जावा में "टैग" - एक पूर्ण गेम कैसे विकसित करें

"पंद्रह" या "पंद्रह" एक सरल तर्क खेल का एक उत्कृष्ट उदाहरण है जो पूरी दुनिया में लोकप्रिय है। पहेली को हल करने के लिए, आपको वर्गों को छोटे से बड़े तक के क्रम में संख्याओं के साथ व्यवस्थित करना होगा। यह आसान नहीं है, लेकिन दिलचस्प है.

आज के ट्यूटोरियल में हम आपको दिखाएंगे कि एक्लिप्स के साथ जावा 8 में फिफ्टीन कैसे विकसित करें। यूआई विकसित करने के लिए हम स्विंग एपीआई का उपयोग करेंगे।

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गेम डिजाइन

इस स्तर पर आपको गुणों को परिभाषित करने की आवश्यकता है:

• आकार - खेल के मैदान का आकार;
• nbTiles - फ़ील्ड में टैग की संख्या। nbTiles = आकार*आकार - 1;
• टाइल्स एक टैग है जो पूर्णांकों की एक-आयामी सरणी है। प्रत्येक टैग को [0, nbTiles] श्रेणी में एक अद्वितीय मान प्राप्त होगा। शून्य एक खाली वर्ग को इंगित करता है;
• ब्लैंकपोज़ - खाली वर्ग की स्थिति।

खेल तर्क

हमें एक नई गेम स्थिति आरंभ करने के लिए उपयोग की जाने वाली रीसेट विधि को परिभाषित करने की आवश्यकता है। इस तरह हम टैग सरणी के प्रत्येक तत्व के लिए एक मान निर्धारित करते हैं। ठीक है, फिर हम रिक्तपोज़ को सरणी की अंतिम स्थिति में रखते हैं।

टैग की श्रृंखला में फेरबदल करने के लिए हमें एक फेरबदल विधि की भी आवश्यकता है। हम खाली टैग को उसी स्थिति में छोड़ने के लिए शफ़लिंग प्रक्रिया में शामिल नहीं करते हैं।

चूंकि पहेली की केवल आधी संभावित शुरुआती स्थितियों में ही समाधान है, इसलिए आपको यह सुनिश्चित करने के लिए परिणामी फेरबदल परिणाम की जांच करने की आवश्यकता है कि वर्तमान लेआउट भी हल करने योग्य है। ऐसा करने के लिए, हम isSolvable विधि को परिभाषित करते हैं।

यदि किसी विशेष टैग के पहले उच्च मान वाला टैग लगा हो तो इसे व्युत्क्रमण माना जाता है। जब खाली स्थान अपनी जगह पर हो, तो पहेली को हल करने के लिए व्युत्क्रमों की संख्या सम होनी चाहिए। इसलिए हम व्युत्क्रमों की संख्या गिनते हैं और यदि संख्या सम है तो सत्य लौटाते हैं।

यह जांचने के लिए कि क्या हमारा गेम ऑफ फिफ्टीन लेआउट हल हो गया है, isSolven पद्धति को परिभाषित करना महत्वपूर्ण है। सबसे पहले हम यह देखते हैं कि खाली जगह कहां है। यदि प्रारंभिक स्थिति में है, तो वर्तमान संरेखण नया है, पहले से तय नहीं किया गया है। फिर हम टाइल्स के माध्यम से उल्टे क्रम में पुनरावृति करते हैं, और यदि टैग का मान संबंधित सूचकांक +1 से भिन्न है, तो हम गलत रिटर्न देते हैं। अन्यथा, विधि के अंत में सत्य लौटने का समय आ गया है क्योंकि पहेली पहले ही हल हो चुकी है।

एक अन्य विधि जिसे परिभाषित करने की आवश्यकता है वह है newGame। खेल का एक नया उदाहरण बनाना आवश्यक है। ऐसा करने के लिए, हम खेल के मैदान को रीसेट करते हैं, फिर उसमें फेरबदल करते हैं और तब तक जारी रखते हैं जब तक कि खेल की स्थिति ठीक न हो जाए।

यहां टैग के मुख्य तर्क के साथ एक उदाहरण कोड दिया गया है:

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;
}

अंत में, आपको सरणी में टैग की गति को प्रोग्राम करने की आवश्यकता है। कर्सर की गति पर प्रतिक्रिया देने के लिए इस कोड को बाद में कॉलबैक के माध्यम से कॉल किया जाएगा। हमारा गेम एक ही समय में कई टाइल मूवमेंट का समर्थन करेगा। इस प्रकार, स्क्रीन पर दबाई गई स्थिति को एक टैग में परिवर्तित करने के बाद, हमें खाली टैग की स्थिति मिलती है और एक ही समय में इसके कई आंदोलनों का समर्थन करने के लिए आंदोलन की दिशा की तलाश होती है।

यहाँ एक उदाहरण कोड है:

// 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;

हम स्विंग एपीआई का उपयोग करके यूआई विकसित करते हैं

इंटरफ़ेस पर काम शुरू करने का समय आ गया है। सबसे पहले हम Jpanel क्लास लेते हैं। फिर हम फ़ील्ड पर टैग बनाते हैं - प्रत्येक के आकार की गणना करने के लिए, हम गेम कंस्ट्रक्टर पैरामीटर में निर्दिष्ट डेटा का उपयोग करेंगे:

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

मार्जिन भी गेम कंस्ट्रक्टर में सेट किया गया एक पैरामीटर है।

अब हमें स्क्रीन पर ग्रिड और स्पॉट खींचने के लिए ड्रॉग्रिड विधि को परिभाषित करने की आवश्यकता है। हम टैग की सरणी का विश्लेषण करते हैं और निर्देशांक को उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस निर्देशांक में परिवर्तित करते हैं। फिर केंद्र में संबंधित संख्या के साथ प्रत्येक स्थान बनाएं:

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);
  }
}

अंत में, आइए पेंटकंपोनेंट विधि को ओवरराइड करें, जो JPane क्लास से प्राप्त होती है। फिर हम गेम शुरू करने के लिए क्लिक करने के लिए संकेत देने वाला एक संदेश प्रदर्शित करने के लिए ड्रॉग्रिड विधि का उपयोग करते हैं, उसके बाद ड्रॉस्टार्टमैसेज विधि का उपयोग करते हैं:

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);
}

यूआई में उपयोगकर्ता की गतिविधियों पर प्रतिक्रिया करना

गेम को अपने पाठ्यक्रम में चलाने के लिए, यूआई में उपयोगकर्ता क्रियाओं को संसाधित करना आवश्यक है। ऐसा करने के लिए, Jpanel पर MouseListener का कार्यान्वयन और मूविंग स्पॉट के लिए कोड जोड़ें, जो पहले से ही ऊपर दिखाया गया है:

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();
  }
});

हम कोड को GameOfFifteen क्लास के कंस्ट्रक्टर में रखते हैं। अंत में, हम एक नया गेम शुरू करने के लिए न्यूगेम विधि को कॉल करते हैं।

पूरा गेम कोड

गेम को क्रियान्वित होते देखने से पहले अंतिम चरण सभी कोड तत्वों को एक साथ रखना है। यहाँ क्या होता है:

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);
    });
  }
 
 
}

अंत में, चलो खेलते हैं!

अब समय आ गया है कि गेम को लॉन्च किया जाए और इसे एक्शन में टेस्ट किया जाए। फ़ील्ड इस तरह दिखनी चाहिए:

आइए पहेली को सुलझाने का प्रयास करें। यदि सब कुछ ठीक रहा, तो हमें यह मिलेगा:

बस इतना ही। क्या आपको इससे अधिक की उम्मीद थी? 🙂

स्किलबॉक्स अनुशंसा करता है:

• व्यावहारिक पाठ्यक्रम "मोबाइल डेवलपर प्रो".
• ऑनलाइन पाठ्यक्रम लागू किया "पायथन डेटा विश्लेषक".
• दो वर्षीय व्यावहारिक पाठ्यक्रम "मैं एक PRO वेब डेवलपर हूं".

स्रोत: www.habr.com