Java тилинде "Таг" - толук кандуу оюнду кантип иштеп чыгуу керек

"Он беш" же "Он беш" дүйнө жүзү боюнча популярдуу жөнөкөй логикалык оюндун сонун үлгүсү болуп саналат. Табышмакты чечүү үчүн, сандар менен квадраттарды кичинеден чоңго чейин иреттештирүү керек. Бул оңой эмес, бирок кызыктуу.

Бүгүнкү окуу куралында биз Eclipse менен Java 8де он бешти кантип иштеп чыгууну көрсөтөбүз. UI иштеп чыгуу үчүн биз Swing API колдонобуз.

Биз эсиңизге салабыз: "Хабрдын" бардык окурмандары үчүн - "Habr" промо-кодун колдонуу менен каалаган Skillbox курсуна катталганда 10 000 рубль арзандатуу.

Skillbox сунуштайт: Онлайн билим берүү курсу "Жава иштеп чыгуучу кесиби".

Оюн дизайны

Бул этапта сиз касиеттерин аныктоо керек:

• Size — оюн талаасынын өлчөмү;
• nbTiles — талаадагы тегдердин саны. nbTiles = өлчөм*өлчөм - 1;
• Плиткалар бүтүн сандардын бир өлчөмдүү массивинен турган тег. Тегдердин ар бири [0, nbTiles] диапазонунда уникалдуу мааниге ээ болот. Нөл бош квадратты билдирет;
• blankPos — бош квадраттын абалы.

Оюн логикасы

Биз жаңы оюн позициясын баштоо үчүн колдонулган баштапкы абалга келтирүү ыкмасын аныкташыбыз керек. Ушундай жол менен биз тег массивинин ар бир элементи үчүн маанини коебуз. Анда биз blankPos массивинин акыркы абалына коебуз.

Бизге тегдердин массивдерин аралаштыруу үчүн аралаштыруу ыкмасы да керек. Биз бош тегди ошол эле абалда калтыруу үчүн аралаштыруу процессине киргизбейбиз.

Табышмактын мүмкүн болгон баштапкы позицияларынын жарымы гана чечимге ээ болгондуктан, учурдагы макеттин чечилиши мүмкүн экенине ынануу үчүн, натыйжада аралаштыруу натыйжасын текшерүү керек. Бул үчүн биз isSolvable ыкмасын аныктайбыз.

Эгер белгилүү бир тегдин алдында жогорураак мааниге ээ тег болсо, ал инверсия деп эсептелет. Бош жер ордунда болгондо, баш катырма чечилиши үчүн инверсиялардын саны жуп болушу керек. Ошентип, биз инверсиялардын санын эсептейбиз жана эгер сан жуп болсо, чындыкты кайтарабыз.

Биздин Game Of Fifteen макетинин чечилгендигин текшерүү үчүн isSolved ыкмасын аныктоо маанилүү. Адегенде бош жер кайда экенин карап чыгабыз. Эгерде баштапкы абалда болсо, анда учурдагы тегиздөө жаңы, мурда чечилбеген. Андан кийин биз плиткалар аркылуу тескери тартипте кайталайбыз жана тегтин мааниси тиешелүү индекстен +1 айырмаланып калса, биз жалганды кайтарабыз. Болбосо, ыкманын аягында чындыкка кайтууга убакыт келди, анткени табышмак мурунтан эле чечилген.

Аныктоо керек болгон дагы бир ыкма - newGame. Бул оюндун жаңы нускасын түзүү үчүн талап кылынат. Бул үчүн, биз оюн талаасын баштапкы абалга келтирип, андан кийин аны аралаштырып, оюн позициясы чечилгиче улантабыз.

Бул жерде тегдин негизги логикасы менен коддун мисалы:

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;
}

Акырында, массивдеги тегдердин кыймылын программалашыңыз керек. Бул код курсордун кыймылына жооп берүү үчүн кийинчерээк кайра чалуу аркылуу чакырылат. Биздин оюн бир эле учурда бир нече плитканын кыймылын колдойт. Ошентип, экрандагы басылган позицияны тегге айландыргандан кийин, биз бош тегдин абалын алабыз жана бир эле учурда анын бир нече кыймылын колдоо үчүн кыймылдын багытын издейбиз.

Бул жерде бир мисал код:

// 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;

Биз Swing API аркылуу UI иштеп жатабыз

Интерфейс менен иштөөгө убакыт келди. Алгач биз Jpanel классын алабыз. Андан кийин биз талаага тегдерди тартабыз - ар биринин өлчөмүн эсептөө үчүн, биз оюн конструкторунун параметринде көрсөтүлгөн маалыматтарды колдонобуз:

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

Маржа да оюн конструкторунда коюлган параметр болуп саналат.

Эми экрандагы тор жана тактарды тартуу үчүн drawGrid ыкмасын аныкташыбыз керек. Биз тегдердин массивдерин талдап, координаттарды колдонуучу интерфейсинин координаттарына айландырабыз. Андан кийин ар бир такты борборго тиешелүү сан менен тартыңыз:

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);
  }
}

Акырында, JPane классынан алынган paintComponent ыкмасын жокко чыгаралы. Андан кийин оюнду баштоо үчүн чыкылдатууга чакырган билдирүүнү көрсөтүү үчүн drawGrid ыкмасын, андан кийин drawStartMessage ыкмасын колдонобуз:

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);
}

UIдеги колдонуучунун аракеттерине жооп берүү

Оюндун жүрүшү үчүн, UIде колдонуучунун аракеттерин иштетүү керек. Бул үчүн, Jpanelде MouseListener ишке ашырууну жана жогоруда көрсөтүлгөн тактарды жылдыруу үчүн кодду кошуңуз:

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();
  }
});

Кодду GameOfFifteen классынын конструкторуна жайгаштырабыз. Эң аягында, биз жаңы оюнду баштоо үчүн newGame ыкмасын чакырабыз.

Толук оюн коду

Оюнду иш жүзүндө көрүүнүн алдындагы акыркы кадам коддун бардык элементтерин бириктирүү болуп саналат. Бул жерде эмне болот:

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);
    });
  }
 
 
}

Акыры, келгиле, ойнойлу!

Оюнду ишке киргизүү жана аны иш жүзүндө сынап көрүү убактысы келди. талаа төмөнкүдөй болушу керек:

Келгиле, табышмакты чечүүгө аракет кылалы. Эгер баары жакшы болсо, биз муну алабыз:

Баары болду. Дагы көптү күттүңүз беле? 🙂

Skillbox сунуштайт:

• Практикалык курс "Мобилдик иштеп чыгуучу PRO".
• Колдонмо онлайн курс "Python маалымат аналитиги".
• Эки жылдык практикалык курс "Мен PRO веб-иштеп чыгуучумун".

Source: www.habr.com