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1、第第2525章章 案例案例1 1：拼图游戏：拼图游戏通过前面的学习，读者已经基本掌握了通过前面的学习，读者已经基本掌握了Java程序设计语言的程序设计语言的语法基础、面向对象程序设计的概念及语法基础、面向对象程序设计的概念及Swing图形界面程图形界面程序的编程。本章通过一个拼图游戏程序的开发案例，详细序的编程。本章通过一个拼图游戏程序的开发案例，详细讲解综合运用讲解综合运用Swing组件和布局管理器进行程序界面布局，组件和布局管理器进行程序界面布局，响应事件处理的方法，以及应用程序的开发思路。响应事件处理的方法，以及应用程序的开发思路。25.1 25.1 软件简介软件简介拼图游戏是很常见而且
2、很受欢迎的一种小游戏。所谓拼图游拼图游戏是很常见而且很受欢迎的一种小游戏。所谓拼图游戏，是指将一个完整的图片分割成若干个规则的小图片，戏，是指将一个完整的图片分割成若干个规则的小图片，然后将这些小图片随机地拼接在一起。玩家按照原图，通然后将这些小图片随机地拼接在一起。玩家按照原图，通过移动各个图片，最后重新拼接出正确的图片。过移动各个图片，最后重新拼接出正确的图片。25.1.1 25.1.1 应用背景应用背景拼图游戏是老少皆宜的一个小游戏。在工作和学习之余，可拼图游戏是老少皆宜的一个小游戏。在工作和学习之余，可以自己单独玩，也可以和家人一起玩，不但益智，而且可以自己单独玩，也可以和家人一起玩，
3、不但益智，而且可以达到放松身心的目的。现在计划开发一单机版拼图游戏，以达到放松身心的目的。现在计划开发一单机版拼图游戏，使用使用java语言，可以双击独立运行。语言，可以双击独立运行。25.1.2 25.1.2 功能介绍功能介绍拼图游戏界面的效果如图所示。拼图游戏界面的效果如图所示。在图右边的小图片是供玩家在图右边的小图片是供玩家参考的原图。左边带网格的参考的原图。左边带网格的大图片为初始打乱的拼接图，大图片为初始打乱的拼接图，每一个小网格都是一个小图每一个小网格都是一个小图片，在开始游戏时这些小图片，在开始游戏时这些小图片是杂乱无章的，如图所示，片是杂乱无章的，如图所示，在图中有一个网格是空
4、白的，在图中有一个网格是空白的，玩家可以通过单击与其相临玩家可以通过单击与其相临的网格，即位于其上、下、的网格，即位于其上、下、左、右的左、右的4个网格，将被单个网格，将被单击网格中显示的小图片移动击网格中显示的小图片移动到空白网格中，然后被单击到空白网格中，然后被单击的网格将变为空白，经过这的网格将变为空白，经过这样反复地移动，要求最终将样反复地移动，要求最终将图左边所示的图片重新拼接图左边所示的图片重新拼接成图右边所示原始效果图。成图右边所示原始效果图。25.2 25.2 素材准备素材准备拼图游戏所需的素材比较简单，仅为需要拼接的图片，如图拼图游戏所需的素材比较简单，仅为需要拼接的图片，如
5、图25-1所示，大小为所示，大小为400*300（单位像素），拆分的小图片（单位像素），拆分的小图片大小为大小为100*100像素。对于图像素。对于图25-1中被拆分的小图，不需中被拆分的小图，不需要另外准备，在内存中对图片进行截取和拆分即可。要另外准备，在内存中对图片进行截取和拆分即可。25.3 25.3 算法设计算法设计要实现本游戏上述功能，关键考虑如下几个问题：如何加载要实现本游戏上述功能，关键考虑如下几个问题：如何加载和拆分图片、如何实现图片的随机排列、如何在程序中实和拆分图片、如何实现图片的随机排列、如何在程序中实现图片的移动。这实际上是算法的设计问题。本节简要分现图片的移动。这实际
6、上是算法的设计问题。本节简要分析一下拼图游戏的算法设计和实现。析一下拼图游戏的算法设计和实现。25.3.1 25.3.1 加载和拆分图片加载和拆分图片将原始图片放在将原始图片放在background目录下，使用目录下，使用javax.imageio.ImageIO类的类的read()方法，加载图片到内方法，加载图片到内存中，保存到缓冲图像对象存中，保存到缓冲图像对象BufferedImage中。中。25.3.2 25.3.2 实现图片的随机排列实现图片的随机排列在程序一开始，拆分过后的图像应该是随机排列的。随机排在程序一开始，拆分过后的图像应该是随机排列的。随机排列可以有两种方式：一是将图像顺
7、序显示在按钮上，然后列可以有两种方式：一是将图像顺序显示在按钮上，然后随机布局按钮；二是先将图像的顺序随机打乱，然后按打随机布局按钮；二是先将图像的顺序随机打乱，然后按打乱后的次序顺序显示在按键上。本案例中使用后一种方法。乱后的次序顺序显示在按键上。本案例中使用后一种方法。25.3.3 25.3.3 实现图片的移动实现图片的移动在游戏操作中，通过单击与空白网格相信的网格，就可以将在游戏操作中，通过单击与空白网格相信的网格，就可以将该网格中显示的图片移动，那么就可以用一个按钮代表一该网格中显示的图片移动，那么就可以用一个按钮代表一个网格，然后让每个按钮显示一个小图片，最后将这些按个网格，然后让每
8、个按钮显示一个小图片，最后将这些按钮添加到一个面板中，面板采用钮添加到一个面板中，面板采用GridLayout网格布局，网格布局，就可以实现如图所示的效果了。关键的要解决的是，如何就可以实现如图所示的效果了。关键的要解决的是，如何实现单击图片按钮以后图片的移动。实现单击图片按钮以后图片的移动。25.3.4 25.3.4 参考图像的缩放参考图像的缩放在图中，右边的参考原始图像，是在内存中经过对原始图像在图中，右边的参考原始图像，是在内存中经过对原始图像的缩放以后，由的缩放以后，由JLabel标签对象显示的。要实现图像的标签对象显示的。要实现图像的缩放功能，利用缩放功能，利用java.awt.ge
9、om包中的包中的AffineTransform类。类。25.4 25.4 开发步骤开发步骤解决了游戏程序的主要算法问题，下面就来实现拼图游戏。解决了游戏程序的主要算法问题，下面就来实现拼图游戏。具体的实现步骤如下。具体的实现步骤如下。自定义按钮类设计：创建能保存自身位置信息的自定义的按自定义按钮类设计：创建能保存自身位置信息的自定义的按钮类钮类ImageButton。游戏主窗体设计：构造窗体类游戏主窗体设计：构造窗体类PuzzleGame。菜单栏设计：构造菜单栏，并实现事件响应功能。菜单栏设计：构造菜单栏，并实现事件响应功能。监听器设计：创建游戏事件监听器，实现游戏功能。监听器设计：创建游戏事
10、件监听器，实现游戏功能。显示参考图形的设计：创建自定义面板组件类显示参考图形的设计：创建自定义面板组件类ModelPane。25.4.1 25.4.1 自定义按钮类设计：自定义按钮类设计：ImageButtonImageButton类类首先创建一个首先创建一个ImageButton类，该类继承自类，该类继承自JButton类，为类，为该类增加两个属性该类增加两个属性row和和col，都是整型变量，用来保存，都是整型变量，用来保存该按钮对象所在的行和列。同时，为这两个属性增加读取该按钮对象所在的行和列。同时，为这两个属性增加读取和设置的和设置的get和和set方法。方法。25.4.2 25.4.
11、2 游戏界面布局：构造窗体类游戏界面布局：构造窗体类PuzzleGamePuzzleGame接着创建一个窗体类，该类继承自接着创建一个窗体类，该类继承自JFrame类，为程序的主类，为程序的主窗体类。然后在该类中声明拼图按钮所在面板和显示参考窗体类。然后在该类中声明拼图按钮所在面板和显示参考图片的面板对象、菜单栏对象等。编写该类的构造器，在图片的面板对象、菜单栏对象等。编写该类的构造器，在构造器中调用相应的方法，完成图像的加载和拆分、创建构造器中调用相应的方法，完成图像的加载和拆分、创建显示图像的按钮，并设置窗体在屏幕中显示的位置。显示图像的按钮，并设置窗体在屏幕中显示的位置。25.4.3 2
12、5.4.3 加载和拆分图像加载和拆分图像在在PuzzleGame类中编写一个实现图像加载的方法类中编写一个实现图像加载的方法loadImage()，其返回类型为，其返回类型为BufferedImage对象。在构造器中调用对象。在构造器中调用此方法加载图像并赋给实例变量此方法加载图像并赋给实例变量image。25.4.4 25.4.4 创建拼接图面板创建拼接图面板接着，编写方法接着，编写方法createCenterPane()，在这个方法中，创建，在这个方法中，创建一个一个JPanel对象作为拼接图面板，并将其设置为对象作为拼接图面板，并将其设置为GridLayout布局。布局。25.4.5 2
13、5.4.5 创建显示参考图像的面板创建显示参考图像的面板为了玩家在玩游戏时随时有参考图像可供对比，需要在拼接为了玩家在玩游戏时随时有参考图像可供对比，需要在拼接图面板的右边添加显示参考图像的面板。在本案例中，专图面板的右边添加显示参考图像的面板。在本案例中，专门自定义了一个类门自定义了一个类ModelPane，它继承自，它继承自JPanel类。在类。在构造构造ModelPane时，传递进要显示的参考图像参数。时，传递进要显示的参考图像参数。25.4.6 25.4.6 创建菜单栏创建菜单栏在上面两步中，创建拼接图面板和显示参考图像的面板，并在上面两步中，创建拼接图面板和显示参考图像的面板，并添加
14、到窗体的内容面板。然后，就要调用添加到窗体的内容面板。然后，就要调用createMenuBar()方法创建菜单栏，并调用方法创建菜单栏，并调用setJMenuBar()为窗体设置菜为窗体设置菜单栏。单栏。25.4.7 25.4.7 实现按钮事件监听器类实现按钮事件监听器类在创建显示图片的按钮数组时，为每一个按钮都添加了事件在创建显示图片的按钮数组时，为每一个按钮都添加了事件监听器。这里，需要创建按钮的事件监听器类监听器。这里，需要创建按钮的事件监听器类ImgButtomAction，这是，这是PuzzleGame类的内部类，这类的内部类，这样做的好处是可以方便地在事件响应方法中布局窗体中的样做
15、的好处是可以方便地在事件响应方法中布局窗体中的按钮。按钮。25.4.8 25.4.8 设置窗体在屏幕中出现的位置设置窗体在屏幕中出现的位置在在PuzzleGame类布局的最后，在构造器中需要设置窗体出类布局的最后，在构造器中需要设置窗体出现的位置，使其运行起来更符合用户的习惯。这里，将窗现的位置，使其运行起来更符合用户的习惯。这里，将窗体设置为出现在屏幕的中央。体设置为出现在屏幕的中央。25.4.9 25.4.9 编写编写mainmain方法方法布局和事件响应代码都已经实现了，最后一步，就是编写布局和事件响应代码都已经实现了，最后一步，就是编写main()方法，创建方法，创建PuzzleGam
16、e类的实例了。类的实例了。25.4.10 25.4.10 运行测试运行测试至此，一个简单的拼图游戏就编写完成了。打开控制台，使至此，一个简单的拼图游戏就编写完成了。打开控制台，使用下面的命令编译并运行，试着玩一玩自己编写的游戏，用下面的命令编译并运行，试着玩一玩自己编写的游戏，体会一下小小的成就感吧！体会一下小小的成就感吧！25.5 25.5 打包部署打包部署虽然可以成功地运行虽然可以成功地运行PuzzleGame游戏程序，但是美中不足游戏程序，但是美中不足的是，还必须在命令行下输入复杂的命令才能运行。不过，的是，还必须在命令行下输入复杂的命令才能运行。不过，Java提供了名为提供了名为jar
17、的工作软件，可以将用的工作软件，可以将用Java语言编写语言编写的桌面应用程序打包为双击就可以执行的程序。的桌面应用程序打包为双击就可以执行的程序。25.6 25.6 小结小结在本章中，通过一个完整的拼图游戏的开发过程，介绍了创在本章中，通过一个完整的拼图游戏的开发过程，介绍了创建建Java应用程序的步骤和方法。重点对游戏的算法设计应用程序的步骤和方法。重点对游戏的算法设计和代码实现作了详细的说明。在本例中，综合运用到了和代码实现作了详细的说明。在本例中，综合运用到了Java的的Swing编程、继承类、集合和泛型的使用、事件编程、继承类、集合和泛型的使用、事件处理等知识点，让读者真正达到独立开发的能力和综合运处理等知识点，让读者真正达到独立开发的能力和综合运用多种知识的能力。其中的算法设计以及代码中图像处理用多种知识的能力。其中的算法设计以及代码中图像处理部分，是本章学习的难点，读者可参考书中提供的示例源部分，是本章学习的难点，读者可参考书中提供的示例源代码，实际上际调试并运行，以帮助理解。代码，实际上际调试并运行，以帮助理解。