數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計報告--四子棋剖析

1、韶關(guān)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)學(xué)院數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計題 目：四子棋學(xué)生姓名：劉曉鋒學(xué) 號：11115011038專業(yè)：計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)班 級：11級（1）班指導(dǎo)教師姓名及職稱：陳正銘 講師起止時間：2013年月一一 2013年_5-月1需求分析1.1課題背景及意義全球在使用的移動電話已經(jīng)超過10億部，而且這個數(shù)字每天都在不斷增加。 手機(jī)在作為一種便攜通信工具的同時， 它的功能也在不斷的豐富，進(jìn)而推進(jìn)手機(jī) 游戲的發(fā)展。根據(jù)2012手機(jī)游戲用戶行為分析報告，隨著智能手機(jī)的普及和 手機(jī)性能的提高，手機(jī)上的終端應(yīng)用越來越豐富，作為手機(jī)上的重要的娛樂應(yīng)用， 手機(jī)游戲市場也在快速成長，越來越多的用戶通過手機(jī)游戲來打發(fā)無

2、聊的時間， 其中76%勺用戶單次玩手機(jī)游戲都在 30分鐘左右。結(jié)合個人水平和興趣愛好，本人將借本次課程設(shè)計機(jī)會設(shè)計一款休閑娛樂型 的四子棋游戲，在娛樂自我，鍛煉編程設(shè)計能力的同時，希望也借此給身邊的朋 友們帶來快樂。1.2課題要求A. 支持an droid手機(jī)的四子棋游戲B. 設(shè)計一個7*6棋盤大小的四子棋雙人對戰(zhàn)游戲程序，先四子連線（橫、縱、斜）者勝。C. 選做內(nèi)容：支持棋局錄制與重放-悔棋和新開功能，圖形化操作界面1.3軟件格式規(guī)定A. 程序所能達(dá)到的功能：正確判斷輸贏并有相應(yīng)的語音和文字提示B. 測試的數(shù)據(jù)：1）、正確的輸入:提示：藍(lán)棋贏，并將藍(lán)棋變?yōu)榱硗庖环N顏色-天藍(lán)和響起贏局的音樂2

3、）、用戶誤輸入:提示：親，我的悔棋能力有限??！1.4設(shè)計目標(biāo)A. 軟件名稱：Four In A Line （四子棋）B. 軟件組成：Fourl nAL in e.apk （ an droid系統(tǒng)應(yīng)用程序）C. 制作平臺及相關(guān)調(diào)試工具：Eclipse ； AndroidSDKD. 運(yùn)行環(huán)境：an droid手機(jī)/wi nxp/wi n7（PC 平臺必須具有 An droidSDK）E. 性能特點(diǎn)：（1） 軟件由兩個可執(zhí)行文件組成，各具特點(diǎn)：FourI nALi ne. apk為an droid系統(tǒng)應(yīng)用程序，體積小，界面友好，使用方便。（2）方便重新開始游戲和悔棋。（3）判贏用時少。（4）個別其他

4、功能可進(jìn)行再擴(kuò)展。2概要設(shè)計2.1問題解決的思路概述首先是確定結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的流程圖，利用已存在的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來構(gòu)造一個存 儲棋盤的結(jié)構(gòu)，接著把游戲?qū)崿F(xiàn)分成六個主要的模塊：實(shí)現(xiàn)悔棋的模塊、實(shí)現(xiàn)新 開的模塊、實(shí)現(xiàn)音樂的模塊、實(shí)現(xiàn)繪圖的模塊，實(shí)現(xiàn)控制線程的模塊，實(shí)現(xiàn)判贏 的模塊，然后各個模塊里面還要分成若干種情況來考慮并通過函數(shù)的嵌套調(diào)用來 實(shí)現(xiàn)其功能。最后，編寫 main主函數(shù)以實(shí)現(xiàn)游戲的可玩性和正確性，調(diào)試程序并將不足的地方加以修改。 總而言之， 就是先用自頂向下、 逐步細(xì)化的設(shè)計方法 來分析并畫出程序設(shè)計流程圖； 然后用自下而上、 逐步積累的設(shè)計方法來寫出程 序。2.2 相關(guān)函數(shù)介紹說明1在 a

5、ndroid 版本程序定義一個用于存儲棋盤的二維數(shù)組變量：private static int ChessBoardState;1) android 版本程序下定義的主要函數(shù)public boolean isWin(int x, int y)/判斷贏家，采用遍歷最后下的棋子在8 個方向上的棋子public voidback(Context context) /悔棋函數(shù)public voidplay() / 游戲主線程public voidsetXY(MyBackChessState myBackChessState) / 處理棧頂元素public RectgetRect(int xy)/標(biāo)記二

6、維數(shù)組對應(yīng)的矩形區(qū)域，也即是棋子該下的位置public Rect getRect(int x, int y)/標(biāo)記二維數(shù)組對應(yīng)的矩形區(qū)域，也即是棋子該下的位置private int getIndexofXY()/獲得當(dāng)前坐標(biāo)在二維數(shù)組中對應(yīng)的索引。XYO是橫坐標(biāo)，也即是棋盤的第某列數(shù)；XY1是縱坐標(biāo)，也 即是棋盤的第某橫。private int searchEmptyTopTile(int x, int chessboardstate) / 返回 當(dāng)列最上方無棋子的坐標(biāo) , 也即是棋盤的第某橫 .public void setChessBoardState(int ChessBoardStat

7、e) / 保存棋盤狀態(tài) public DrawGraph getChessBoardView() / 獲得繪圖實(shí)例 public void setWinner(int player) / 設(shè)置贏局提示 ( 提示對應(yīng)玩家贏 ) public void nextplayer(int player) / 設(shè)置下一玩家 public void newGame(Context context) / 觸發(fā)開始新游戲public boolean onTouch(View v, MotionEvent event) / 綁定棋盤的觸摸事件 public static void play(Context con

8、text, int resource) / 播放音樂 private void updateView(Canvas canvas) / 更新游戲界面public voidshowChess(Ca nvas canv as, int player, Rect rect)/ 設(shè)置當(dāng)前玩家的棋子public voidshowLastChess(Canvas chess, int player, Rect rect) / 顯示最后下的棋子public voidclearView(Ca nvas can vas)/清空整個棋盤視圖private void init() / 初始化視圖public sta

9、tic Bitmap getBitmapFromResld(C on text con text, i nt resId)/獲得棋盤圖片資源public static Bitmap zoomBitmap(Bitmap bitmap, float width, float height)/縮放棋子圖片資源2.3主程序的流程基函數(shù)調(diào)用說明(1)主程序的簡要流程圖/main()r y選擇操作(開始游戲、游戲介紹、退出游戲)LJf、調(diào)用相應(yīng)的模塊運(yùn)行游戲%.J顯示相應(yīng)界面與信息輸岀結(jié)果結(jié)束KJ圖1主程序流程圖(2)各程序模塊之間的層次(調(diào)用)關(guān)系CD調(diào)用“ findViews() ”和“ initVi

10、ews() ”方法綁定各個控件，以便調(diào)用相 應(yīng)的活動界面，然后調(diào)用各模塊進(jìn)行游戲。在每一個功能模塊中都幾乎涉及到棋盤數(shù)組的存取，所以都要調(diào)用getChessBoardState() ”對數(shù)組變量初始化。實(shí)現(xiàn)音樂的模塊“ Music”類，首先要創(chuàng)建一個音頻播放實(shí)例，然后啟動它。在游戲運(yùn)行中根據(jù)其他模塊是否調(diào)用其stop()方法或重新調(diào)用其play()方法。音樂模塊流程圖如下：、ffplay(創(chuàng)建一個音頻播放實(shí)例stop(停止音樂ff圖2音樂模塊流程圖實(shí)現(xiàn)控制線程的模塊“ Co ntrol ”類，首先要調(diào)用get In dexofXY()方法計算用戶點(diǎn)擊的視圖坐標(biāo)對應(yīng)的棋盤二維數(shù)組坐標(biāo)。若此次點(diǎn)擊

11、有效，調(diào)用悔棋模 塊存儲此次操作和調(diào)用判贏模塊的isWin()方法判斷勝負(fù)，若贏局出現(xiàn)就再調(diào)用 音樂模塊。最后調(diào)用繪圖更新整個游戲視圖。若此次點(diǎn)擊無效，直接返回?？刂?線程模塊流程圖如下: I則0由功主抻制錘再T1 dFaI sc| true |illJQ nc)iiplisyer() 設(shè)直F玩峯圖3控制線程模塊流程圖實(shí)現(xiàn)判贏的模塊“ Winner”類，首先調(diào)用“ isWin() ”方法判斷是否有贏局出現(xiàn)，然后在游戲運(yùn)行中根據(jù)其他模塊是否調(diào)用其getSameChess()方法來設(shè)置相同棋子或調(diào)用updateSameChess()方法來重置Winner類中的靜態(tài)變量?？刂凭€程模塊流程圖如下:提供

12、 petSumuChess 0 方法盤供 updtiUSanieCtiess0 方法圖4判贏模塊流程圖實(shí)現(xiàn)繪圖的模塊“ DrawGraph類，首先調(diào)用“ onDraw() ”以實(shí)現(xiàn)視圖初始化和棋盤繪制。然后再調(diào)用控制線程模塊的getRect()方法獲取棋子應(yīng)下的位 置，接著調(diào)用getXY()方法和showLastChess()方法設(shè)置最后下的棋子。若有贏 局出現(xiàn)，則調(diào)用判贏模塊的 getSameChess()方法來設(shè)置相同棋子?？刂凭€程模 塊流程圖如下：四用控制址裡橫塊的 setRectO 方社計調(diào)用 onDrnwOitiOteft 觀圖和健制杭盤M用 &c-t 方沐、-更新游戲現(xiàn)閤闍用控制踐

13、程模塊的 nexlplayer0設(shè)置下玩家調(diào)用揑制線裡攪塊的seiXYO 設(shè)盤上一棋了忖置圖6悔棋模塊流程圖實(shí)現(xiàn)新開的模塊“ NeW類，首先調(diào)用“ newGame(”新建棋盤數(shù)組，然后調(diào)用控制線程模塊的 setChessBoardState()方法對棋盤數(shù)組進(jìn)行重新初始化,然后調(diào)用控制線程模塊的getChessBoardView()方法獲得DrawGraph的實(shí)例,更 新棋盤。接著調(diào)用悔棋模塊的clearStack()方法清空原先棧中元素。最后調(diào)用判贏模塊的updateSameChess()重置靜態(tài)變量和音樂模塊的play()方法重啟背景音樂。新開模塊流程圖如下：調(diào)閉控制規(guī)程模塊的 sciCh

14、essBoardSLate () 方 撻亜咒棋盤數(shù)絹閱用繪制模壊的newGuniQ 0貳新開怕諭戲調(diào)用悔核摸塊的史新游戲視圖HeafSlEitkO方祛清空檢z 關(guān)用判贏 IS 塊的 updfl l eSemeChfiss () 方泣覽置靜蠱變世側(cè)用音樂摸塊的血町() 方法券烷背栄音樂圖7悔棋模塊流程圖3詳細(xì)設(shè)計3.1棋盤存儲的實(shí)現(xiàn)棋盤的大小一般都是固定的常量，所以可以用二維數(shù)組來存儲棋盤的狀態(tài)， 其結(jié)構(gòu)簡單且容易，是一種合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。二維數(shù)組定義如下：private static in tChessBoardState = new in tROWCOLUMN;3.2各模塊主要算法在四子棋游戲

15、的程序設(shè)計中，每一部分都會調(diào)用一些其他其它函數(shù)來輔助完 成運(yùn)算(例如：對棋盤數(shù)組、當(dāng)前玩家和棋盤視圖的初始化，獲取棋子應(yīng)下的位 置等)，在這里主要說明四子棋游戲的程序設(shè)計，其它函數(shù)的程序設(shè)計和具體調(diào) 用關(guān)系請查看程序清單。3.2.1判贏算法的實(shí)現(xiàn)判贏算法是基于玩家棋子最后下的位置來進(jìn)行運(yùn)算，此算法在計算時分8個方向分別進(jìn)行局部遍歷。為此，我設(shè)計了 8個for循環(huán)，一開始默認(rèn)相同棋子 數(shù)為1,然后從緊鄰當(dāng)前棋子的棋子開始遍歷，若遍歷經(jīng)過的棋子是當(dāng)前玩家的 棋子，則相同棋子數(shù)+1,否則結(jié)束此方向的遍歷。每遍歷完同一直線上的兩個方 向則進(jìn)行一次判斷，判斷相同棋子數(shù)是否 =4。是則返回true，否則進(jìn)

16、入其他方 向的遍歷。若所有方向均遍歷完后，相同棋子數(shù)未能=4就返回false。圖8判贏算法原理圖在算法設(shè)計時應(yīng)注意： 每個方向起始遍歷的下標(biāo); 每個方向遍歷的邊界; 每遍歷完一條直線方向得重置相同棋子數(shù)為 1。322悔棋算法的實(shí)現(xiàn)悔棋借用了棧結(jié)構(gòu)，在棧中保存棋子在棋盤二維數(shù)組中的坐標(biāo)。 在設(shè)計此算 法時，我定義了一個保存坐標(biāo)數(shù)組的棧，將 x和y坐標(biāo)打包成數(shù)組來存入棧。由于使用棧會出現(xiàn)?？盏默F(xiàn)象，所以在程序設(shè)計時應(yīng)注意： 在出棧前確保棧未空； 在結(jié)合顯示最后棋子功能時，當(dāng)棧為空時，要特別處理顯示上一棋子的 位置。3.3函數(shù)調(diào)用關(guān)系圖此函數(shù)調(diào)用關(guān)系圖以an droid版本應(yīng)用程序來進(jìn)行說明。此函數(shù)

17、調(diào)用關(guān)系 圖主要描述了四子棋游戲的實(shí)現(xiàn)及實(shí)現(xiàn)各運(yùn)算所要調(diào)用的函數(shù)，詳情還請看程序清單。Malnf)制麻的模塊卜控制線程的模塊*Wxft上界而悔棋的模塊退出帕音樂的模塊d新斤的模塊繪閹的模塊姑束圖9函數(shù)調(diào)用關(guān)系圖4調(diào)試分析表1調(diào)試過程情況表骨口， 序號時間出現(xiàn)問題解決方法12013-3-20想new 個更新棋盤的 類，在傳參時無法駕馭con text 參數(shù)將一個系統(tǒng)獲得的更新棋盤的實(shí)例 傳給主控制線程，在主控制線程中調(diào) 用更新 View 的方法 post In validate。22013-3-26調(diào)用 get In dexofXY() 后，提示超出數(shù)組索引對getI ndexofXY()處理后

18、的數(shù)據(jù)進(jìn) 仃判斷，不對無用數(shù)據(jù)進(jìn)仃操作32013-3-26在設(shè)置最后下的棋子時， 棧提示空值異常當(dāng)棧為空時，將上一棋子的坐標(biāo)設(shè)為 空，在取坐標(biāo)時，不對空值數(shù)據(jù)進(jìn)行 操作42013-3-29計算棋子應(yīng)下位置時，棋 子位置未能與棋盤相匹 配重新計算棋子位置的公式，添加棋盤 邊沿的偏移量52013-4-4計算下一玩家時，公式出 錯重新計算卜一玩家的公式，關(guān)鍵是初 值的設(shè)置62013-4-8判贏算法在重新開始游 戲時出錯，即相同棋子數(shù) 未能=4均提示玩家贏重置相同棋子數(shù)的值為1,或限制此變量的作用域72013-4-8贏局出現(xiàn)后依舊可以下 棋設(shè)置贏局開關(guān)，贏了為true ，否則為false82013-4-16重新開始游戲時，玩家順 丿予紊亂重置當(dāng)前玩家的值為092013-4-27重新開始游戲時，棧中元 素異常，一直有悔棋成功當(dāng)重新開始游戲時，清空棧中元素的提示102013-5-4更新視圖時進(jìn)入死循環(huán)在繪圖模塊中移除post In validate。方法5用戶使用說明5.1 an droid 版本應(yīng)用程序操作說明（1）運(yùn)行FourlnALine.apk應(yīng)用程序后會出現(xiàn)主界面:FauriFiALintFourlnALIneFourlnALlne(n A Line0 00s000000000000 ccoOQe 06-000 065050 OOIOQO