"Petnajst" ali "Petnajst" je odličen primer preproste logične igre, ki je priljubljena po vsem svetu. Če želite rešiti uganko, morate razporediti kvadrate s številkami po vrstnem redu, od najmanjšega do največjega. Ni enostavno, a zanimivo.
V današnji vadnici vam pokažemo, kako razviti Fifteen v Javi 8 z Eclipse. Za razvoj uporabniškega vmesnika bomo uporabili Swing API.
Spomnimo: za vse bralce "Habr" - popust v višini 10 rubljev ob vpisu v kateri koli tečaj Skillbox s promocijsko kodo "Habr".
Skillbox priporoča: Izobraževalni spletni tečaj .
Dizajn igre
Na tej stopnji morate določiti lastnosti:
- Velikost - velikost igralnega polja;
- nbTiles - število oznak v polju. nbTiles = velikost*velikost - 1;
- Tiles je oznaka, ki je enodimenzionalni niz celih števil. Vsaka od oznak bo prejela edinstveno vrednost v obsegu [0, nbTiles]. Ničla označuje prazen kvadrat;
- blankPos - položaj praznega kvadrata.
Logika igre
Določiti moramo metodo ponastavitve, ki se uporablja za inicializacijo novega igralnega položaja. Tako nastavimo vrednost za vsak element matrike oznak. No, potem postavimo blankPos na zadnji položaj matrike.
Za mešanje niza oznak potrebujemo tudi metodo shuffle. V postopek mešanja ne vključimo prazne oznake, da jo pustimo v prvotnem položaju.
Ker ima le polovica možnih začetnih položajev uganke rešitev, je treba rezultat mešanja preveriti, da se prepričamo, da je trenutna postavitev na splošno rešljiva. Da bi to naredili, definiramo metodo isSolvable.
Če je pred določeno pikico pikica z višjo vrednostjo, se to šteje za inverzijo. Ko je prazna oznaka na mestu, mora biti število inverzij sodo, da je uganka rešljiva. Torej preštejemo število inverzij in vrnemo true, če je število sodo.
Nato je pomembno definirati metodo isSolved, s katero preverimo, ali je naša kombinacija Game Of Fifteen razrešena. Najprej pogledamo, kje se nahaja prazna oznaka. Če je v začetnem položaju, je trenutna postavitev nova, ni bila predhodno razrešena. Nato preletimo ploščice v obratnem vrstnem redu in če se vrednost oznake razlikuje od ustreznega indeksa +1, vrnemo false. V nasprotnem primeru je čas, da vrnete true na koncu metode, ker je uganka že rešena.
Druga metoda, ki jo je treba definirati, je newGame. Potrebno je ustvariti nov primerek igre. Da bi to naredili, ponastavimo igralno ploščo, jo nato premešamo in nadaljujemo, dokler igralni položaj ni rešljiv.
Tu je primer kode s ključno logiko oznak:
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;
}Na koncu morate programirati gibanje oznak v nizu. Ta koda bo pozneje poklicana prek povratnega klica, da se odzove na premikanje kazalca. Naša igra podpira več premikov ploščic hkrati. Tako potem, ko pritisnjeno pozicijo na zaslonu pretvorimo v oznako, dobimo pozicijo prazne oznake in iščemo smer gibanja, ki podpira več njegovih gibov hkrati.
Tukaj je primer kode:
// 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;Razvoj uporabniškega vmesnika s Swing API
Čas je za vmesnik. Najprej vzamemo razred Jpanel. Nato na polje narišemo oznake - za izračun velikosti vsake bomo uporabili podatke, določene v parametru konstruktorja igre:
gridSize = (dim - 2 * margin);
tileSize = gridSize / size;Marža je tudi nastavljen parameter v konstruktorju igre.
Zdaj moramo definirati metodo drawGrid za risanje mreže in pikic na zaslonu. Analiziramo niz oznak in pretvorimo koordinate v koordinate uporabniškega vmesnika. Nato narišemo vsako oznako z ustrezno številko v sredini:
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);
}
}Na koncu bomo preglasili metodo paintComponent, ki izhaja iz razreda JPane. Nato uporabimo metodo drawGrid in nato metodo drawStartMessage, da prikažemo sporočilo, ki nas poziva, da kliknemo za začetek igre:
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);
}Odzivanje na dejanja uporabnikov v uporabniškem vmesniku
Da bi igra lahko delovala, je potrebno upravljati dejanja uporabnika v uporabniškem vmesniku. Da bi to naredili, dodamo implementacijo MouseListener na Jpanel in kodo za premikanje oznak, ki je že prikazana zgoraj:
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();
}
});Koda je postavljena v konstruktor razreda GameOfFifteen. Čisto na koncu pokličemo metodo newGame za začetek nove igre.
Celotna koda igre
Zadnji korak pred ogledom igre v akciji je sestavljanje vseh delov kode. Zgodi se tole:
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);
});
}
}Končno se igrajmo!
Čas je, da zaženete igro in jo preizkusite v akciji. Polje mora izgledati takole:
Poskusimo rešiti uganko. Če je šlo vse dobro, dobimo tole:
To je vse. Ste pričakovali več? 🙂
Skillbox priporoča:
- Praktični tečaj .
- Uporabni spletni tečaj .
- Dvoletni praktični tečaj .
Vir: www.habr.com