汉诺塔面向对象程序课程设计

1、«面向对象程序设计课程设计报告题 目：Hannoi塔游戏院（系）：信息科学与工程学院专业班级：计算机科学与技术 1003班学生姓名：梁晓明学 号:学101183107指导教师：殳奕20 13年6 月8 日至20 13年6 月2日华中科技大学武昌分校制面向对象程序设计课程设计任务书一、设计（调查报告/论文）题目Hannoi塔游戏二、设计（调查报告/论文）主要内容内容：设计GUI界面的Hannoi塔。汉诺塔中有三个座，名字分别为 A, B, C。初始状态时 A塔上有3个大小不等的盘子，这些盘子从座底到座顶按着大小顺序依次摆放在 A座上。 用户可以用鼠标选中盘子，然后通过拖动鼠标来移动盘子

2、。释放鼠标来放置该盘子。基本功能与要求：1程序要求用户在移动盘子的过程中，不允许吧大盘子放置在小盘子的上面，用户 最终要完成的是把A座上的全部盘子移动到B座或C座上。2用户可以通过Hannoi塔界面的提供的改变盘子数目功能来改变盘子的数目，同时可以改变盘子的大小以及改变盘子和界面的背景颜色，而且还可以选择控制背景音乐的播放。3用户可以通过单击Hannoi塔界面上提供的按钮，让程序自动完成把A座上的盘子 全部移动到C座上。4用户在移动盘子的过程中，可以随时单击Hannoi塔界面上提供的按钮，重新开始。三、原始资料1 .面向对象程序设计课程设计指导书2 .耿祥义.JAVA大学实用教程.北京：清华大

3、学出版社，2009.四、要求的设计（调查/论文）成果1 .课程设计报告2 .课程设计软件五、进程安排布置任务，查找资料、需求分析1天总体设计1天详细设计1.5天编制源程序实现3.5天测试与修改1天撰写课设报告2天六、主要参考资料1张广彬.Java课程设计案例精编（第二版）.北京：清华大学出版社,2011.2耿祥义.Java课程设计（第二版）.北京：清华大学出版社,2008.3耿祥义.JAVA大学实用教程.北京：清华大学出版社，2009.4邹林达.陈国君Java2程序设计基础.北京：清华大学出版社，2010.5邹林达.Java2程序设计基础实验指导.北京：清华大学，2010.指导教师（签名）20

4、1需求与总体设计 11.1设计目标 11.2主体功能11.3流程图21. 4类图22详细设计 31.1 总体功能设计 31.2 HannoiWindow 类 32. 3 Tower 类 32. 4 Di sc 类52.1 TowerPoint 类 52.2 HandleMouse 类 62.3 AutoMoveDisc 类 63编码实现 73.1 HannoiWindow.java 73.2 Tower.java 93.3 Disc.java 133.4 TowerPoint.java143.5 HandleMouse.java153.6 AutoMoveDisc.java 204系统测试 2

5、64.1 测试方案 264.2 测试结果 265总结 281 需求与总体设计1.1 设计目的可以正常运行程序，并且按照设计目的预想的完成具体功能能够全面、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。 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

6、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 主体功能（ 1）设计GUI界面的Hannoi塔。汉诺塔中有三个座，名字分别为 A, B, C。初始 状态时A 塔上有3 个大小不等的盘子，这些盘子从座底到座顶按着大小顺序依次摆放在A座上。用户可以用鼠标选中盘子，然后通过拖动鼠标来移动盘子。释放鼠标来放置该 盘子。（ 2）程序要求用户在移动盘子的过程中，不允许吧大盘子放置在小盘子的上面，用户最终要完成的是把 A座上的全部盘子移动到B座或C座上。（ 3）用户可以通过Hannoi 塔界面的提供的改变盘子数目功能

7、来改变盘子的数目，同时可以改变盘子的大小以及改变盘子和界面的背景颜色，而且还可以选择控制背景音乐的播放。（ 4）用户可以通过单击Hannoi 塔界面上提供的按钮，让程序自动完成把 A 座上的盘子全部移动到C座上。（ 5）用户在移动盘子的过程中，可以随时单击Hannoi 塔界面上提供的按钮，重新开始。271.3流程图IB uttont1.4类图Hannoi Window*M 任口 L-rrn + -二 mdlqzoLIKfU口T 二 wgtP znlt2详细设计2.1 总体功能设计在设计 hannoi 塔时，需编写 6 个 java 源文件：HannoiWindow.java、Tower.jav

8、a、 TowerPoint.java 、Disc.java 、 HandleMouse.java 和 AutoMoveDisc.java 。Hannoi塔除了要编写的6个Java源文件所给出的类外，还需要Java系统提供的一 些重要的类，如 JMenuBaK JMenu JMenuItem和JButton。Hannoi塔所用到的一些重 要的类以及之间的组合关系。2.2 HannoiWindow 类Tower-ToweraiHDinitOfDisc mttc-erNa-diarVwT8v«P8TraA/rterbaiJMemBaimenuGTaderJA laiu&neCh a

9、dLdtnkt wcGiad et ail thre eGr adet air endt e m'hAAAJ- 7-2、-乜3renew autoBiltanzBui onHam fliwindmvQ:无类型X lainf String): voi d.x;tiohPxfbiiiKdan ciiE 野三皿菖'而d2.3 Tower 类1、成员变量(1)amountOfDisc是int型数据。amountOfDisc值用来确定tower对象中盘子的数 目，即确定tower对象中Disc类型数组disc的长度。(2)disc是Disc型数组，该数组的长度由amountOfDisc值

10、来确定。Disc数组的每 个单元中存放一个Disc对象，依次表明tower对象中有怎样多的盘子。(3)towerName是char型数组，长度为3,其三个单元的默认取值依次是 A、B和C。towerName是数组的单元白值用来确定tower中三个座的名字。(4)maxDiscWidth和minDiscWidth的值分别用来确定最大盘子的宽度和最小盘子 的宽度，discHeight的值确定每个盘子的高度。(5)pointA、pointB和pointC都是TowerPoint型数组，三个数组的长度与盘子数 目相同，即都是 amountOfDisc。pointA、pointB 和 pointC 单元

11、都是 TowerPoint 创建 对象，分别用来表示Hannoi塔中三个座上的塔点。A座、B座和C座上的三个塔点分别 由pointA、pointB和pointC中的单元来确定。每个座上的三个塔点都是从座顶依次对 应数组的相应单元中的TowerPoint对象。例如，A座最上面的塔点是pointA0,中间 的塔点是pointA1,最下面的塔点是pointA2。(6)handleMouse是HandleMouse类创建的鼠标事件监视器，用来监视disc数组的Disc对象上触发的鼠标事件。autoMoveDisc是AutoMoveDisc创建的对话框。通过该对话框可以实现程序自动 移动盘子。2、方法T

12、ower(char口)是构造方法，负责完成tower容器的初始化。(2)tower 容器调用 setAmountOfDisc(int)方法可以设置 amountOfDisc 的值。(3)tower容器调用setMaxDiscWidth(int) 方法可以设置最大的盘子的大小。(4) tower 容器调用setMinDiscWidth(int)方法可以设置最小的盘子的大小。(5) tower容器调用setDiscHeight(int)方法可以设置盘子的高度。(6)tower容器调用putDiscOnTower()方法可以将盘子放置在 Hannoi塔的A座上， 即在pointA指定的塔点上放置di

13、sc数组的成员。tower 容器调用 getAutoMoveDisc()方法返回其中的AutoMoveDisc对象：autoMoveDisco tower 是 HannoiWindow窗口中的成员，当用户单击 HannoiWindowW口 中的autoButton按钮时，窗口中的 actionPerformed(ActionEvent)方法将被执行，该方法所进行的操作是让tower对象返回其中的AutoMoveDisc对象，该对象是一个对话 框，用户可以通过该对话框让程序自动地移动盘子。(8) tower容器调用removeDisk ()方法可以移调tower容器中的盘子。(9) tower

14、容器调用paintComponent (Graphics) 方法绘制出塔点的位置和必要的 视图。Tower创建的容器效果如图所示。B座2.4 Disc 类TButtOUH' wwvwww蛔：DtscD+J戚城:期出痂（05£彳感嬲/（圜：预如联助jffigl）： *录就现成嫂默加。g<mtO：勰然泳十2.5 TowerPoint 类TowerM抑haveDix: booleain-TrlrYTpnrTTFr TrTTFirTTTrTTTTr飒r 陛Jt朝喊:胴目炖巾 出血比岫献嬲工皿直设固闻Linfl：无类型，加瞰瞰嘿融坨：风赈映1qli 渡 L加nerH 皿无类型，

15、vol” R如g voidU*JU Contamer2.6 HandleMouse 类Jfe吨忠岫熙（Cont疝ier）: 助政m网北R宜时ijjjID： 案甲a?曲加/耳外射期）： sctp.5>imCi 方那弁£muD 二磁煤需gjpR需JEVU： voidEd-由息与黑班1弱区3g口猫E三黑©: void,-12.7 AutoMoveDisc 类3 编码实现3.1HannoiWindow.javaimport javax.swing.*;import java.awt.*;import java.awt.event.*;public class HannoiWi

16、ndow extends JFrame implements ActionListener Tower tower=null;int amountOfDisc=3;char towerName='A','B','C'JMenuBar bar;JMenu menuGrade;JMenuItem oneGradeItem,twoGradeItem,threeGradeItem;JButton renew=null;JButton autoButton=null;JPanel center=new JPanel();HannoiWindow()towe

17、r=new Tower(towerName);tower.setAmountOfDisc(amountOfDisc);tower.setMaxDiscWidth(120);tower.setMinDiscWidth(50);tower.setDiscHeight(16);tower.putDiscOnTower();add(tower,BorderLayout.CENTER);bar=new JMenuBar();menuGrade=new JMenu(" 选择级别 ");oneGradeItem=new JMenuItem("初级 ");twoGrad

18、eItem=new JMenuItem("中级 ");threeGradeItem=new JMenuItem(" 高级 ");menuGrade.add(oneGradeItem);menuGrade.add(twoGradeItem);menuGrade.add(threeGradeItem);bar.add(menuGrade);setJMenuBar(bar);oneGradeItem.addActionListener(this);twoGradeItem.addActionListener(this);threeGradeItem.addAc

19、tionListener(this);renew=new JButton(" 重新开始 ");renew.addActionListener(this);autoButton=new JButton(" 自动演示 ");autoButton.addActionListener(this);JPanel north=new JPanel();north.add(renew);north.add(autoButton);String mess=" 将全部盘子从"+towerName0+" 座搬运到 "+towerNam

20、e1+"座或 "+towerName2+" 座"JLabel hintMess=new JLabel(mess,JLabel.CENTER);north.add(hintMess);add(north,BorderLayout.NORTH);setResizable(false);setVisible(true);setBounds(60,60,460,410);validate();setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);public void actionPerformed(ActionEvent

21、 e)if(e.getSource()=oneGradeItem)amountOfDisc=3;tower.setAmountOfDisc(amountOfDisc);tower.putDiscOnTower();else if(e.getSource()=twoGradeItem)amountOfDisc=4;tower.setAmountOfDisc(amountOfDisc);tower.putDiscOnTower();else if(e.getSource()=threeGradeItem)amountOfDisc=5;tower.setAmountOfDisc(amountOfDi

22、sc);tower.putDiscOnTower();else if(e.getSource()=renew)tower.setAmountOfDisc(amountOfDisc);tower.putDiscOnTower();else if(e.getSource()=autoButton)tower.setAmountOfDisc(amountOfDisc);tower.putDiscOnTower();int x=this.getBounds().x+this.getBounds().width;int y=this.getBounds().y;tower.getAutoMoveDisc

23、().setLocation(x,y);tower.getAutoMoveDisc().setSize(280,this.getBounds().height);tower.getAutoMoveDisc().setVisible(true);validate();public static void main(String args)new HannoiWindow();3.2 Tower.javaimport javax.swing.*;import java.awt.*;public class Tower extends JPanelint amountOfDisc=3;Disc di

24、sc;int maxDiscWidth,minDiscWidth,discHeight;char towerName;TowerPoint pointA,pointB,pointC;HandleMouse handleMouse;AutoMoveDisc autoMoveDisc;Tower(char towerName)handleMouse=new HandleMouse(this);this.towerName=towerName;setLayout(null);setBackground(new Color(200,226,226);public void setAmountOfDis

25、c(int number) if(number<=1)amountOfDisc=1;elseamountOfDisc=number;public void setMaxDiscWidth(int m) maxDiscWidth=m;public void setMinDiscWidth(int m) minDiscWidth=m;public void setDiscHeight(int h) discHeight=h;public AutoMoveDisc getAutoMoveDisc() return autoMoveDisc;public void putDiscOnTower(

26、) removeDisk();int n=(maxDiscWidth-minDiscWidth)/amountOfDisc;disc=new DiscamountOfDisc;for(int i=0;i<disc.length;i+)disci=new Disc();disci.setNumber(i);int diskwidth=minDiscWidth+i*n;disci.setSize(diskwidth,discHeight);disci.addMouseListener(handleMouse);disci.addMouseMotionListener(handleMouse)

27、;pointA=new TowerPointamountOfDisc;pointB=new TowerPointamountOfDisc;pointC=new TowerPointamountOfDisc;int vertialDistance=discHeight;for(int i=0;i<pointA.length;i+)pointAi=new TowerPoint(maxDiscWidth,100+vertialDistance);vertialDistance=vertialDistance+discHeight;vertialDistance=discHeight;for(i

28、nt i=0;i<pointB.length;i+)pointBi=new TowerPoint(2*maxDiscWidth,100+vertialDistance);vertialDistance=vertialDistance+discHeight;vertialDistance=discHeight;for(int i=0;i<pointC.length;i+)pointCi=new TowerPoint(3*maxDiscWidth,100+vertialDistance);vertialDistance=vertialDistance+discHeight;for(in

29、t i=0;i<pointA.length;i+)pointAi.putDisc(disci,this);handleMouse.setPointA(pointA);handleMouse.setPointB(pointB);handleMouse.setPointC(pointC);autoMoveDisc=new AutoMoveDisc(this);autoMoveDisc.setTowerName(towerName);autoMoveDisc.setAmountOfDisc(amountOfDisc);autoMoveDisc.setPointA(pointA);autoMov

30、eDisc.setPointB(pointB);autoMoveDisc.setPointC(pointC);validate();repaint();public void removeDisk()if(pointA!=null)for(int i=0;i<pointA.length;i+)pointAi.removeDisc(pointAi.getDiscOnPoint(),this);pointBi.removeDisc(pointBi.getDiscOnPoint(),this);pointCi.removeDisc(pointCi.getDiscOnPoint(),this);

31、public void paintComponent(Graphics g)super.paintComponent(g);int x1,y1,x2,y2;x1=pointA0.getX();y1=pointA0.getY()-discHeight/2;x2=pointAamountOfDisc-1.getX();y2=pointAamountOfDisc-1.getY()+discHeight/2;g.drawLine(x1,y1,x2,y2);x1=pointB0.getX();y1=pointB0.getY()-discHeight/2;x2=pointBamountOfDisc-1.g

32、etX();y2=pointBamountOfDisc-1.getY()+discHeight/2;g.drawLine(x1,y1,x2,y2);x1=pointC0.getX();y1=pointC0.getY()-discHeight/2;x2=pointCamountOfDisc-1.getX();y2=pointCamountOfDisc-1.getY()+discHeight/2;g.drawLine(x1,y1,x2,y2);g.setColor(Color.blue);x1=pointAamountOfDisc-1.getX()-maxDiscWidth/2;y1=pointA

33、amountOfDisc-1.getY()+discHeight/2;x2=pointCamountOfDisc-1.getX()+maxDiscWidth/2;y2=pointCamountOfDisc-1.getY()+discHeight/2;int length=x2-x1,height=6;g.fillRect(x1,y1,length,height);int size=5;for(int i=0;i<pointA.length;i+)g.fillOval(pointAi.getX()-size/2,pointAi.getY()-size/2,size,size);g.fill

34、Oval(pointBi.getX()-size/2,pointBi.getY()-size/2,size,size);g.fillOval(pointCi.getX()-size/2,pointCi.getY()-size/2,size,size);g.drawString(towerName0+"座",pointAamountOfDisc-1.getX(),pointAamountOfDisc-1.getY()+50);g.drawString(towerName1+"座",pointBamountOfDisc-1.getX(),pointBamou

35、ntOfDisc-1.getY()+50);g.drawString(towerName2+"座",pointCamountOfDisc-1.getX(),pointCamountOfDisc-1.getY()+50); 3.3 Disc.javaimport javax.swing.*;import java.awt.*;public class Disc extends JButtonint number;TowerPoint point;Disc()setBackground(Color.cyan);public void setNumber(int n) numbe

36、r=n;public int getNumber() return number;public void setPoint(TowerPoint p) point=p;public TowerPoint getPoint() return point;3.4 TowerPoint.javaimport java.awt.*;public class TowerPointint x,y;boolean haveDisc;Disc disc=null;public TowerPoint(int x,int y)this.x=x;this.y=y;public boolean isHaveDisc(

37、)return haveDisc;public void setHaveDisc(boolean boo) haveDisc=boo;public int getX() return x;public int getY() return y;public boolean equals(TowerPoint p)if(p.getX()=this.getX()&&p.getY()=this.getY() return true;elsereturn false;public void putDisc(Component com,Container con)disc=(Disc)co

38、m;con.setLayout(null);con.add(disc);int w=disc.getBounds().width;int h=disc.getBounds().height;disc.setBounds(x-w/2,y-h/2,w,h);haveDisc=true;disc.setPoint(this);con.validate();public Disc getDiscOnPoint() return disc;public void removeDisc(Component com,Container con) if(com!=null)con.remove(com);co

39、n.validate();3.5 HandleMouse.javaimport java.awt.event.*;import java.awt.*;public class HandleMouse implements MouseListener,MouseMotionListener TowerPoint pointA,pointB,pointC;TowerPoint startPoint=null,endPoint=null;int leftX,leftY,x0,y0;boolean move=false,countTime=false;Container con;HandleMouse

40、(Container con) this.con=con;public void setPointA(TowerPoint pointA) this.pointA=pointA;public void setPointB(TowerPoint pointB)this.pointB=pointB;public void setPointC(TowerPoint pointC) this.pointC=pointC;public void mousePressed(MouseEvent e) move=false;Disc disc=null;disc=(Disc)e.getSource();st

41、artPoint=disc.getPoint();x0=e.getX();y0=e.getY();int m=0;for(int i=0;i<pointA.length;i+)if(pointAi.equals(startPoint)m=i;if(m>0&&(pointAm-1.isHaveDisc()=false) move=true;break;else if(m=0) move=true;break;for(int i=0;i<pointB.length;i+) if(pointBi.equals(startPoint)m=i;if(m>0&

42、;&(pointBm-1.isHaveDisc()=false) move=true;break;else if(m=0)move=true;break;for(int i=0;i<pointC.length;i+)if(pointCi.equals(startPoint)m=i;if(m>0&&(pointCm-1.isHaveDisc()=false) move=true;break;else if(m=0) move=true;break;public void mouseMoved(MouseEvent e)public void mouseDrag

43、ged(MouseEvent e)Disc disc=null;disc=(Disc)e.getSource();leftX=disc.getBounds().x;leftY=disc.getBounds().y;int x=e.getX();int y=e.getY();leftX=leftX+x;leftY=leftY+y;if(move=true)disc.setLocation(leftX-x0,leftY-y0);public void mouseReleased(MouseEvent e)Disc disc=null;disc=(Disc)e.getSource();Rectang

44、le rect=disc.getBounds();boolean location=false;int x=-1,y=-1;for(int i=0;i<pointA.length;i+)x=pointAi.getX();y=pointAi.getY();if(rect.contains(x,y)endPoint=pointAi;if(i=pointA.length-1&&endPoint.isHaveDisc()=false)location=true;break;else if(i<pointA.length-1&&pointAi+1.isHave

45、Disc()=true&&endPoint.isHaveDisc()=false&&pointAi+1.getDiscOnPoint().getNumber()>disc.getNumber()location=true;break;for(int i=0;i<pointB.length;i+)x=pointBi.getX();y=pointBi.getY();if(rect.contains(x,y)endPoint=pointBi;if(i=pointB.length-1&&endPoint.isHaveDisc()=false)

46、location=true;break;elseif(i<pointB.length-1&&pointBi+1.isHaveDisc()=true&&endPoint.isHaveDisc()=false&&pointBi+1.getDiscOnPoint().getNumber()>disc.getNumber()location=true;break;for(int i=0;i<pointC.length;i+)x=pointCi.getX();y=pointCi.getY();if(rect.contains(x,y)en

47、dPoint=pointCi;if(i=pointC.length-1&&endPoint.isHaveDisc()=false) location=true;break;else if(i<pointC.length-1&&pointCi+1.isHaveDisc()=true &&endPoint.isHaveDisc()=false &&pointCi+1.getDiscOnPoint().getNumber()>disc.getNumber()location=true;break;if(endPoint!=n

48、ull&&location=true)endPoint.putDisc(disc,con);startPoint.setHaveDisc(false);elsestartPoint.putDisc(disc,con);public void mouseEntered(MouseEvent e)public void mouseExited(MouseEvent e)public void mouseClicked(MouseEvent e)3.6 AutoMoveDisc.javaimport java.awt.*;import java.awt.event.*;import

49、javax.swing.*;public class AutoMoveDisc extends JDialog implements ActionListener int amountOfDisc=3;TowerPoint pointA,pointB,pointC;char towerName;Container con;StringBuffer moveStep;JTextArea showStep;JButton bStart,bStop,bContinue,bClose;Timer time;int i=0,number=0;AutoMoveDisc(Container con)setM

50、odal(true);setTitle(" 自动演示搬盘子过程");this.con=con;moveStep=new StringBuffer();time=new Timer(1000,this);time.setInitialDelay(10);showStep=new JTextArea(10,12);bStart=new JButton(" 演示 ");bStop=new JButton(" 暂停 ");bContinue=new JButton(" 继续 ");bClose=new JButton(&q

51、uot; 关闭 ");bStart.addActionListener(this);bStop.addActionListener(this);bContinue.addActionListener(this);bClose.addActionListener(this);JPanel south=new JPanel();south.setLayout(new FlowLayout();south.add(bStart);south.add(bStop);south.add(bContinue);south.add(bClose);add(new JScrollPane(showS

52、tep),BorderLayout.CENTER);add(south,BorderLayout.SOUTH);setDefaultCloseOperation(JFrame.DO_NOTHING_ON_CLOSE);towerName=new char3;addWindowListener(new WindowAdapter()public void windowClosing(WindowEvent e)time.stop();setVisible(false););public void setPointA(TowerPoint pointA) this.pointA=pointA;pu

53、blic void setPointB(TowerPoint pointB) this.pointB=pointB;public void setPointC(TowerPoint pointC) this.pointC=pointC;public void setTowerName(char name)if(name0=name1|name0=name2|name1=name2)towerName0='A'towerName1='B'towerName2='C'elsetowerName=name;public void setAmountOf

54、Disc(int n) amountOfDisc=n;public void actionPerformed(ActionEvent e) if(e.getSource()=time)number+;char cStart,cEnd;if(i<=moveStep.length()-2)cStart=moveStep.charAt(i);cEnd=moveStep.charAt(i+1);showStep.append("("+number+")从"+cStart+”座搬一个盘子到"+cEnd+"座n");autoMoveDisc(cStart,cEnd);i=i+2;if(i>=moveStep.length()-1)time.stop