৎকার উদাহরণ যা সারা বিশ্বে জনপ্রিয়। ধাঁধাটি সমাধান করার জন্য, আপনাকে ছোট থেকে বড় পর্যন্ত ক্রমানুসারে সংখ্যা সহ বর্গক্ষেত্রগুলি সাজাতে হবে। এটা সহজ নয়, কিন্তু এটা আকর্ষণীয়.

আজকের টিউটোরিয়ালে আমরা দেখাব কিভাবে Eclipse এর মাধ্যমে Java 8-এ Fifteen ডেভেলপ করা যায়। UI ডেভেলপ করতে আমরা Swing API ব্যবহার করব।

আমরা মনে করিয়ে দিচ্ছি: "Habr"-এর সকল পাঠকদের জন্য - "Habr" প্রচারমূলক কোড ব্যবহার করে যেকোনো Skillbox কোর্সে নথিভুক্ত করার সময় 10 রুবেল ছাড়।

Skillbox সুপারিশ করে: শিক্ষাগত অনলাইন কোর্স "পেশা জাভা বিকাশকারী".

খেলার নকশা

এই পর্যায়ে আপনাকে বৈশিষ্ট্যগুলি সংজ্ঞায়িত করতে হবে:

• আকার - খেলার মাঠের আকার;
• nbTiles — ক্ষেত্রের ট্যাগের সংখ্যা। nbTiles = আকার * আকার - 1;
• টাইলস হল একটি ট্যাগ যা পূর্ণসংখ্যার এক-মাত্রিক অ্যারে। প্রতিটি ট্যাগ পরিসরে একটি অনন্য মান পাবে [0, nbTiles]। শূন্য একটি খালি বর্গ নির্দেশ করে;
• blankPos — খালি বর্গক্ষেত্রের অবস্থান।

খেলা যুক্তি

আমাদের একটি নতুন গেম পজিশন শুরু করার জন্য ব্যবহৃত একটি রিসেট পদ্ধতি সংজ্ঞায়িত করতে হবে। এইভাবে আমরা ট্যাগ অ্যারের প্রতিটি উপাদানের জন্য একটি মান সেট করি। আচ্ছা, তাহলে আমরা অ্যারের শেষ অবস্থানে blankPos রাখি।

ট্যাগগুলির অ্যারে এলোমেলো করার জন্য আমাদের একটি শাফেল পদ্ধতিরও প্রয়োজন। আমরা খালি ট্যাগটিকে একই অবস্থানে রাখার জন্য শাফলিং প্রক্রিয়াতে অন্তর্ভুক্ত করি না।

যেহেতু ধাঁধাটির সম্ভাব্য প্রারম্ভিক অবস্থানের মাত্র অর্ধেকটির একটি সমাধান রয়েছে, তাই বর্তমান লেআউটটি এমনকি সমাধানযোগ্য কিনা তা নিশ্চিত করতে আপনাকে ফলাফল পরিবর্তনের ফলাফল পরীক্ষা করতে হবে। এটি করার জন্য, আমরা isSolvable পদ্ধতি সংজ্ঞায়িত করি।

যদি একটি নির্দিষ্ট ট্যাগের আগে একটি উচ্চ মানের একটি ট্যাগ থাকে তবে এটি একটি বিপরীত হিসাবে বিবেচিত হয়। যখন খালি স্থানটি থাকে, তখন ধাঁধাটি সমাধানযোগ্য হওয়ার জন্য বিপরীতের সংখ্যা অবশ্যই সমান হতে হবে। তাই আমরা বিপরীত সংখ্যা গণনা করি এবং সংখ্যাটি জোড় হলে সত্য ফেরত দিই।

আমাদের গেম অফ ফিফটিন লেআউটটি সমাধান করা হয়েছে কিনা তা পরীক্ষা করার জন্য isSolved পদ্ধতিটি সংজ্ঞায়িত করা গুরুত্বপূর্ণ। প্রথমে আমরা দেখি খালি জায়গাটা কোথায়। যদি প্রাথমিক অবস্থানে থাকে, তাহলে বর্তমান প্রান্তিককরণটি নতুন, পূর্বে সিদ্ধান্ত নেওয়া হয়নি। তারপরে আমরা বিপরীত ক্রমে টাইলসের মাধ্যমে পুনরাবৃত্তি করি এবং যদি ট্যাগের মান সংশ্লিষ্ট সূচক +1 থেকে ভিন্ন হয়, আমরা মিথ্যা ফেরত দিই। অন্যথায়, পদ্ধতির শেষে এটি সত্য ফিরে আসার সময় কারণ ধাঁধাটি ইতিমধ্যে সমাধান করা হয়েছে।

আরেকটি পদ্ধতি যা সংজ্ঞায়িত করা প্রয়োজন তা হল newGame। গেমটির একটি নতুন দৃষ্টান্ত তৈরি করতে এটি প্রয়োজন। এটি করার জন্য, আমরা খেলার ক্ষেত্রটি পুনরায় সেট করি, তারপরে এটিকে এলোমেলো করুন এবং খেলার অবস্থানটি সমাধানযোগ্য না হওয়া পর্যন্ত চালিয়ে যান।

এখানে ট্যাগের মূল যুক্তি সহ একটি উদাহরণ কোড রয়েছে:

private void newGame() {
  do {
    reset(); // reset in initial state
    shuffle(); // shuffle
  } while(!isSolvable()); // make it until grid be solvable
 
  gameOver = false;
}
 
private void reset() {
  for (int i = 0; i < tiles.length; i++) {
    tiles[i] = (i + 1) % tiles.length;
  }
 
  // we set blank cell at the last
  blankPos = tiles.length - 1;
}
 
private void shuffle() {
  // don't include the blank tile in the shuffle, leave in the solved position
  int n = nbTiles;
 
  while (n > 1) {
    int r = RANDOM.nextInt(n--);
    int tmp = tiles[r];
    tiles[r] = tiles[n];
    tiles[n] = tmp;
  }
}
 
// Only half permutations of the puzzle are solvable/
// Whenever a tile is preceded by a tile with higher value it counts
// as an inversion. In our case, with the blank tile in the solved position,
// the number of inversions must be even for the puzzle to be solvable
private boolean isSolvable() {
  int countInversions = 0;
 
  for (int i = 0; i < nbTiles; i++) {
    for (int j = 0; j < i; j++) {
      if (tiles[j] > tiles[i])
        countInversions++;
    }
  }
 
  return countInversions % 2 == 0;
}
 
private boolean isSolved() {
  if (tiles[tiles.length - 1] != 0) // if blank tile is not in the solved position ==> not solved
    return false;
 
  for (int i = nbTiles - 1; i >= 0; i--) {
    if (tiles[i] != i + 1)
      return false;
  }
 
  return true;
}

অবশেষে, আপনাকে অ্যারেতে ট্যাগগুলির গতিবিধি প্রোগ্রাম করতে হবে। কার্সার আন্দোলনের প্রতিক্রিয়া জানাতে এই কোডটি পরে কলব্যাকের মাধ্যমে কল করা হবে। আমাদের গেম একই সময়ে একাধিক টাইল আন্দোলন সমর্থন করবে। এইভাবে, আমরা স্ক্রিনে চাপা অবস্থানটিকে একটি ট্যাগে রূপান্তর করার পরে, আমরা খালি ট্যাগের অবস্থানটি পাই এবং একই সময়ে এর বেশ কয়েকটি নড়াচড়াকে সমর্থন করার জন্য আন্দোলনের দিকটি সন্ধান করি।

এখানে একটি কোড উদাহরণ:

// get position of the click
int ex = e.getX() - margin;
int ey = e.getY() - margin;
 
// click in the grid ?
if (ex < 0 || ex > gridSize  || ey < 0  || ey > gridSize)
  return;
 
// get position in the grid
int c1 = ex / tileSize;
int r1 = ey / tileSize;
 
// get position of the blank cell
int c2 = blankPos % size;
int r2 = blankPos / size;
 
// we convert in the 1D coord
int clickPos = r1 * size + c1;
 
int dir = 0;
 
// we search direction for multiple tile moves at once
if (c1 == c2  &&  Math.abs(r1 - r2) > 0)
  dir = (r1 - r2) > 0 ? size : -size;
else if (r1 == r2 && Math.abs(c1 - c2) > 0)
  dir = (c1 - c2) > 0 ? 1 : -1;
 
if (dir != 0) {
  // we move tiles in the direction
  do {
    int newBlankPos = blankPos + dir;
    tiles[blankPos] = tiles[newBlankPos];
    blankPos = newBlankPos;
  } while(blankPos != clickPos);
 
tiles[blankPos] = 0;

আমরা সুইং API ব্যবহার করে UI বিকাশ করি

ইন্টারফেসে কাজ করার সময় এসেছে। প্রথমে আমরা Jpanel ক্লাস নিই। তারপরে আমরা মাঠে ট্যাগ আঁকি - প্রতিটির আকার গণনা করতে, আমরা গেম কনস্ট্রাক্টর প্যারামিটারে নির্দিষ্ট ডেটা ব্যবহার করব:

gridSize = (dim  -  2 * margin);
tileSize = gridSize / size;

মার্জিন হল গেম কনস্ট্রাক্টরে একটি প্যারামিটার সেট।

এখন আমাদের স্ক্রিনে গ্রিড এবং দাগ আঁকার জন্য drawGrid পদ্ধতি নির্ধারণ করতে হবে। আমরা ট্যাগের অ্যারে বিশ্লেষণ করি এবং স্থানাঙ্কগুলিকে ইউজার ইন্টারফেস স্থানাঙ্কে রূপান্তর করি। তারপর কেন্দ্রে সংশ্লিষ্ট সংখ্যা দিয়ে প্রতিটি স্থান আঁকুন:

private void drawGrid(Graphics2D g) {
  for (int i = 0; i < tiles.length; i++) {
    // we convert 1D coords to 2D coords given the size of the 2D Array
    int r = i / size;
    int c = i % size;
    // we convert in coords on the UI
    int x = margin + c * tileSize;
    int y = margin + r * tileSize;
 
    // check special case for blank tile
    if(tiles[i] == 0) {
      if (gameOver) {
        g.setColor(FOREGROUND_COLOR);
        drawCenteredString(g, "u2713", x, y);
      }
 
      continue;
    }
 
    // for other tiles
    g.setColor(getForeground());
    g.fillRoundRect(x, y, tileSize, tileSize, 25, 25);
    g.setColor(Color.BLACK);
    g.drawRoundRect(x, y, tileSize, tileSize, 25, 25);
    g.setColor(Color.WHITE);
 
    drawCenteredString(g, String.valueOf(tiles[i]), x , y);
  }
}

অবশেষে, পেইন্ট কম্পোনেন্ট পদ্ধতিকে ওভাররাইড করা যাক, যা JPane ক্লাস থেকে উদ্ভূত। তারপরে আমরা ড্রগ্রিড পদ্ধতি ব্যবহার করি, তারপরে ড্রস্টার্ট মেসেজ পদ্ধতি অনুসরণ করে একটি বার্তা প্রদর্শন করি যা আমাদের গেম শুরু করতে ক্লিক করতে অনুরোধ করে:

private void drawStartMessage(Graphics2D g) {
  if (gameOver) {
    g.setFont(getFont().deriveFont(Font.BOLD, 18));
    g.setColor(FOREGROUND_COLOR);
    String s = "Click to start new game";
    g.drawString(s, (getWidth() - g.getFontMetrics().stringWidth(s)) / 2,
        getHeight() - margin);
  }
}
 
private void drawCenteredString(Graphics2D g, String s, int x, int y) {
  // center string s for the given tile (x,y)
  FontMetrics fm = g.getFontMetrics();
  int asc = fm.getAscent();
  int desc = fm.getDescent();
  g.drawString(s,  x + (tileSize - fm.stringWidth(s)) / 2,
      y + (asc + (tileSize - (asc + desc)) / 2));
}
 
@Override
protected void paintComponent(Graphics g) {
  super.paintComponent(g);
  Graphics2D g2D = (Graphics2D) g;
  g2D.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);
  drawGrid(g2D);
  drawStartMessage(g2D);
}

UI-তে ব্যবহারকারীর ক্রিয়াকলাপের প্রতিক্রিয়া

গেমটি তার কোর্স চালানোর জন্য, UI-তে ব্যবহারকারীর ক্রিয়াগুলি প্রক্রিয়া করা প্রয়োজন৷ এটি করার জন্য, Jpanel-এ MouseListener এর বাস্তবায়ন এবং মুভিং স্পটগুলির জন্য কোড যোগ করুন, ইতিমধ্যে উপরে দেখানো হয়েছে:

addMouseListener(new MouseAdapter() {
  @Override
  public void mousePressed(MouseEvent e) {
    // used to let users to interact on the grid by clicking
    // it's time to implement interaction with users to move tiles to solve the game !
    if (gameOver) {
      newGame();
    } else {
      // get position of the click
      int ex = e.getX() - margin;
      int ey = e.getY() - margin;
 
      // click in the grid ?
      if (ex < 0 || ex > gridSize  || ey < 0  || ey > gridSize)
        return;
 
      // get position in the grid
      int c1 = ex / tileSize;
      int r1 = ey / tileSize;
 
      // get position of the blank cell
      int c2 = blankPos % size;
      int r2 = blankPos / size;
 
      // we convert in the 1D coord
      int clickPos = r1 * size + c1;
 
      int dir = 0;
 
      // we search direction for multiple tile moves at once
      if (c1 == c2  &&  Math.abs(r1 - r2) > 0)
        dir = (r1 - r2) > 0 ? size : -size;
      else if (r1 == r2 && Math.abs(c1 - c2) > 0)
        dir = (c1 - c2) > 0 ? 1 : -1;
 
      if (dir != 0) {
        // we move tiles in the direction
        do {
          int newBlankPos = blankPos + dir;
          tiles[blankPos] = tiles[newBlankPos];
          blankPos = newBlankPos;
        } while(blankPos != clickPos);
 
        tiles[blankPos] = 0;
      }
 
      // we check if game is solved
      gameOver = isSolved();
    }
 
    // we repaint panel
    repaint();
  }
});

আমরা GameOfFifteen ক্লাসের কনস্ট্রাক্টরে কোডটি রাখি। একেবারে শেষে, আমরা একটি নতুন গেম শুরু করার জন্য newGame পদ্ধতিকে কল করি।

সম্পূর্ণ গেম কোড

গেমটিকে অ্যাকশনে দেখার আগে শেষ ধাপ হল সমস্ত কোড উপাদান একসাথে রাখা। এখানে যা ঘটে:

import java.awt.BorderLayout;
import java.awt.Color;
import java.awt.Dimension;
import java.awt.Font;
import java.awt.FontMetrics;
import java.awt.Graphics;
import java.awt.Graphics2D;
import java.awt.RenderingHints;
import java.awt.event.MouseAdapter;
import java.awt.event.MouseEvent;
import java.util.Random;
 
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JPanel;
import javax.swing.SwingUtilities;
 
// We are going to create a Game of 15 Puzzle with Java 8 and Swing
// If you have some questions, feel free to read comments ;)
public class GameOfFifteen extends JPanel { // our grid will be drawn in a dedicated Panel
 
  // Size of our Game of Fifteen instance
  private int size;
  // Number of tiles
  private int nbTiles;
  // Grid UI Dimension
  private int dimension;
  // Foreground Color
  private static final Color FOREGROUND_COLOR = new Color(239, 83, 80); // we use arbitrary color
  // Random object to shuffle tiles
  private static final Random RANDOM = new Random();
  // Storing the tiles in a 1D Array of integers
  private int[] tiles;
  // Size of tile on UI
  private int tileSize;
  // Position of the blank tile
  private int blankPos;
  // Margin for the grid on the frame
  private int margin;
  // Grid UI Size
  private int gridSize;
  private boolean gameOver; // true if game over, false otherwise
 
  public GameOfFifteen(int size, int dim, int mar) {
    this.size = size;
    dimension = dim;
    margin = mar;
    
    // init tiles
    nbTiles = size * size - 1; // -1 because we don't count blank tile
    tiles = new int[size * size];
    
    // calculate grid size and tile size
    gridSize = (dim - 2 * margin);
    tileSize = gridSize / size;
    
    setPreferredSize(new Dimension(dimension, dimension + margin));
    setBackground(Color.WHITE);
    setForeground(FOREGROUND_COLOR);
    setFont(new Font("SansSerif", Font.BOLD, 60));
    
    gameOver = true;
    
    addMouseListener(new MouseAdapter() {
      @Override
      public void mousePressed(MouseEvent e) {
        // used to let users to interact on the grid by clicking
        // it's time to implement interaction with users to move tiles to solve the game !
        if (gameOver) {
          newGame();
        } else {
          // get position of the click
          int ex = e.getX() - margin;
          int ey = e.getY() - margin;
          
          // click in the grid ?
          if (ex < 0 || ex > gridSize  || ey < 0  || ey > gridSize)
            return;
          
          // get position in the grid
          int c1 = ex / tileSize;
          int r1 = ey / tileSize;
          
          // get position of the blank cell
          int c2 = blankPos % size;
          int r2 = blankPos / size;
          
          // we convert in the 1D coord
          int clickPos = r1 * size + c1;
          
          int dir = 0;
          
          // we search direction for multiple tile moves at once
          if (c1 == c2  &&  Math.abs(r1 - r2) > 0)
            dir = (r1 - r2) > 0 ? size : -size;
          else if (r1 == r2 && Math.abs(c1 - c2) > 0)
            dir = (c1 - c2) > 0 ? 1 : -1;
            
          if (dir != 0) {
            // we move tiles in the direction
            do {
              int newBlankPos = blankPos + dir;
              tiles[blankPos] = tiles[newBlankPos];
              blankPos = newBlankPos;
            } while(blankPos != clickPos);
            
            tiles[blankPos] = 0;
          }
          
          // we check if game is solved
          gameOver = isSolved();
        }
        
        // we repaint panel
        repaint();
      }
    });
    
    newGame();
  }
 
  private void newGame() {
    do {
      reset(); // reset in intial state
      shuffle(); // shuffle
    } while(!isSolvable()); // make it until grid be solvable
    
    gameOver = false;
  }
 
  private void reset() {
    for (int i = 0; i < tiles.length; i++) {
      tiles[i] = (i + 1) % tiles.length;
    }
    
    // we set blank cell at the last
    blankPos = tiles.length - 1;
  }
 
  private void shuffle() {
    // don't include the blank tile in the shuffle, leave in the solved position
    int n = nbTiles;
    
    while (n > 1) {
      int r = RANDOM.nextInt(n--);
      int tmp = tiles[r];
      tiles[r] = tiles[n];
      tiles[n] = tmp;
    }
  }
 
  // Only half permutations of the puzzle are solvable.
  // Whenever a tile is preceded by a tile with higher value it counts
  // as an inversion. In our case, with the blank tile in the solved position,
  // the number of inversions must be even for the puzzle to be solvable
  private boolean isSolvable() {
    int countInversions = 0;
    
    for (int i = 0; i < nbTiles; i++) {
      for (int j = 0; j < i; j++) {
        if (tiles[j] > tiles[i])
          countInversions++;
      }
    }
    
    return countInversions % 2 == 0;
  }
 
  private boolean isSolved() {
    if (tiles[tiles.length - 1] != 0) // if blank tile is not in the solved position ==> not solved
      return false;
    
    for (int i = nbTiles - 1; i >= 0; i--) {
      if (tiles[i] != i + 1)
        return false;      
    }
    
    return true;
  }
 
  private void drawGrid(Graphics2D g) {
    for (int i = 0; i < tiles.length; i++) {
      // we convert 1D coords to 2D coords given the size of the 2D Array
      int r = i / size;
      int c = i % size;
      // we convert in coords on the UI
      int x = margin + c * tileSize;
      int y = margin + r * tileSize;
      
      // check special case for blank tile
      if(tiles[i] == 0) {
        if (gameOver) {
          g.setColor(FOREGROUND_COLOR);
          drawCenteredString(g, "u2713", x, y);
        }
        
        continue;
      }
      
      // for other tiles
      g.setColor(getForeground());
      g.fillRoundRect(x, y, tileSize, tileSize, 25, 25);
      g.setColor(Color.BLACK);
      g.drawRoundRect(x, y, tileSize, tileSize, 25, 25);
      g.setColor(Color.WHITE);
      
      drawCenteredString(g, String.valueOf(tiles[i]), x , y);
    }
  }
 
  private void drawStartMessage(Graphics2D g) {
    if (gameOver) {
      g.setFont(getFont().deriveFont(Font.BOLD, 18));
      g.setColor(FOREGROUND_COLOR);
      String s = "Click to start new game";
      g.drawString(s, (getWidth() - g.getFontMetrics().stringWidth(s)) / 2,
          getHeight() - margin);
    }
  }
 
  private void drawCenteredString(Graphics2D g, String s, int x, int y) {
    // center string s for the given tile (x,y)
    FontMetrics fm = g.getFontMetrics();
    int asc = fm.getAscent();
    int desc = fm.getDescent();
    g.drawString(s,  x + (tileSize - fm.stringWidth(s)) / 2,
        y + (asc + (tileSize - (asc + desc)) / 2));
  }
 
  @Override
  protected void paintComponent(Graphics g) {
    super.paintComponent(g);
    Graphics2D g2D = (Graphics2D) g;
    g2D.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);
    drawGrid(g2D);
    drawStartMessage(g2D);
  }
 
  public static void main(String[] args) {
    SwingUtilities.invokeLater(() -> {
      JFrame frame = new JFrame();
      frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
      frame.setTitle("Game of Fifteen");
      frame.setResizable(false);
      frame.add(new GameOfFifteen(4, 550, 30), BorderLayout.CENTER);
      frame.pack();
      // center on the screen
      frame.setLocationRelativeTo(null);
      frame.setVisible(true);
    });
  }
 
 
}

অবশেষে, খেলা যাক!

এটি গেমটি চালু করার এবং এটিকে কার্যকরভাবে পরীক্ষা করার সময়। ক্ষেত্রটি এইরকম হওয়া উচিত:

আসুন ধাঁধা সমাধান করার চেষ্টা করি। সবকিছু ঠিকঠাক থাকলে, আমরা এটি পেতে পারি:

এখানেই শেষ. আপনি কি আরো আশা করেছিলেন? 🙂

Skillbox সুপারিশ করে:

• ব্যবহারিক কোর্স "মোবাইল ডেভেলপার প্রো".
• অনলাইন কোর্সের আবেদন করা হয়েছে "পাইথন ডেটা বিশ্লেষক".
• দুই বছরের ব্যবহারিক কোর্স "আমি একজন প্রো ওয়েব ডেভেলপার".

উত্স: www.habr.com