java课程设计-五子棋(附源代码).doc

Java语言与面向对象技术课程设计课程设计报告( 2014- 2015年度第二学期)科目面向对象课程设计专业网络工程学生姓名董志文班级13级2班学号1308020207指导教师江涛完成日期59目 录1 概 述.3 1.1课程设计目的.3 1.2预备知识.3 1.3课程设计内容和要求.32 需求分析.4 2.1 系统目标.4 2.2 主体功能.4 2.3 开发环境.4 2.4 概念设计.43 系统总体设计.5 3.1 系统的功能模块划分.5 3.2 系统流程图.64系统详细设计.7 4.1 代码实现情况.7 4.1.1 server 包 chessServer类.7 4.1.2 client包 chessClient类.7 4.1.3 chessface 包 chatPad类.8 4.1.4 chessface 包 chessPad类.8 4.1.5 chessface包chessthread类.8 4.1.6 chessface 包 controlpad类.8 4.1.7 chessface 包 inputpad类.8 4.1.8 chessface 包userPad 类.94.1测试分析.9 4.2.1程序运行情况.9 4.2.2程序运行异常处理.125 小结.12参考文献.13附 源代码1、概述1.1课程设计目的JAVA程序设计是计算机相关专业的必修专业基础课程，其实践性、应用性很强。实践教学环节是必不可少的一个重要环节。本课程的程序设计专题实际是计算机相关专业学生学习完JAVA程序设计课程后，进行的一次全面的综合训练，JAVA程序设计的设计目的是加深对理论教学内容的理解和掌握，使学生较系统地掌握程序设计及其在网络开发中的广泛应用，基本方法及技巧，为学生综合运用所学知识，利用软件工程为基础进行软件开发、并在实践应用方面打下一定基础。1.2预备知识熟悉JAVA语言及ECLIPSE开发工具。1.3课程设计内容和要求按课程设计指导书提供的课题，要求学生在自行完成各个操作环节，并能实现且达到举一反三的目的，完成一个项目解决一类问题。要求学生能够全面、深入理解和熟练掌握所学内容，并能够用其分析、设计和解答类似问题；对此能够较好地理解和掌握，能够进行简单分析和判断；能编写出具有良好风格的程序；掌握JAVA程序设计的基本技能和面向对象的概念和方法；了解多线程、安全和网络等编程技术。同时培养学生进行分析问题、解决问题的能力；培养学生进行设计分析、设计方法、设计操作与测试、设计过程的观察、理解和归纳能力的提高。五子棋是起源于中国古代的传统黑白棋种之一。五子棋不仅能增强思维能力，提高智力，而且富含哲理，有助于修身养性。 经过一个学期的学习，使我对Java有了一定的了解。但要深入理解Java语言，单靠上课是不够的。必须通过课程设计，设计一个比较大的程序，才能更深一步地理解Java语言。在这次课程中，我选择了网络五子棋作为课题。编写网络五子棋游戏要利用到Socket网络编程技术和多线程。通过这次课程设计，熟悉Java的GUI图形界面设计，网络Socket 编程和多线程编程。2 需求分析2.1 系统目标本系统主要是完成五子棋游戏的基本操作，在玩游戏的过程中玩家可以放松心情得到娱乐。 2.2 主体功能本程序实现了一个小的五子棋游戏，可以实现两个人在用一台机器上进行游戏。程序会自动判断谁输谁赢，在游戏的开始，第一个人可以选择执白棋还是黑棋，之后点击开始进行游戏。2.3 开发环境硬件要求能运行Eclipse的windows xp以上系统。JAVA程序设计语言及相应的集成开发环境，SDK和ECLIPSE开发工具。2.4概念设计网络五子棋是采用网络协议为TCP/IP的网上对弈游戏，运用“客户端服务器“(c/s)网络架构模式。实现用户通过Internt连接在任何地方与不同玩家进行对战。服务器可以创建任意多局游戏。通过使用多线程和网络套接字SOCKET来实现游戏之间的通讯，它是基于点对点的通讯。开始让服务器初始化建立服务器套接字SOCKET，基于某个端口PORT，服务器始终处于监听状态。客户端是动作的发起者，何时发出申请由客户端决定。客户端向服务器发出申请，服务器给予响应。打开客户端套接字SOCKET，连接到服务器端的地址ADDRESS和端口PORT。连接建立后，创建一个SOCKET实例，并开始一个线程，监听该客户端请求。服务器继续监听其它用户的连接。服务器通过数据输入流从客户端接收信息，并且通过数据输出流把相应的信息发送给客户端。客户端发送请求和响应接收到的各种信息。 在服务器和客户端之间传递的消息格式是采用“消息类别+内容“组成的，服务器和客户端在传递消息的过程，根据消息的类别来进行相关的操作。3 系统总体设计3.1 系统的功能模块示意图3.2 系统流程图4系统详细设计4.1 代码实现情况4.1.1 server 包 chessServer类class MessageServerPanel extends Panel /主消息窗口class ServerThread extends Thread /服务器线程,主要用于服务器与客户端的通信public class chessServer extends Frame implements ActionListener /服务器端框架类4.1.2 client包 chessClient类public class chessClient extends Frame implements ActionListener, KeyListener /五子棋客户端框架，实现了动作监听器和键盘监听器public boolean connectServer(String serverIP, int serverPort) throws Exception /和服务器建立连接并通信的函数。return true 连接成功, false 如果失败.4.1.3 chessface 包 chatPad类public class chatPad extends Panel /聊天信息Panel。Panel上的文本域可以显示用户聊天信息。4.1.4 chessface 包 chessPad类public class chessPad extends Panel implements MouseListener /显示棋盘的Panel。此Panel实现了鼠标监听器class chessPoint_black extends Canvas /表示黑子的类class chessPoint_white extends Canvas /表示白子的类4.1.5 chessface包chessthread类public class chessThread extends Thread /一个客户端用户线程. 处理用户落子的点击事件处理,及消息发送.4.1.6 chessface 包 controlpad类public class controlPad extends Panel /控制Panel。此Panel上的按钮如其名，完成相应的功能。4.1.7 chessface 包 inputpad类public class inputPad extends Panel /输入信息Panel。Panel左边的下拉列表中列出了所有用户的名字。右边的文本框可以输入聊天信息，点击回车信息被发送。4.1.8 chessface 包userPad 类public class userPad extends Panel /用户列表Panel。此Panel维护一个服务器的当前用户列表， 所有的用户名都将显示在列表中。4.2 测试分析4.2.1程序运行情况/打开服务端/打开客户端/落子/判定4.2.2程序运行异常处理启动游戏时，应先启动服务端，然后打开客户端，连接服务端，建立游戏，加入游戏，然后落子。在启动客户端时，若是闪退，请先关闭服务端，然后重启。5 小结经过为期二周的课程设计，感觉自己所学远远不能解决做课设时的需求。在熟悉课本和上网搜索后，才算马马虎虎的完成了任务。 在画棋盘时，调用draw方法对于画图这块的坐标布置，在今后学画其他图画时能够得心应手。获取棋子方法的巧妙，注册鼠标，获取点击位置，除以棋盘间隔，去掉不为整数的一块，再乘以棋盘间隔便获得最临近点的下棋坐标，即所要下棋的位置。用二维数组模拟棋盘，无棋子的置为0，黑子置为1，白子置为2，以便在判断胜负时利于同色棋子的查找。整个棋盘就模拟出来了，很巧妙，不过有更好的方法用向量存储棋子信息，便于悔棋等操作。 实现多用户聊天，老师后面讲的不是很多，做起来有点费力。参考网上资料，明白Socket原理。开始时照着课本上的例子，不能得出想要的效果，而且只运行了一个程序看不到有通信的效果。后面在运行了Server类后，自己尝试着两个Client类，实现了通话，就像腾讯QQ里面一样的效果。里面定义了Vector 线程，实现了多线程用法。 两个板块大体实现，但是后面的要求五，由于数据库的使用不是太熟悉，不能注册用户，添加好友，查找好友，还有悔棋操作未能实现。此程序最大的缺点还在于，不能实现网络两人下五子棋。由于不能将棋盘信息与聊天信息区分，不能告诉对反自己下了哪一步，所以根据自己的水平也就能做到这了，今后加以完善。参考文献1. 孙卫琴 Java面向对象教程 电子工业出版社 2006-03 2.孙卫琴 Java网络编程精解 电子工业出版社 2006-03 3.张仕斌 Java程序设计与应用 清华大学出版社 2005-06 4.张孝祥 Java就业培训程序 清华大学出版社 2003-06 5.耿祥义 Java课程设计 清华大学出版社 2004-03 6.王路群 Java高级程序设计 中国水利水电出版社 2006-03 7.丁振凡 Java语言使用教程 北京邮电大学出版社 2005-06 8.薛为民 Java应用教程 清华大学出版社 2005-06 9.钟允中 JAVA入门 辽宁科学技术出版社 1997-03 10.郑莉 Java语言程序设计 清华大学出版社 2006-03附 源码1、server包中chessServer类：package server;import java.io.*;import .*;import java.awt.*;import java.util.*;import java.awt.event.*;/* * 显示服务器及用户信息的Panel类 */class MessageServerPanel extends Panel / 主消息窗口 TextArea messageBoard = new TextArea(, 22, 50, TextArea.SCROLLBARS_VERTICAL_ONLY); Label statusLabel = new Label(当前连接数:, Label.LEFT); Panel boardPanel = new Panel();/ 主显示区Panel Panel statusPanel = new Panel();/ 连接状态Panel MessageServerPanel() setSize(350, 300); setBackground(new Color(204, 204, 204); setLayout(new BorderLayout(); boardPanel.setLayout(new FlowLayout(); boardPanel.setSize(210, 210); statusPanel.setLayout(new BorderLayout(); statusPanel.setSize(210, 50); boardPanel.add(messageBoard); statusPanel.add(statusLabel, BorderLayout.WEST); add(boardPanel, BorderLayout.CENTER); add(statusPanel, BorderLayout.NORTH); /* * 服务器线程,主要用于服务器与客户端的通信 */class ServerThread extends Thread Socket clientSocket; Hashtable clientDataHash;/ Socket与发送数据的流的映射 Hashtable clientNameHash;/ Socket与用户名的映射 Hashtable chessPeerHash;/ 对弈的两个客户端用户名的映射 MessageServerPanel server; boolean isClientClosed = false; /* * 服务器端线程的构造函数，用于初始化一些对象。 */ ServerThread(Socket clientSocket, Hashtable clientDataHash, Hashtable clientNameHash, Hashtable chessPeerHash, MessageServerPanel server) this.clientSocket = clientSocket; this.clientDataHash = clientDataHash; this.clientNameHash = clientNameHash; this.chessPeerHash = chessPeerHash; this.server = server; /* * 对客户端发来的消息处理的函数，处理后转发回客户端。处理消息的过程比较复杂， 要针对很多种情况分别处理。 */ public void messageTransfer(String message) String clientName, peerName; /命令处理/ / 如果消息以“/”开头，表明是命令消息。 if (message.startsWith(/) / 如果消息以“/list”开头，则将其回馈到客户端以更新用户列表 if (message.equals(/list) Feedback(getUserList(); / 如果消息以/creatgame inchess开头，则修改clientNameHash映射 / 和chessPeerHash映射。 else if (message.startsWith(/creatgame inchess) / String chessServerName = message.substring(20); synchronized (clientNameHash) clientNameHash.put(clientSocket, message.substring(11); synchronized (chessPeerHash) /刚创建，等待其他人加入 chessPeerHash.put(chessServerName, wait); Feedback(/yourname + clientNameHash.get(clientSocket); chessPeerTalk(chessServerName, /OK); publicTalk(getUserList(); / 如果消息以“/joingame”开头，则将消息的服务端名字和本地用户名提取出来， / 然后修改clientNameHash表和chessPeerHash表。 if (message.startsWith(/joingame ) StringTokenizer userToken = new StringTokenizer(message, ); String getUserToken, serverName, selfName; String chessNameOpt = 0, 0; int getOptNum = 0; / 提取服务端用户名和本地用户名 while (userToken.hasMoreTokens() getUserToken = (String) userToken.nextToken( ); if (getOptNum = 1 & getOptNum + message; if (peerTalk(peerName, message) Feedback(没有这个用户: + peerName + n); / / / 如果不以“/”开头，表明是普通消息，直接发送 else message = clientNameHash.get(clientSocket) + + message; server.messageBoard.append(message + n); publicTalk(message); server.messageBoard.setCaretPosition(server.messageBoard.getText().length(); /* * 发送公共消息的函数，将消息向每个客户端都发送一份 */ public void publicTalk(String publicTalkMessage) synchronized (clientDataHash) /枚举遍历所有客户端输出流。 for (Enumeration enu = clientDataHash.elements(); enu.hasMoreElements();) DataOutputStream outData = (DataOutputStream) enu.nextElement(); try /输出信息。这里会阻塞 outData.writeUTF(publicTalkMessage); catch (IOException es) /打印异常堆栈。终止程序。 es.printStackTrace(); /* * 选择对象发送消息，参数peerTalk为发送的用户名，后面的参数为发送的消息 */ public boolean peerTalk(String peerTalk, String talkMessage) / for (Enumeration enu = clientDataHash.keys(); enu.hasMoreElements();) Socket userClient = (Socket) enu.nextElement(); / 找到发送消息的对象，获取它的输出流以发送消息 if (peerTalk.equals(String) clientNameHash.get(userClient) & !peerTalk.equals(String) clientNameHash.get(clientSocket) synchronized (clientDataHash) DataOutputStream peerOutData = (DataOutputStream) clientDataHash.get(userClient); try peerOutData.writeUTF(talkMessage); catch (IOException es) es.printStackTrace(); Feedback(talkMessage); return (false); / 如果是发给自己的，直接回馈 else if (peerTalk.equals(String) clientNameHash.get(clientSocket) Feedback(talkMessage); return (false); return (true); /* * 此函数也用于选择发送消息，但不能发送给自己。 */ public boolean chessPeerTalk(String chessPeerTalk, String chessTalkMessage) for (Enumeration enu = clientDataHash.keys(); enu.hasMoreElements();) Socket userClient = (Socket) enu.nextElement(); if (chessPeerTalk.equals(String) clientNameHash.get(userClient) & !chessPeerTalk.equals(String) clientNameHash.get(clientSocket) synchronized (clientDataHash) DataOutputStream peerOutData = (DataOutputStream) clientDataHash.get(userClient); try peerOutData.writeUTF(chessTalkMessage); catch (IOException es) es.printStackTrace(); return (false); return (true); /* * 用于处理消息回馈的函数 */ public void Feedback(String feedbackString) synchronized (clientDataHash) /得到输出流。 DataOutputStream outData = (DataOutputStream) clientDataHash.get(clientSocket); try /输出信息。 outData.writeUTF(feedbackString); catch (Exception eb) /打印堆栈轨迹，程序终止。 eb.printStackTrace(); /* * 获取用户列表的函数，此函数读取clientNameHash获取用户列表， 然后将其保存在一个字符串userList中。 */ public String getUserList() String userList = /userlist; /遍历hashtable中的values，以空格分割连接起来 for (Enumeration enu = clientNameHash.elements(); enu.hasMoreElements();) userList = userList + + (String) enu.nextElement(); return userList; /* * 给出HashTable和值对象，获取相对应得键值的函数。 */ public Object getHashKey(Hashtable targetHash, Object hashValue) Object hashKey; for (Enumeration enu = targetHash.keys(); enu.hasMoreElements();) hashKey = (Object) enu.nextElement(); /如果键对应的值与hashValue相等,则返回这个key if (hashValue.equals(Object) targetHash.get(hashKey) return (hashKey); return (null); public void firstCome() /新用户第一次加入、广播用户列表。 publicTalk(getUserList(); /反馈给这个用户，以修改相应显示信息。 Feedback(/yourname + (String) clientNameHash.get(clientSocket); Feedback(Java五子棋聊天客户端); Feedback(/changename -更改名字); Feedback(/list -更新用户列表); Feedback(/ -私聊); Feedback(注意：用命令的时候，先把谈话的对象定为所有人); /* * 用于和客户端断开的函数。 */ public void clientClose() server.messageBoard.append(用户断开: + clientSocket + n); / 如果是游戏客户端主机 synchronized (chessPeerHash) if (chessPeerHash.containsKey(clientNameHash.get(clientSocket) chessPeerHash.remove(String) clientNameHash.get(clientSocket); if (chessPeerHash.containsValue(clientNameHash.get(clientSocket) chessPeerHash.put(String) getHashKey(chessPeerHash, (String) clientNameHash.get(clientSocket), tobeclosed); / 将保留的HashTable里的数据清除 synchronized (clien