基于Java的推箱子游戏设计与实现

基于Java的推箱子游戏设计与实现摘 要社会在进步，人们生活质量也在日益提高。高强度的压力也接踵而来。社会中急需出现新的有效方式来缓解人们的压力。此次设计符合了社会需求，Java推箱子游戏可以让人们在闲暇之余，体验游戏的乐趣。具有操作简单,易于上手的特点。推箱子游戏的玩法十分简单控制人物绕过障碍物，到达目的地。此次毕业设计基于Java语言。将游戏地图做成通用的关卡设计，关卡用二维数组实现，在二维数组中设置值域来表示不同对象，运用二维数组的遍历算法来加载对应图片实现了游戏图片初始化状态。同时，通过初始化多个不同二维数组实现了游戏地图关卡的设计，方法巧妙且简单易行，有效的解决了图片排布问题。充分运用类和方法的调用来实现游戏关卡的初始化。用读取键值的方法判断游戏人物移动、停止、到达目的地。舒缓的音乐配合有趣的步骤，相信能引起很多人的兴趣。作为一个具有悠久历史的游戏，也能够引起人的怀念和共鸣。关键词 Java 游戏 二维数组 算法 读取键值 栈iSokoban based on JavaAbstractSocial progress, quality of life is also increasing. High-intensity pressure also follows. The emergence of new social urgently needed an effective way to relieve peoples stress. This is designed to meet the needs of the community, Java Sokoban game allows people in her spare time, experience the fun of the game. With simple operation, easy to use features. Sokoban games rule is very simple - control characters around obstructions, to arrive at the destination. The graduation project is based on Java language. Game map to make a generic level design, level with two-dimensional array implementation, set the domain in a two-dimensional array to represent different objects, using the two-dimensional array of times calendar calculation method is realized to load the corresponding picture game image initialized state. At the same time, through the initialization of several different two-dimensional arrays realized the design of the game map level, a method is clever and simple, easy to effectively solve the problem of the picture arrangement. Make full use of calling classes and methods to implement the initialization of the game levels with reading the key value method to judge the characters move, stop, or reaching its destination. Soothing music with interesting step, which will hopefully lead to a lot of peoples interest. As a game with a long history, but also can cause people to miss and resonance.Key Words: Java game; two-dimensional arrays; algorithm; key value method; stack;ii目 录摘 要iAbstractii引 言11 系统分析21.1 技术可行性分析21.1.1 可行性目的21.1.2 可行性研究前提21.1.3 算法可行性分析21.1.4 平台选择61.2 需求分析61.2.1 引言61.2.2 游戏需求61.2.3 软硬件需求91.2.4 接口控制101.3 方案论证101.3.1 C+语言的优点101.3.2 Java语言的优点111.3.3 C语言的优点131.3.4 方案选择142 概要设计162.1 游戏设计分析162.1.1 地图文件的引用182.1.2 程序运逻辑192.1.3 绘图202.1.4 显示平台222.2 注意事项242.3 游戏流程图242.4 函数模型253 详细设计283.1 游戏总体结构与代码283.2 选关模块293.3 地图的绘制形成303.4 小人与箱子移动的算法313.5 小人上下移动模块333.6 悔棋模块343.7 音乐控制354 游戏测试384.1 软件测试384.1.1 软件测试简介384.2 测试方法384.3 测试步骤384.4 游戏系统性能分析415 项目经验与总结426 参考文献447 致谢458 外文原文及中文翻译46引 言策略性游戏可以锻炼人的思维能力还能缓解人的压力，使人们暂时忘却生活当中的烦恼，增强人们的逻辑思维能力，游戏的艺术美也吸引着越来越多的玩家和厂商，寓教于乐，在放松人们心情的同时还可以活跃双手。在人类的社会生活当中，游戏占有很大的比重，并且随着社会的发展而不断发展。而且游戏本身具有激发人类潜在行为的特质，是一种能够吸引人们参与其中的活动，其本身具有强烈的吸引力使游戏者卷入其中；再者适当的游戏、合理的时间安排，能够让玩家在娱乐的同时还可以锻炼其反应速度及灵敏程度，亦可让玩家从压力中释放出来。因此游戏逐渐成为人们生活中不可缺少的一部分，游戏产业也正逐步发展成熟。经典的推箱子游戏是一个来自日本的古老游戏，目的是在训练你的逻辑思考能力。它的玩法也非常简单，在一个狭小的仓库中，要求把木箱放到指定的位置，稍不小心就会出现箱子无法移动或者通道被堵住的情况，所以需要巧妙的利用有限的空间和通道，合理安排移动的次序和位置，控制人物不停的移动将箱子推到目的位置才能顺利的完成任务。难点在于移动的位置，以及箱子到达指定位置的顺序，只有多加思考才能获得游戏的胜利。反复推敲，锻炼了人们的耐性。本次的开发尽量多的设置了关卡数目，增强游戏的耐玩性，同时在画面上有所提高，借鉴了许多达人的经验和技术，引发了我对游戏的热爱，丰富了个人生活，相信推箱子游戏在今后的社会总会越来越引人注目。811 系统分析1.1 技术可行性分析1.1.1 可行性目的通过推箱子游戏中使用的Java技术，让我能够更加熟练的使用Eclipse。同时了解相关运行环境的配置。将理论知识和实际操作结合起来。达到学以致用的目的。网上资料的查询极大的提高了我的自学能力。希望经过此次设计，锻炼自己的思考，解决问题的能力。对系统开发的流程有更深层次的理解，检验学习成果和实际动手能力，对底层知识有更深的了解。为今后的工作打好基础。1.1.2 可行性研究前提基本需求:通过规范的开发流程，采用面向对象的分析设计方法实现游戏美观，易玩，及时等特性。操作性方面主要通过键盘的借口实现，操作键位是上下左右。主要开发目标:通过此次研究熟练Java的相关知识和技术的应用，界面美化的工作需要同学的帮助，了解团队和合作的重要，熟悉不同领域相关技术的交叉，完成Java推箱子游戏的基本功能。条件假定和限制：Java相关技术的使用不是很熟练，如果有些游戏bug没有及时发现，相关升级版本需要之后弥补，更正。可行性研究所采用的方法和步骤,通过研究分析推箱子小游戏所需要的功能以及实现的方法、确定主体结构。利用所学到的知识，以最简洁、最容易的办法，边开发边测试边修改，实现一个初级游戏软件。评价尺度,实现基础的推箱子功能，如输赢判定，人物的移动位置，箱子的移动位置，同时加强画面的优化，音乐的选定等基础功能。更强的优化需要以后的升级和修改，实现相关功能就达到目标。1.1.3 算法可行性分析管理可行性:此次设计基于Java，有面向对象，可移植性，安全性，并发机制，支持可视化图形界面等特点。易于管理。经济可行性: 经济可行性是指可以使用的资源的可能性（资源包括人力资源、自然资源和资金条件）。经济可行性的内容经济可行性包括两个方面的内容：一是某一备选方案占有和使用经济资源的可能性，进而实现政策目标的可能性；二是实施某一政策方案所需花费的成本和取得的收益。政府的财政资源是有限的，任何政策方案占有和使用的经济资源也是有限的。因此，任何一项公共政策都存在一个争取公共经济资源的问题。一般说来，“公共政策的经济资源的占有量与其政策目标的期望值成正比例关系。”当然，这还涉及到一个成本效益问题。如果某一方案的成本大于收益，显然这项政策是不可行的。经济可行性的方法评估经济可行性有两个基本方法：成本效益分析或损益分析，成本效能分析（或称成本有效性分析）。经济可行性的标准经济可行性的具体标准有投入产出比（O/I）、效率（efficiency）、效力（effectiveness）、利润率（profitability）等。这里主要特别说明效率和效力这两个概念。效率是以最小的投入取得最大的产出；效力则是以最小的成本实现即定的目标。二者虽然相关，但却不能混淆，最高效率和最高效力不一定出现在同一个点上。举一个简单的例子，你购买一本书的最小成本是20元，但当你同时买10本同样的书时，只需180元。这后一种显然更有效力（一本书的成本只要18元），但问题是同样的书你只要一本就够了，显然这后一种就不能满足你最基本的目标了。本次设计注重游戏功能的实现，达到设计目的，不用于其他的商业用途。通过此次设计增强Java技术和实践的结合。同时了解可视化界面，设计操作界面和页面的跳转更换。操作环境需要Eclipse。相关资料可以上网查询。硬件方面可以普通笔记本可以达到要求。技术可行性:对于本游戏，可以使用如VB，Java，Delphi等相关的编程语言，但是考虑到编写程序的难易程度以及对编译语言的了解程度，本游戏选择Java程序语言作为编程语言。需要对变量定义、变量初始化、界面初始化、游戏初始化等，然后就可以进入游戏，处理游戏过程中的各种操作。同时进行技术可行性分析时，要注意以下一些问题。 1全面考虑系统开发过程所涉及的所有技术问题软件开发涉及多方面的技术，包括开发方法、软硬件平台、网络结构、系统布局和结构、输入输出技术、系统相关技术等。应该全面和客观地分析软件开发所涉及的技术，以及这些技术的成熟度和现实性。2尽可能采用成熟技术成熟技术是被多人采用并被反复证明行之有效的技术，因此采用成熟技术一般具有较高的成功率。另外，成熟技术经过长时间、大范围使用、补充和优化，其精细程度、优化程度、可操作性、经济性等方面要比新技术好。鉴于以上原因，软件项目开发过程中，在可以满足系统开发需要、能够适应系统发展、保证开发成本的条件下，应该尽量采用成熟技术。3慎重引入先进技术在软件项目开发过程中，有时为了解决系统的特定问题，为了使所开发系统具有更好的适应性，需要采用某些先进或前沿技术。在选用先进技术时，需要全面分析所选技术的成熟程度。有许多报道的先进技术或科研成果实际上仍处在实验室阶段，其实用性和适应性并没有得到完全解决，也没有经过大量实践验证，在选择这种技术时必须慎重。例如，许多文章中已经报道了指纹识别技术，而且市场上也有实验性产品，但指纹识别技术至今仍有许多重大技术难题没有突破，离具体应用仍有一定距离。因此，在项目开发中要谨慎选用这种技术。如果不加分析，在项目中盲目采用指纹识别技术，应用时肯定会出现许多难以解决的具体问题。4着眼于具体的开发环境和开发人员许多技术总的来说可能是成熟和可行的，但是在开发队伍中如果没有人掌握这种技术，而且在项目组中又没有引进掌握这种技术的人员，那么这种技术对本系统的开发仍然是不可行的。例如，分布对象技术是分布式系统的一种通用技术，但是如果在开发队伍中没有人掌握这种技术，那么从技术可行性来看就是不可行的。5技术可行性评价技术可行性评价是通过原有系统和欲开发系统的系统流程图和数据流图，对系统进行比较，分析新系统具有的优越性，以及对设备、现有软件、用户、系统运行、开发环境、运行环境和经费支出的影响，然后评价新系统的技术可行性。社会可行性:社会可行性是在特定环境下对项目的开发与实施。社会就是由许多个体汇集而成的有组织有规则或纪律的相互合作的生存关系的群体。没有分工与合作关系的个体所聚集成的群体不成为社会。本次设计基于学习的需要，所做毕业设计的内容不会在社会上进行商业运作。网上所查的资料以及相关的知识的引用，属于学术交流，不涉及版权，以及法律责任。同时不会对社会产生负面的影响，不存在不可行性。算法实现：以人为中心，出现两种可能：人在空位人在目标位置上 有六种可能：（注：x1，y1, x2, y2为坐标的偏移量,i ,为人所在的坐标 )人在目标位置上 同样也有六种可能：仍然使用问题1的广度优先扩展，容易找出所有和主角所在空间相邻的箱子，判断箱子是否可以从主角所在空间推动也不难，先看是哪一面相邻，再看箱子另一面是否为空。程序设计思路：对于工人的操作很简单：4个方向的移动，工人移动箱子也随之移动。地图数据最为关键：第一关的地图都要更换，这些位置也要变，首先我们设计一个二维数组map.我们所地图想象成一个网格，每个格子就是图片的大小30像素，工人和箱子每步移动的距离也是30像素假设工人移动方式向右，其它方向原理是一致的，P1、P2分别代表工人移动趋势方向前的两个方格（1）前方P1是围墙：如果工人前方是围墙 退出规则判断，布局不做任何改变（2）前方P1是通道或目的地如果工人前方是通道或目的地 工人可以进入到P1方格，修改相关位置的格子状态值（3）前方P1是箱子在这种情况，需要判断箱子(P1)前方P2处的物体，来判断工人是否可以移动，此时有以下可能：一、P1处为箱子（BOX）或者放到目的地的箱子,P2处为通道：工人可以进到P1方格，P2方格的状态可以修改为箱子，修改相关格子的状态值二、P1处为箱子或者放到目的地的箱子,P2处为目的地：工人可以进到P1方格，P2处为放到目的地的箱子,修改相关格子的状态值三、P1处为箱子，P2处为墙：退出判断规则布局不做任何改变1.1.4 平台选择Eclipse是一个开放源代码的软件开发项目，专注于为高度集成的工具开发提供一个全功能的、具有商业品质的工业平台。它主要由Eclipse项目、Eclipse工具项目和Eclipse技术项目三个项目组成，具体包括四个部分组成Eclipse Platform、JDT、CDT和PDE。JDT支持Java开发、CDT支持C开发、PDE用来支持插件开发，Eclipse Platform则是一个开放的可扩展IDE，提供了一个通用的开发平台。它提供建造块和构造并运行集成软件开发工具的基础。分析对象的技巧在于它的重复利用及维护效率。如果要把设计出来的程序在不同的显示平台上执行，就要作大幅度的更动甚至重写，这样就失去了面向对象属性，所以在本程序分析时将不变与易变的因素分别做成对象，如地图文件、小人与箱子的移动以及程序的运算逻辑就是不变的项目，而绘图及显示平台会因为环境而有所不同属于易变的项目。虽然大多数用户很乐于将 Eclipse 当作 Java集成开发环境（IDE）来使用，但 Eclipse 的目标却不仅限于此。Eclipse 还包括插件开发环境（Plug-in Development Environment，PDE），这个组件主要针对希望扩展 Eclipse 的软件开发人员，因为它允许他们构建与 Eclipse 环境无缝集成的工具。由于 Eclipse 中的每样东西都是插件，对于给 Eclipse 提供插件，以及给用户提供一致和统一的集成开发环境而言，所有工具开发人员都具有同等的发挥场所。1.2 需求分析1.2.1 引言随着计算机在日常工作中的普及，软件开发行业作为其必不可少的组成部分，被人们所认可。在我国，软件行业日渐成熟，小作坊式的开发形式，已经不能满足我国对于软件规范化、实用性的要求，软件开发流程化及各个职能部门工作的有效划分和正确协作，是现在软件行业面临的一个较大的问题。软件需求分析是软件开发的出发点，为设计起到指导性作用，所以需求分析在软件行业及开发流程中起着非常重要的作用。“需求分析”,就是对需要解决的问题进行详细分析,弄清楚需要解决的问题。开发人员需要了解顾客的需求,然后体现在软件中。如果说软件开发过程中,开发人员需要了解自己做什么,顾客需要告诉开发人员自己需要什么,而需求分析就是连接开发人员和顾客之间的重要纽带。只有真正理解顾客的需求,才能设计出顾客所需要的软件。在过去很长一段时间,开发人员的认为需求分析是整个开发过程中最简单的一个环节。然后越来越多的开发人员认识到它才是整个开发过程中的核心部分。正所谓“磨刀不误砍柴工”。只有真正理解了顾客的需求,才能顺利开发出顾客真正需要的软件。如果一味追求进度,而忽略需求分析,很可能南辕北辙,开发变得毫无意义。一、什么是软件需求分析通俗地说，软件需求分析是解决做什么，怎么做的问题。告诉客户及开发人员，需要实现哪些功能，以何种方式，在什么平台去进行操作，开发结束后，应交付哪些东西。需求分析就是分析软件用户的需求是什么.如果投入大量的人力，物力,财力,时间,开发出的软件却没人要,那所有的投入都是徒劳.如果费了很大的精力,开发一个软件,最后却不满足用户的要求,从而进行重新开发,这种返工是让人痛心疾首的。这个问题是最典型也是最常见的,现在这个问题一般很好避免,都知道项目的一些敏感性的东西,例如想会有哪些地方设计的不好可能导致以后的使用出现BUG。二、需求分析的任务简言之,需求分析的任务就是解决做什么的问题,就是要全面地理解用户的各项要求,并准确地表达所接受的用户需求。(1)、了解顾客的要求这是需求分析的重点任务,也是最基本的任务。只有正确了解、理解顾客的要求,才能顺利完成需求分析。(2)、分析系统的数据要求软件产品是指软件开发商根据市场需要开发的、具有一定适用性和潜在客户的、可销售的软件成品。它区别于应特定客户需求或根据订单开发的软件商品，通常应具有更高的通用性和适应性。但它的通用性和适应性不是轻而易举就能达到的。要实现软件的产品化，就必须在软件产品的设计上下一番功夫。三、需求分析的过程需求分析阶段的工作,可以分为四个方面:问题识别,分析与综合,制订规格说明,评审。（1）、问题识别就是从系统角度来理解软件,确定对所开发系统的综合要求,并提出这些需求的实现条件,以及需求应该达到的标准.这些需求包括：功能需求(做什么),性能需求(要达到什么指标),环境需求(如机型,操作系统等),可靠性需求(不发生故障的概率）,安全保密需求,用户界面需求,资源使用需求(软件运行是所需的内存,CPU等),软件成本消耗与开发进度需求,预先估计以后系统可能达到的目标。（2）、分析与综合逐步细化所有的软件功能,找出系统各元素间的联系,接口特性和设计上的限制,分析他们是否满足需求,剔除不合理部分,增加需要部分.最后,综合成系统的解决方案,给出要开发的系统的详细逻辑模型(做什么的模型)。（3）、制订规格说明书即编制文档,描述需求的文档称为软件需求规格说明书.请注意,需求分析阶段的成果是需求规格说明书,向下一阶段提交。（4）、评审对功能的正确性,完整性和清晰性,以及其它需求给予评价.评审通过才可进行下一阶段的工作,否则重新进行需求分析。四、需求分析的方法需求分析的方法有很多.这里只强调原型化方法,其它的方法如:结构化方法,动态分析法等。原型化方法是十分重要的。原型就是软件的一个早期可运行的版本,它实现了目标系统的某些或全部功能。原型化方法就是尽可能快地建造一个粗糙的系统,这系统实现了目标系统的某些或全部功能,但是这个系统可能在可靠性,界面的友好性或其他方面上存在缺陷。建造这样一个系统的目的是为了考察某一方面的可行性，如算法的可行性,技术的可行性,或考察是否满足用户的需求等。比如，为了考察是否满足用户的要求,可以用某些软件工具快速的建造一个原型系统,这个系统只是一个界面,然后听取用户的意见,改进这个原型。以后的目标系统就在原型系统的基础上开发。原型主要有三种类型(软考考过):探索型,实验型,进化型。（1）探索型:目的是要弄清楚对目标系统的要求,确定所希望的特性,并探讨多种方案的可行性。（2）实验型:用于大规模开发和实现前,考核方案是否合适,规格说明是否可靠。（3）进化型:目的不在于改进规格说明,而是将系统建造得易于变化,在改进原型的过程中,逐步将原型进化成最终系统。在使用原型化方法是有两种不同的策略:废弃策略,追加策略。废弃策略:先建造一个功能简单而且质量要求不高的模型系统，针对这个系统反复进行修改,形成比较好的思想,据此设计出较完整、准确、一致、可靠的最终系统。系统构造完成后,原来的模型系统就被废弃不用.探索型和实验型属于这种策略。 1.2.2 游戏需求玩家是通过对小人的移动操作来控制推动箱子的，并且玩家需要避过障碍物以及死角，才能将其推放到指定位置从而达到过关的目的。如果玩家将箱子推入死角导致箱子无法移动或不能移动到指定位置则闯关失败，可以通过悔步或重新开始等操作来重新挑战本关。1、能够显示主菜单和功能游戏需要提供主菜单让玩家进行游戏设置，同时能能够把地图文件中的信息转换成为图像显示到主游戏界面上。2、能够实现键盘操作功能 能够接收到键盘输入的方向键信息，并根据不同的方向键把游戏任务移动到相应的位置，例如，当玩家单击方向键“上”时，如果向上的位置是可移动的，那么就当把游戏人物向上移动一个方格。3、能够把放置到位置上的箱子进行变色显示当玩家把箱子推到指定位置的格子时，需要把这个箱子进行变色。这样就能明确地显示出该箱子是否已经放置到指定位置上。4、支持游戏扩展功能玩家可以自己扩展原游戏地图文件，从而生成新的游戏地图。5、游戏胜负判断功能在游戏中，当玩家把全部的箱子都推到箱子放置点时，玩家胜利通过当前游戏关口，进行下一关口的游戏，如果玩家无法将指定的箱子全部推到放置点时，玩家失败。玩家可以选择重新进行当前关口的游戏，还是退出游戏。6、支持关口选择功能玩家在游戏中可自行选择需要挑战的关口。7、游戏提供支持背景音乐功能通过主菜单，在游戏开始后，可以选择播放或者禁止播放背景音乐。8、系统数据流图（DFD）1）顶层数据流图2）0层数据流图3）1层数据流图1.2.3 软硬件需求硬件环境需求：CPU：Intel i5-6500；内存:4G；内存剩余资源：500M；软件环境需求：JDK 1.7及其以上的版本。Eclipse MRAS。1.2.4 接口控制使用键盘的接口控件操作，上下左右相关键位控制小人的移动。addKeyListenerpublic void addKeyListener(KeyListener l)添加指定的按键侦听器，以接收发自此组件的按键事件。如果 l 为 null，则不会抛出异常并且不执行动作。Java.awt.event 接口 KeyListener用于接收键盘事件（击键）的侦听器接口。旨在处理键盘事件的类要么实现此接口（及其包含的所有方法），要么扩展抽象 KeyAdapter 类（仅重写有用的方法）。然后使用组件的 addKeyListener 方法将从该类所创建的侦听器对象向该组件注册。按下、释放或键入键时生成键盘事件。然后调用侦听器对象中的相关方法并将该 KeyEvent 传递给它。方法摘要voidkeyPressed(KeyEvent e) 按下某个键时调用此方法。voidkeyReleased(KeyEvent e) 释放某个键时调用此方法。voidkeyTyped(KeyEvent e) 键入某个键时调用此方法。1.3 方案论证学校开设的关于学习编程语言的课程有C语言、C+语言、Java程序语言等，皆可用于编写推箱子小游戏的程序。不同的语言有其不同的特点和优势，下面来逐一分析一下。1.3.1 C+语言的优点软件需求分析特别重要。在软件工程的历史中，很长时间里人们一直认为需求分析是整个软件工程中的一个简单步骤，但在过去十多年中越来越多的人认识到它是整个过程中最为关键的一个过程。只有通过软件需求分析，才能把软件功能和性能的总体概念描述为具体的软件需求规格说明，从而奠定软件开发的基础。许多大型应用系统的失败，最后均归结到需求分析的失败：要么获取需求的方法不当，使得需求分析不到位或不彻底，导致开发者反复多次地进行需求分析，致使设计、编码、测试无法顺利进行；要么客户配合不好，导致客户对需求不确认，或客户需求不断变化，同样致使设计、编码、测试无法顺利进行。C+语言支持几乎所有的面对象程序设计特征。可以说，C+语言集中体现了近20年来在程序设计和软件开发领域出现的新的思想和新技术，这主要包括： （1）抽象数据类型。（2）封装和信息隐藏。（3）以继承和派生方式实现程序重用。（4）以运算符重载和虚函数来实现多态性。（5）以模版来实现类型的参数化。C+是程序员和软件开发者在实践中创造的一般的高级程序设计语言是由计算机科学家在科研和教学环境中设计出来的，然而，C+语言却是由从事实际系统开发的程序员在实践中创造。因此，C+往往从编写实际程序的角度出发，为了程序员提供了各种各样、灵活、高效的语言特性。正是这些良好的特性使得C+在很多领域，特备是大规模系统程序开发的开发方面，得到广泛应用。目前，许多成功的大型软件都是使用C+编写的。C+是C语言的超集所谓“C+是C语言的超集”是指包含C+中包含C语言的全部语法特征。因此，每一个用C语言编写的程序都是一个C+程序。C+程序的设计宗旨就是在不改变C语言语法规则的基础上扩充新的特性。实际上，能够很好地兼容C语言正是C+取得成功的原因之一，这是因为：（1）C+继承了C语言简明、高效、灵活等众多优点。（2）以前使用C语言编写的大批软件可以不加任何修改，直接在C+开发环境下维护。（3）C语言程序员只需要学习C+扩充的新特性，就可以很快地使用C+编写程序。由于具有以上特点，C+已经开始取代C语言工作，被广泛地应用于各行领域的程序设计工作中。时间表明，对于中型和大型程序的开发工作，使用C+的效果要比C言语好的多。C+正在从软件的可靠性，可重用性，可扩充性，可维护性等方面体现出它的优越性。1.3.2 Java语言的优点Java语言的流行除了因为它能够编制嵌入HTML文件中的Applet外，还在于Java语言本身的面向对象、简单、平台无关性、安全性、多线程等特点。其次，Java语言的结构与编写方式，与C+语言类似，因此学习Java语言，不仅要了解Java语言独有的编程特点，同时还要有程序设计基础和面向对象的概念。Java语言的主要特点如下： 1.简单、高效。 Java语言与C+类似，如果用户了解C+和面向对象的概念，就可以很快编写出Java程序；此外，Java又不同于诸如C+语言提供的各种各样的方法，它只提供了基本的方法，这样就减少了编程的复杂性，例如去掉了头文件、指针变量、结构、运算符重载、多重继承等复杂特性。Java语言虽然简单，却非常高效，它可以用面向对象的方法来描述用户的每一个动作。 2.面向对象。 面向对象的分析根据抽象关键的问题域来对系统进行分解。面向对象的设计是一种提供符号设计系统的面向对象的实现过程，它用非常接近实际领域术语的方法把系统构造成“现实世界”的对象。面向对象程序设计可以看作一种在程序中包含各种独立而又互相调用的对象的思想，这与传统的思想刚好相反：传统的程序设计主张将程序看作一系列函数的集合，或者直接就是一系列对电脑下达的指令。面向对象程序设计中的每一个对象都应该能够接受数据、处理数据并将数据传达给其它对象，因此它们都可以被看作一个小型的“机器”，即对象。 Java语言是一种新的面向对象的程序设计语言，它除了几种基本的数据类型外，大都是类似C+中的对象和方法，程序代码大多体现了类机制，以类的形式组织，由类来定义对象的各种行为。Java同样支持类继承，这样也减少了程序设计的复杂性。 3.平台无关性 。Java语言经编译后生成与计算机硬件结构无关的字节代码（Bytecode），这些字节代码被定义为不依赖任何硬件平台和操作系统。当Java程序在运行时，需要由一个解释程序对生成的字节代码解释执行。这体现了Java语言的与平台无关性，使得Java程序可以在任何平台上运行，如MS-DOS, Windows，Unix等，因此具有很强的移植性。 4.交互式特性。 Java是面向对象的网络编程语言，由于它支持TCPIP协议，使得用户可以通过浏览器访问到Internet上的各种动态对象。并且在网络上用户可以交互式地进行各种动作，而多线程技术的引入使得这种交互式操作更为容易。 5.多线程机制。 Java语言支持多线程机制，多线程机制使得Java程序能够并行处理多项任务。Java程序可以设计成具有多个线程，例如让一个线程负责数据的检索、查寻，另一个线程与用户进行交互，这样，两个线程得以并行执行。多线程机制可以很容易地实现网络上的交互式操作。 6.动态的内存管理机制。 Java语言采用了自动垃圾回收机制进行内存的管理。在C+语言中，程序员在编写程序时要仔细地处理内存的使用，例如当某个内存快使用完毕时，要及时释放，以供其它程序使用，一旦内存管理不当，就有可能造成内存空间浪费或程序运行故障。在Java系统中包括了一个自动垃圾回收程序，它可以自动、安全地回收不再使用的内存块，这样，程序员在编程时就无需担心内存的管理问题，从而使Java程序的编写变得简单，同时也减少了内存管理方面出错的可能性。 7.安全性 在类似Internet的这种分布式网络环境中，安全性是个不容忽视的问题。Java语言在安全性方面引入了实时内存分配及布局来防止程序员直接修改物理内存布局；通过字节代码的验证器对字节代码的检验，以防止网络病毒及其它非法代码侵入。此外，Java语言还采用了许多面向对象的异常处理机制，负责对一些异常事件进行处理，如内存空间不够，程序异常中止等的处理。以上介绍了Java语言的一些主要特点，除此之外它还具有动态性、类库丰富、高性能等特点，这些都使得Java语言在各个方面得以成熟和完善，成为大众日益青睐的程序设计语言之一。1.3.3 C语言的优点C语言是一种计算机程序设计语言。它既具有高级语言的特点，又具有汇编语言的特点。它可以作为工作系统设计语言，编写系统应用程序，也可以作为应用程序设计语言，编写不依赖计算机硬件的应用程序。它的应用范围广泛，具备很强的数据处理能力，不仅仅是在软件开发上，而且各类科研都需要用到C语言，适于编写系统软件，三维，二维图形和动画。具体应用比如单片机以及嵌入式系统开发。在C的基础上，一九八三年又由贝尔实验室的Bjarne Strou-strup推出了C+。 C+进一步扩充和完善了C语言，成为一种面向对象的程序设计语言。C+目前流行的最新版本是Borland C+, Symantec C+和Microsoft VisualC+。 C+提出了一些更为深入的概念，它所支持的这些面向对象的概念容易将问题空间直接地映射到程序空间，为程序员提供了一种与传统结构程序设计不同的思维方式和编程方法。因而也增加了整个语言的复杂性，掌握起来有一定难度优点:1. 简洁紧凑、灵活方便。 C语言一共只有32个关键字，9种控制语句，程序书写形式自由，区分大小写。把高级语言的基本结构和语句与低级语言的实用性结合起来。C 语言可以像汇编语言一样对位、字节和地址进行操作，而这三者是计算机最基本的工作单元。 2.运算符丰富。 C语言的运算符包含的范围很广泛，共有34种运算符。C语言把括号、赋值、强制类型转换等都作为运算符处理。从而使C语言的运算类型极其丰富，表达式类型多样化。灵活使用各种运算符可以实现在其它高级语言中难以实现的运算。 3.数据类型丰富。C语言的数据类型有：整型、实型、字符型、数组类型、指针类型、结构体类型、共用体类型等。能用来实现各种复杂的数据结构的运算。并引入了指针概念，使程序效率更高。另外C语言具有强大的图形功能，支持多种显示器和驱动器。且计算功能、逻辑判断功能强大。同时对于不同的编译器也有各种 4.C是结构式语言。结构式语言的显著特点是代码及数据的分隔化，即程序的各个部分除了必要的信息交流外彼此独立。这种结构化方式可使程序层次清晰，便于使用、维护以及调试。C语言是以函数形式提供给用户的，这些函数可方便的调用，并具有多种循环、条件语句控制程序流向，从而使程序完全结构化。 5.语法限制不太严格，程序设计自由度大。虽然C语言也是强类型语言，但它的语法比较灵活，允许程序编写者有较大的自由度。 允许直接访问物理地址，对硬件进行操作。 由于C语言允许直接访问物理地址，可以直接对硬件进行操作，因此它既具有高级语言的功能，又具有低级语言的许多功能，能够像汇编语言一样对位、字节和地址进行操作，而这三者是计算机最基本的工作单元，可用来写系统软件。 6.生成目标代码质量高，程序执行效率高。 一般只比汇编程序生成的目标代码效率低1020%。 7.适用范围大，可移植性好。C语言有一个突出的优点就是适合于多种操作系统，如DOS、UNIX、windows 98windows NT；也适用于多种机型。C语言具有强大的绘图能力，可移植性好，并具备很强的数据处理能力，因此适于编写系统软件，三维，二维图形和动画，它也是数值计算的高级语言。1.3.4 方案选择面向对象是一种认识世界的方法，是一种程序设计方法。面向对象的观点认为，客观世界是由各种各样的实体，即对象组成的。每种对象都有自己的内部状态和运动规律，不同对象间的相互联系和相互作用就构成了各种不同的系统，并进而构成整个客观世界。按照这样的思想设计程序，就是面向对象的程序设计。面向对象的程序设计吸取了结构化程序设计的先进思想，并把它们同几个支持用户用新方法进行程序设计的有力概念结合在一起。所有面向对象的程序设计语言一般都包含三个概念：封装、多态性和继承性。这种方法要求语言必须具备抽象、封装、继承和多态性这几个关键要素。面向对象的程序设计，是通过数据和代码建立分块的内存区域，以便提供对程序进行模块化的一种程序设计方法，这些模块可以被用作样板，在需要时再建立其副本。C+语言和Java语言在面向对象这方面都比较强，C+语言为了与C语言兼容，其是包含了些面向过程的成分；Java语言除了C+语言中非面向过程的部分，其程序编写过程就是设计、实现类，定义其属性、行为的过程。还有Java语言特有的“沙箱”机制是其安全性的保障，同时它去除了C+语言中易造成的错误指针，增加了自动内存管理等措施，保证了Java程序运行的可靠性。对于变量声明、参数传递、操作符、控制语句等方面，Java使用了与C、C+相同的风格，使得熟悉C、C+的程序员能很方便地进行编程。同时，Java为了实现其简单、强壮、安全等特性，也去掉了C和C+中许多不合理的内容。Java语言和C语言、C+语言的 区别有： 1.全局变量.Java程序中，不能在所有类之外定义全局变量，只能通过在一个类中定义公用、静态的变量来实现一个全局变量。Java对全局变量进行了更好的封装。而在C语言和C+语言中，依赖于不加封装的全局变量常常造成系统的崩溃。 2.不采用Goto语句.Java不支持C语言/C+语言中的Goto语句，而是通过例外处理语句Try、Catch、Finally等来代替，并处理遇到错误时跳转的情况，使程序更可读且更结构化。3.指针 Java不支持C语言/C+语言中的指针，因为由指针所进行的内存地址操作常会造成不可预知的错误，同时通过指针对某个内存地址进行显式类型转换后，可以访问一个C+中的私有成员，从而破坏安全性，造成系统的崩溃。Java对指针进行完全的控制，程序员不能直接进行任何指针操作，例如把整数转化为指针，或者通过指针释放某一内存地址等。因此，经过再三比较三种语言之后，采用了Java语言来编写推箱子小游戏的程序代码。各类语言使用热度如下图1-2所示：图1-2 编程语言使用热度排行图1-3热门编程语言使用热度变化曲线2 概要设计概要设计是一个设计师根据用户交互过程和用户需求来形成交互框架和视觉框架的过程，其结果往往以反映交互控件布置、界面元素分组以及界面整体板式的页面框架图的形式来呈现。这是一个在用户研究和设计之间架起桥梁，使用户研究和设计无缝结合，将对用户目标与需求转换成具体界面设计解决方案的重要阶段 。概要设计的主要任务是把需求分析得到的系统扩展用例图转换为软件结构和数据结构。设计软件结构的具体任务是：将一个复杂系统按功能进行模块划分、建立模块的层次结构及调用关系、确定模块间的接口及人机界面等。数据结构设计包括数据特征的描述、确定数据的结构特性、以及数据库的设计。显然，概要设计建立的是目标系统的逻辑模型，与计算机无关。2.1 游戏设计分析分析对象的技巧在于它的重复利用及维护效率。如果要把设计出来的程序在不同的显示平台上执行，就要作大幅度的更动甚至重写，这样就失去了面向对象属性，所以在本程序分析时将不变与易变的因素分别做成对象，如地图文件、小人与箱子的移动以及程序的运算逻辑就是不变的项目，而绘图及显示平台会因为环境而有所不同属于易变的项目。此次推箱子游戏需要用到Java GUI来对界面和图形进行编程。GUI全称Graphical User Interfaces，意为图形用户户界面，又称为图形用户接口，GUI指的就是采用图形方式显示的计算机操作用户界面， 实现GUI编程的必不可少的三个条件是组件、事件组件组件就是一些基本的图形元素，包含有两类组件，一类是像我们经常用到的按钮、文本框、文本域、多选按钮、单选按钮等；另一类是我们经常说到的容器，比如说窗体、Panel等，它的作用主要是用来组织界面上的组件或者单元。AWT组件AWT组件是重量级组件，它依赖于本地操作系统的GUI，缺乏平台独立性。但是AWT组件简单稳定，兼容于任何一个JDK版本。AWT所涉及到的类一般在Java.awt的包及其子包中。Java.awt中的类负责与本地操作系统进行交互，让本地操作系统显示和操作组件。AWT中的两个核心类是Container（容器）和Component类，如下图所示：图2-1 Container和Component类Component类Java图形用户界面最基本组成部分是Component，Component类及其子类的对象用来描述以图形化的方式显示在屏幕上并能够与用户进行交互的GUI元素（标签、按钮）。Container类用来组织界面上的组件或者单元。有两种常用的Container（容器），一是Window，Window对象表示自由停泊的顶级窗口，另一个是Panel对象可作为容纳其他Component对象，但不能够独立存在，必须被添加到其他Container中，比如说Window或者Applet中。Container它有一定的范围和大小，一般都是矩形。也有一定的位置，这个位置可分相对位置和绝对位置。一个Container中可以包含其他Container，Container中可以