Java課程設(shè)計(jì)報(bào)告-超級(jí)馬里奧游戲的設(shè)計(jì)與開發(fā)

Java課程設(shè)計(jì)報(bào)告PAGE19-超級(jí)馬里奧游戲的設(shè)計(jì)與開發(fā)

目錄TOC\t"大標(biāo)題2,2,大,1,三級(jí),3"1.課程設(shè)計(jì)要求 -1-1.1課設(shè)題目 -1-1.2課設(shè)目的 -1-1.3開發(fā)環(huán)境 -1-1.4課設(shè)內(nèi)容 -1-1.4.1游戲介紹 -1-1.4.2開發(fā)流程 -3-2.設(shè)計(jì)過程 -4-2.1總體設(shè)計(jì) -4-2.1.1所用類的設(shè)計(jì) -4-2.1.2功能設(shè)計(jì) -4-2.2詳細(xì)設(shè)計(jì) -4-2.2.1窗體的設(shè)計(jì) -5-2.2.2游戲場(chǎng)景的開發(fā) -5-2.2.3障礙物的開發(fā) -5-2.2.4將障礙物添加到場(chǎng)景中去 -6-2.2.5馬里奧的開發(fā) -6-2.2.6將馬里奧對(duì)象加入到窗體中 -7-2.2.7將馬里奧與障礙物進(jìn)行設(shè)置 -7-2.2.8敵人的開發(fā) -8-2.2.9敵人放到場(chǎng)景中 -8-2.2.10其他游戲相關(guān) -9-3.具體實(shí)現(xiàn) -9-3.1窗體類 -9-3.2馬里奧類 -10-3.3場(chǎng)景類 -13-3.4障礙物類 -14-3.5敵人類 -14-4.調(diào)試過程 -16-4.1系統(tǒng)測(cè)試 -16-4.2出現(xiàn)的問題和解決的方法 -18-5.小結(jié) -18-6.參考資料 -19-

1.課程設(shè)計(jì)要求1.1課設(shè)題目超級(jí)馬里奧游戲的設(shè)計(jì)與開發(fā)1.2課設(shè)目的《Java程序設(shè)計(jì)》課程是網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的一門專業(yè)必修課程，特針課程進(jìn)行為期兩周的實(shí)踐教學(xué)，旨在提升本專業(yè)學(xué)生對(duì)此課程中的理論知識(shí)的綜合應(yīng)用能力、提高學(xué)生的邏輯思維能力、軟件開發(fā)能力。本次課程設(shè)計(jì)要求學(xué)生用Java技術(shù)在Windows平臺(tái)下開發(fā)超級(jí)馬里奧游戲。通過馬里奧程序能夠切實(shí)提高學(xué)生的程序設(shè)計(jì)水平，從實(shí)踐中認(rèn)識(shí)使用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的開發(fā)思想。1.3開發(fā)環(huán)境WindowsXP+Eclipse3.41.4課設(shè)內(nèi)容1.4.1游戲介紹在很多年以前，紅白機(jī)FC的超級(jí)馬里奧兄弟是當(dāng)時(shí)的游戲中的顛峰之作，套用當(dāng)時(shí)最流行的一句話就是操作感和平衡性幾乎完美無暇。這里即將要完成的馬里奧游戲可以參考這款游戲的設(shè)定，對(duì)游戲的背景、人物、敵人等重新繪制。游戲參考效果如圖1-1所示。圖1-1完整馬里奧圖（1）游戲操作游戲通過鍵盤操作，鍵盤上的箭頭“”和“”分別控制Mario的移動(dòng)，空格鍵控制Mario的跳躍，通過以上的簡(jiǎn)潔的操作完成整個(gè)游戲。（2）游戲設(shè)定開始游戲時(shí)，Mario會(huì)有3條生命，消滅敵人或頂一些物品可以得到分?jǐn)?shù)，每到500分會(huì)增加一條生命，如果Mario被敵人殺死或是掉下懸崖，會(huì)失去一條生命，并從該版面重新開始游戲，如果Mario的生命數(shù)為0，則游戲結(jié)束，返回標(biāo)題畫面重新開始游戲。（3）游戲中的物品磚塊：被Mario頂?shù)綍?huì)消失，Mario可以獲得10分的分?jǐn)?shù)，其中有些磚塊在Mario從上邊經(jīng)過的時(shí)候會(huì)消失，如圖1-2所示。圖1-2磚塊水管：在水管中一般會(huì)有食人花，如果Mario被花碰到會(huì)損失生命，如圖1-3所示。圖1-3水管問號(hào)：

被Mario頂?shù)綍?huì)變成無法破壞的鐵塊，同時(shí)Mario可以獲得50分的分?jǐn)?shù)，如圖1-4所示。圖1-4問號(hào)鐵塊：一般是從問號(hào)變化過來的，不會(huì)被Mario破壞，如圖1-5所示。圖1-5鐵塊透明問號(hào)：在游戲中，某些地方會(huì)有隱藏的問號(hào)，頂?shù)綍?huì)變成無法破壞的鐵塊，同時(shí)Mario可以獲得50分的分?jǐn)?shù)。

（4）游戲中的敵人三角（蘑菇）：會(huì)緩慢的左右移動(dòng)，可以被Mario踩死，每消滅一個(gè)Mario可以獲得50分的分?jǐn)?shù)，如圖1-6所示。圖4-6三角蘑菇烏龜：比三角的移動(dòng)速度稍快，可以被Mario踩死，每消滅一個(gè)Mario可以獲得100分的分?jǐn)?shù)，如圖1-7所示。圖1-7烏龜食人花：在水管中出現(xiàn)，無法被Mario消滅，如圖1-8所示。圖1-8食人花1.4.2開發(fā)流程（1）首先由java代碼編寫人員設(shè)計(jì)并提出編寫方案，依據(jù)具體設(shè)計(jì)向圖片美工提出所需要的圖片格式、類型、數(shù)量、大小等要求。（2）美工依照提出的設(shè)計(jì)繪制并編輯圖片，同時(shí)程序員進(jìn)行各個(gè)類的功能設(shè)計(jì)，搭建工程總體框架。（3）美工將圖片完成后，程序員通過IO操作將圖片導(dǎo)入程序完成游戲界面。（4）程序員分別完成Mario的控制，敵人、Mario和物品的顯示。（5）程序員完成Mario與敵人及物品的碰撞的判斷。（6）美工提供游戲的背景音樂，程序員將音樂導(dǎo)入到程序中。（7）對(duì)完成的游戲進(jìn)行測(cè)試并修改bug。（8）對(duì)游戲進(jìn)行優(yōu)化，提高性能。2.設(shè)計(jì)過程2.1總體設(shè)計(jì)2.1.1所用類的設(shè)計(jì)使用Java的面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思路來完成游戲程序需要用到的對(duì)象分別是Mario對(duì)象，敵人對(duì)象，障礙物對(duì)象，場(chǎng)景對(duì)象，窗體對(duì)象，圖片及背景音樂，類的設(shè)計(jì)如圖2-1所示。圖2-1主要的設(shè)計(jì)類2.1.2功能設(shè)計(jì)馬里奧游戲主要包括：馬里奧移動(dòng)、馬里奧與敵人和障礙物碰撞、通關(guān)進(jìn)入下一關(guān)等功能，功能模塊如圖2-2所示。馬里奧游戲馬里奧游戲過關(guān)進(jìn)入下一關(guān)移動(dòng)馬里奧按空格鍵開始游戲選擇攻擊方式攻擊過關(guān)進(jìn)入下一關(guān)移動(dòng)馬里奧按空格鍵開始游戲選擇攻擊方式攻擊退出游戲游戲退出游戲游戲失敗重新開始圖2-2主要功能模塊2.2詳細(xì)設(shè)計(jì)2.2.1窗體的設(shè)計(jì)窗體是馬里奧游戲的主要界面，其設(shè)計(jì)主要包括界面的大小，位置的選擇，標(biāo)題，布局等界面屬性方面的內(nèi)容。其中窗體設(shè)計(jì)中有一個(gè)重要的靜態(tài)屬性的設(shè)計(jì)，即把游戲中的圖片進(jìn)行靜態(tài)的初始化，其設(shè)計(jì)類為MyFrame。將游戲中所用到的圖片通過IO流保存到類StaticValue中的集合里。初始窗體如圖2-3所示。圖2-3初始窗體2.2.2游戲場(chǎng)景的開發(fā)場(chǎng)景中的敵人被消滅的時(shí)候，從場(chǎng)景中消失。當(dāng)馬里奧死亡，游戲重新開始的時(shí)候，消失的敵人又重新出現(xiàn)。這時(shí)就通過一個(gè)集合對(duì)象來保存，所以在每個(gè)場(chǎng)景都應(yīng)該定義兩個(gè)集合對(duì)象，來保存已經(jīng)被消滅的敵人和障礙物。當(dāng)再重新初始化時(shí)，把這些消滅的敵人和障礙物再加回場(chǎng)景中保存的對(duì)象中。本次場(chǎng)景通過建立一個(gè)BackGround類來完成。場(chǎng)景中需要加入前兩步定義好的屬性。2.2.3障礙物的開發(fā)障礙物包括問號(hào)，磚塊，水管，是游戲中的馬里奧游戲中重要的組成部分。障礙物包含的屬性：（1）障礙物在場(chǎng)景中的坐標(biāo)（x,y）（2）顯示的圖片（3）類型（4）初始類型關(guān)于障礙物的行為方法：（1）重置障礙物的方法（2）當(dāng)障礙物遇到馬里奧時(shí)，改變相應(yīng)的圖片（3）初始化障礙物信息的構(gòu)造方法2.2.4將障礙物添加到場(chǎng)景中去障礙物類（Obstruction）中擁有障礙物的屬性，所以可以通過集合來保存各個(gè)障礙物在場(chǎng)景中的位置和狀態(tài)。當(dāng)然，場(chǎng)景類應(yīng)該判斷當(dāng)前的場(chǎng)景是屬于第一個(gè)場(chǎng)景還是其他場(chǎng)景，不同的場(chǎng)景要初始化不同的障礙物位置。框架類（MyFrame）主要用于圖像的顯示，將場(chǎng)景中的一切障礙物繪制到界面上去。其中，背景圖片從坐標(biāo)（0，0）開始繪制到整個(gè)屏幕中，而其他障礙物通過取得背景中的坐標(biāo)（x,y）來獲得繪制的位置。如圖2-4所示。圖2-4添加障礙物2.2.5馬里奧的開發(fā)馬里奧的開發(fā)與障礙物的開發(fā)類似，也是創(chuàng)建一個(gè)Mario類作為操作馬里奧的對(duì)象，而且馬里奧的圖片也有相應(yīng)的屬性和方法。馬里奧的屬性：（1）坐標(biāo)（x,y）（2）顯示的圖片（3）使用一個(gè)String類型的變量來描述mario當(dāng)前的狀態(tài)關(guān)于馬里奧的行為方法：（1）移動(dòng)（向左、向右）（2）停止（向左、向右）（3）跳躍馬里奧跳躍的狀態(tài)的處理：馬里奧跳躍的時(shí)候分為兩種情況，一種是點(diǎn)擊跳躍鍵在空中，一種是離開障礙物掉落到空中。在跳躍的時(shí)候可以進(jìn)行向左、向右的控制，但當(dāng)已經(jīng)在空中的時(shí)候卻不能再進(jìn)行控制跳躍的問題了，并且在跳躍的過程中還有相關(guān)的馬里奧圖片的切換。2.2.6將馬里奧對(duì)象加入到窗體中和障礙物添加類似，將馬里奧繪制到窗體中，但是馬里奧是動(dòng)態(tài)的，因此需要添加兩個(gè)線程。添加線程一：因?yàn)轳R里奧移動(dòng)的時(shí)候可能是一直進(jìn)行的，Mario類必須實(shí)現(xiàn)一個(gè)線程用來控制馬里奧，一直改變馬里奧的坐標(biāo)，此時(shí)需要引入Runnable接口。添加線程二：馬里奧的狀態(tài)一直在改變，因此需要同步的刷新，即同步的改變馬里奧在窗體中的圖片，為窗體類加入線程。如圖2-5所示。圖2-5添加馬里奧2.2.7將馬里奧與障礙物進(jìn)行設(shè)置（1）橫向阻擋：障礙物與馬里奧之間的沖突和聯(lián)系主要是使用坐標(biāo)來進(jìn)行設(shè)置的，使馬里奧處于哪個(gè)區(qū)域可以活動(dòng)，處于哪個(gè)區(qū)域不可以活動(dòng)，即當(dāng)遇到障礙物和在邊界時(shí)移動(dòng)都會(huì)受到限制。（2）縱向阻擋：在地面或障礙物上可以跳躍，否則不能跳躍，即在縱向方向上馬里奧也有一個(gè)活動(dòng)范圍。（3）障礙物響應(yīng)狀態(tài)的改變：當(dāng)馬里奧碰到障礙物的時(shí)候，障礙物會(huì)響應(yīng)并改變當(dāng)前狀態(tài)，例如，當(dāng)從下往上撞到問號(hào)時(shí)，問號(hào)就會(huì)變?yōu)殍F塊，而撞到磚塊的時(shí)候，磚塊會(huì)消失，如圖2-6所示。圖2-6障礙物響應(yīng)后的狀態(tài)2.2.8敵人的開發(fā)馬里奧游戲中有各種不同的敵人，并且各種敵人的移動(dòng)方式和移動(dòng)范圍都有不同，因此在定義敵人類的時(shí)候也需要一定的屬性和方法，建立一個(gè)Enemy類。敵人的屬性：（1）坐標(biāo)（x,y）（2）初始坐標(biāo)（3）顯示的圖片（4）移動(dòng)方向：不同的敵人有不同的移動(dòng)方向。（5）最大移動(dòng)坐標(biāo)：敵人的移動(dòng)范圍關(guān)于敵人的行為：（1）重置方法（2）死亡（3）線程：同馬里奧一樣，也需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)單獨(dú)的線程來實(shí)現(xiàn)敵人的行為。但是與馬里奧不同的是敵人是在固定的位置進(jìn)行移動(dòng)的，不需要添加上下左右的行為，而是自動(dòng)的進(jìn)行移動(dòng)。2.2.9敵人放到場(chǎng)景中將敵人添加到對(duì)應(yīng)的場(chǎng)景類（BackGround）中的敵人集合里,同時(shí)在窗體類（MyFrame）中通過敵人類不同的坐標(biāo)繪制圖像。與馬里奧一樣，敵人也有自己的移動(dòng)狀態(tài)，因此需要根據(jù)敵人的行為進(jìn)行圖片的切換。并在MyFrame中進(jìn)行不斷的刷新，與敵人的移動(dòng)速度一致。如圖2-7所示。圖2-7馬里奧與敵人2.2.10其他游戲相關(guān)分?jǐn)?shù)的屬性是放在Mario類中的，因此通過馬里奧殺的敵人數(shù)和頂?shù)膯柼?hào)或者磚塊數(shù)進(jìn)行分?jǐn)?shù)的增加或者不變，跟著馬里奧主角的變化而變化。而當(dāng)馬里奧死亡之后，分?jǐn)?shù)需要重置。馬里奧的生命次數(shù)只有三次，因此可以通過馬里奧的屬性進(jìn)行記錄。當(dāng)馬里奧死亡一次后，敵人和磚塊都需要重置，分?jǐn)?shù)也需要重置。3.具體實(shí)現(xiàn)3.1窗體類（1）窗體屬性的代碼如下：publicMyFrame(){ this.setTitle("MyMario"); this.setSize(900,600); //得到屏幕大小，設(shè)置開始出現(xiàn)位置 intwidth=Toolkit.getDefaultToolkit().getScreenSize().width; intheight=Toolkit.getDefaultToolkit().getScreenSize().height; this.setLocation((width-900)/2,(height-600)/2); StaticValue.init();//初始化圖片 this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); //關(guān)閉后結(jié)束 t.start(); this.setVisible(true); //不可改變屏幕大小 this.setResizable(false); //創(chuàng)建全部場(chǎng)景 for(inti=1;i<=3;i++){ this.allBG.add(newBackGround(i,i==3?true:false)); } //將1個(gè)場(chǎng)景設(shè)置為當(dāng)前場(chǎng)景 this.nowBG=this.allBG.get(0); this.mario=newMario(0,480); this.mario.setBg(nowBG); this.repaint(); this.addKeyListener(this);}（2）在窗體類中獲得鍵位編碼的代碼如下：this.addKeyListener(this); publicvoidkeyPressed(KeyEventarg0){ System.out.println(arg0.getKeyCode());//取得所用鍵的具體編碼 }獲得鍵位碼的結(jié)果如下：空格:32左箭頭：37右箭頭：393.2馬里奧類馬里奧是一個(gè)動(dòng)態(tài)的角色，因此在他移動(dòng)或者停止的時(shí)候，都應(yīng)該有不同的狀態(tài)，即有不同的圖片與之對(duì)應(yīng)，并且區(qū)分是向左還是向右。馬里奧與圖片一樣也有相應(yīng)的一些屬性和方法。（1）Mario屬性代碼如下：publicclassMarioimplementsRunnable{ privateintx; privateinty; privateThreadt=null;//加入線程 privateintxmove=0; privateStringstatus; privateBufferedImageshowIamge; privateintscore; privateintlife; publicMario(intx,inty){//構(gòu)造方法 this.x=x; this.y=y; this.showIamge=StaticValue.allMarioImage.get(0); //初始化Mario this.life=3; this.score=0; t=newThread(this); t.start(); this.status="right-standing";//當(dāng)前狀態(tài)的保存形式 }（2）在窗體中實(shí)現(xiàn)Mario的移動(dòng)及跳躍的功能，代碼如下所示：publicvoidleftMove(){ xmove=-5; if(this.status.indexOf("jumping")!=-1){ this.status="left--jumping"; }else{ this.status="left--moving"; } } publicvoidrightMove(){ xmove=5; if(this.status.indexOf("jumping")!=-1){ this.status="right--jumping"; }else{ this.status="right--moving"; } } publicvoidleftStop(){ xmove=0; if(this.status.indexOf("jumping")!=-1){ this.status="left--jumping"; }else{ this.status="left--standing"; } } publicvoidrightStop(){ xmove=0; if(this.status.indexOf("jumping")!=-1){ this.status="right--jumping"; }else{ this.status="right--standing"; } } publicvoidjump(){ if(this.status.indexOf("jumping")==-1){ if(this.status.indexOf("left")!=-1){ this.status="left--jumping"; }else{ this.status="right--jumping"; } ymove=-5; upTime=38; } } publicbooleanisDead(){ returnisDead; } publicvoiddead(){ this.life--; if(this.life==0){ this.isDead=true; }else{ this.bg.reset(); this.x=0; this.y=480; }（3）完成Mario與障礙物的坐標(biāo)判斷在Mario類中定義一個(gè)場(chǎng)景對(duì)象，來保存當(dāng)前Mario所在場(chǎng)景，在MyFrame類中將場(chǎng)景放入mario對(duì)象的屬性中，代碼如下所示：privateBackGroundbg; this.mario.setBg(nowBG);publicvoidrun(){ while(true){//判斷當(dāng)前Mario是否與障礙物碰撞 booleancanLeft=true; booleancanRight=true; for(inti=0;i<this.bg.getAllObstruction().size();i++){ Obstructionob=this.bg.getAllObstruction().get(i); //不允許繼續(xù)向右移動(dòng) if(ob.getX()==this.x+60&&(ob.getY()+60>this.y&&ob.getY()-60<this.y)){ canRight=false; } //不允許繼續(xù)向左移動(dòng) if(ob.getY()==this.x-60&&(ob.getY()+60>this.y&&ob.getY()-60<this.y)){ canLeft=false; } } if(canLeft&&xmove<0||(canRight&&xmove>0)){ x+=xmove; }3.3場(chǎng)景類場(chǎng)景是馬里奧游戲中最難控制的一塊內(nèi)容，因?yàn)轳R里奧游戲里面有多個(gè)通關(guān)，而且每一次通過，里面的敵人障礙物等的位置都是不一樣的。游戲設(shè)計(jì)越復(fù)雜，場(chǎng)景的控制就越難。場(chǎng)景屬性的代碼如下：publicclassBackGround{ privateBufferedImagebgImage=null;//當(dāng)前場(chǎng)景的顯示圖片 privateintsort;//場(chǎng)景的順序 privatebooleanflag; //當(dāng)前是否為最后一個(gè)場(chǎng)景 //通過集合來保存 ListallEnemy=newArrayList();//全部的敵人 ListallObstruction=newArrayList();//全部障礙物 ListremovedEnery=newArrayList();//被消滅的敵人 ListremovedObstruction=newArrayList();//被消滅的障礙物}3.4障礙物類障礙物類(Obstruction)中擁有障礙物的屬性，而場(chǎng)景（BackGround）中的障礙物和敵人使用兩個(gè)集合來進(jìn)行保存。因此可以通過集合來保存各個(gè)障礙物在場(chǎng)景中的位置和狀態(tài)。障礙物屬性的代碼如下：publicclassObstructionimplementsRunnable{ privateintx;//坐標(biāo) privateinty; privateinttype;//類型 privateintstartType;//初始類型 privateBufferedImageshowImage=null;//顯示圖片 //構(gòu)造方法publicObstruction(intx,inty,inttype){ this.x=x; this.y=y; this.type=type; setImage(); }publicvoidreset(){//重置方法 this.type=startType;//將類型改為原始類型 this.setImage();//重新顯示圖片 } publicvoidsetImage(){ showImage=StaticValue.allObstructionImage.get(type); }3.5敵人類敵人與馬里奧的判斷跟障礙物與馬里奧判斷類似。而不同的是敵人是一直移動(dòng)的。因此通過Mario類中的場(chǎng)景對(duì)象，可以對(duì)敵人的狀態(tài)進(jìn)行控制，判斷敵人當(dāng)前的與馬里奧的相對(duì)情況，而做出不同的結(jié)果判斷。敵人屬性的代碼如下：publicclassEnemyimplementsRunnable{ privateintx; privateinty; privateintstartX; privateintstartY; privateinttype; privateBufferedImageshowImage; privateBackGroundbg; privatebooleanisLeftOrUP=true;//移動(dòng)方向 privateintupMax;//移動(dòng)范圍 privateintdownMax; privateThreadt=newThread(this); privateintimageType=0;//圖片狀態(tài) publicvoidsetBg(BackGroundbg){ this.bg=bg; } //普通敵人 publicEnemy(intx,inty,booleanisLeft,inttype,BackGroundbg){ this.x=x; this.y=y; this.startX=x; this.startY=y; this.isLeftOrUP=isLeft; this.type=type; this.bg=bg; if(type==1){ this.showImage=StaticValue.allTriangleImage.get(0); } t.start(); } publicEnemy(intx,inty,booleanisUp,inttype,intupMax,intdownMax,BackGroundbg){ this.x=x; this.y=y; this.startX=x; this.startY=y; this.isLeftOrUP=isUp; this.type=type; this.upMax=upMax; this.downMax=downMax; this.bg=bg; if(type==2){ this.showImage=StaticValue.allFlowerImage.get(0); } t.start(); }4.調(diào)試過程4.1系統(tǒng)測(cè)試開始窗體按空格鍵進(jìn)入馬里奧游戲，總共有三個(gè)場(chǎng)景，每個(gè)場(chǎng)景中有不同的障礙物和敵人，如果馬里奧