基于Java的指法練習(xí)小游戲的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張會(huì)

摘要：該文利用 Java Swing，多線程，事件處理等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)指法練習(xí)小游戲。游戲具有設(shè)置游戲難度等級(jí)，統(tǒng)計(jì)游戲成績(jī)等功能。該游戲是一個(gè)集Java Swing、多線程、事件處理等知識(shí)綜合應(yīng)用實(shí)例程序，對(duì)《Java程序設(shè)計(jì)》課程教學(xué)有一定的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：多線程；事件處理；游戲；Java Swing

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2017）32-0085-02

Design and Implementation of Fingering Practice Game Based on Java

ZHANG Hui

（School of Mathematics and Computer Science， Panzhihua University， Panzhihua 617000， China）

Abstract： This paper uses Java Swing， multi-thread， event processing and other techniques to complete a fingering practice game. The game has difficulty level settings， statistical game scores and other functions. This game is a comprehensive program， including Java Swing， multi-threaded， event processing and other knowledge. It has some guiding function to the course teaching of Java programming.

Key words： multi-thread； event processing； game； Java Swing

指法練習(xí)小游戲是用戶在鍵盤(pán)指法練習(xí)時(shí)經(jīng)常選擇的一款小游戲。在程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言教學(xué)中，結(jié)合學(xué)生熟悉的游戲并利用案例式教學(xué)有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)掌握吸收，并較好的應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目中。文中的指法練習(xí)小游戲采用Java Swing，線程，事件處理等相關(guān)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)及開(kāi)發(fā)，使學(xué)生快速掌握及使用Java中的Java Swing、線程、事件處理等相關(guān)技術(shù)進(jìn)行Java程序開(kāi)發(fā)有較大幫助，并對(duì)《Java程序設(shè)計(jì)》課程相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的綜合實(shí)踐教學(xué)具有一定指導(dǎo)作用。

1 指法練習(xí)小游戲設(shè)計(jì)

1.1 功能設(shè)計(jì)

小游戲能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能：

1） 字母小球生成：字母小球從窗口頂端的任意位置隨機(jī)生成并按一定速度向窗口下方滾動(dòng)。

2） 游戲等級(jí)設(shè)置：按照游戲設(shè)置菜單下的高，中，低，自定義設(shè)置界面中字母小球的個(gè)數(shù)，并在窗口頂部開(kāi)始隨機(jī)產(chǎn)生相應(yīng)個(gè)數(shù)的滾動(dòng)字母小球。

3） 計(jì)分統(tǒng)計(jì)：窗口中字母小球滾動(dòng)入窗口下方且未敲擊中鍵盤(pán)上相應(yīng)字母按鍵，score成績(jī)減1分，字母小球未滾動(dòng)入窗口下方且敲擊中鍵盤(pán)上相應(yīng)字母按鍵，則score成績(jī)加1分，同時(shí)顯示score的當(dāng)前值。

4） 能夠通過(guò)菜單中的退出功能退出游戲。

1.2 界面設(shè)計(jì)

Swing是Java的GUI（圖形用戶界面）工具包，包括了GUI組件，如：菜單欄、菜單項(xiàng)、按鈕、面板、文本框等組件。本設(shè)計(jì)利用了Swing中的相關(guān)組件實(shí)現(xiàn)了如圖1所示的游戲界面。其中JFrame做為頂層窗體容器，在其上添加了JMenuBar（菜單欄），JMenu（游戲設(shè)置菜單）及菜單下的JMenuItem（菜單項(xiàng)）組件，另外在JFrame容器中添加了一個(gè)JPanel面板，用于在其上顯示向下滾動(dòng)的字母小球及得分情況。

2 指法練習(xí)游戲功能實(shí)現(xiàn)

2.1 游戲難度設(shè)置功能實(shí)現(xiàn)

本游戲通過(guò)選擇“游戲設(shè)置”菜單中的高，中，低及自定義選項(xiàng)控制游戲難易度，游戲難易度由游戲中滾動(dòng)字母小球的個(gè)數(shù)確定，難度越高則字母小球個(gè)數(shù)越多，“自定義”選項(xiàng)采用Dialoag方式直接輸入滾動(dòng)字母小球的個(gè)數(shù)。

游戲等級(jí)設(shè)置通過(guò)java中的事件處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)單擊菜單中某菜單選項(xiàng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)ActionEvent事件（或者在進(jìn)行游戲過(guò)程中，按鍵盤(pán)上的某個(gè)按鍵時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)KeyEven事件），然后Java虛擬機(jī)檢查是否有與該菜單項(xiàng)或按鍵相關(guān)聯(lián)的事件處理器，事件處理器實(shí)質(zhì)是一個(gè)方法，如actionPerformed（）方法，keyPressed（）方法，如果沒(méi)有，不做任何處理；若有則將事件對(duì)象傳遞給與之關(guān)聯(lián)的事件處理器方法作為事件處理方法參數(shù)，并自動(dòng)調(diào)用事件處理方法。Java虛擬機(jī)通過(guò)傳遞過(guò)來(lái)的ActionEvent，keyEvent對(duì)象，獲得事件發(fā)生時(shí)與該事件及事件源相關(guān)聯(lián)的信息。Java組件通過(guò)形如addXxxListener（）的方法添加事件監(jiān)聽(tīng)器。一個(gè)事件源可以添加多個(gè)監(jiān)聽(tīng)器。

游戲高、中、低及自定義級(jí)別的菜單項(xiàng)的事件處理代碼如下：

JMenuItem item = （JMenuItem） e.getSource（）；

if （item == this.lowI） {

init（lowBallCount）；

} else if （item == this.midI） {

init（midBallCount）；

} else if （item == this.highI） {

init（highBallCount）；

} else if （item == this.selfDefineI） {endprint

String str = JOptionPane.showInputDialog（"輸入字母小球個(gè)數(shù)："）；

ballCount = Integer.parseInt（str）；

init（ballCount）；}

為各菜單項(xiàng)添加事件監(jiān)聽(tīng)器代碼如下：

lowI.addActionListener（myPanle）；

midI.addActionListener（myPanle）；

highI.addActionListener（myPanle）；

selfDefineI.addActionListener（myPanle）；

為面板添加按鍵事件監(jiān)聽(tīng)器代碼如下：myPanel.addKeyListener（myPanel）；

2.2 游戲中字母小球的產(chǎn)生及位置定位

本游戲中向下滾動(dòng)的字母小球在游戲加載運(yùn)行時(shí)，其生成的位置在JPanel中是隨機(jī)的，通過(guò)為每個(gè)字母小球定義（x，y）座標(biāo)值，使用Math.random（）在JPanel中產(chǎn)生隨機(jī)座標(biāo)值。同時(shí)把小球上的字母通過(guò)隨機(jī)函數(shù)產(chǎn)生。由于程序中生成的字母小球是ballCount個(gè)，所以程序中字母小球的座標(biāo)x，y及小球上的字母ch在存儲(chǔ)時(shí)均采用數(shù)組進(jìn)行存放，且數(shù)組元素個(gè)數(shù)均是ballCount個(gè)。代碼如下：

public void init（int ballCount） {

x = new int[ballCount]；

y = new int[ballCount]；

ch = new char[ballCount]；

for （int i = 0； i < ballCount； i++） {

x[i] = （int） （Math.random（） * width）；

y[i] = （int） （Math.random（） * height）；

ch[i] = （char） （（Math.random（） * 26） + 65）；}}

界面中的字母下面小球是一張背景圖片，是通過(guò)讀取ball.png圖片數(shù)據(jù)，再通過(guò)drawImage（）將小球圖片繪制在（x[i]，y[i]）座標(biāo)位置，由于小球圖片大于顯示的字母，所以在繪制ball.png圖片時(shí)，（x[i]，y[i]）座標(biāo)值同時(shí)向左向上做了些微偏移，因此最終在（x[i]-20，y[i]-30）座標(biāo)處繪制出ball.png，最后再在（x[i]，y[i]）座標(biāo)位置使用drawString（）繪制出大寫(xiě)字母ch[i]的值。代碼如下：

image = ImageIO.read（new File（"ball.png"））；

g.drawImage（image， x[i] - 20， y[i] - 30， imWidth， imHeight， this）；

g.drawString（"" + ch[i]， x[i]， y[i]）；

2.3 線程實(shí)現(xiàn)字母小球在屏幕上向下滾動(dòng)

類 JComponent中的paint（）方法通常用于在容器中繪制所需組件，程序中不能直接調(diào)用 paint（）方法，均是采用自動(dòng)調(diào)用方式調(diào)用paint（）方法。調(diào)用子類重寫(xiě)父類pain（）方法通常有兩種方式：一是在頂層容器中顯示子類組件時(shí)會(huì)自動(dòng)調(diào)用paint（）方法，如果子類組件沒(méi)有被顯示，是不會(huì)調(diào)用paint（）；二是調(diào)用組件的repaint（），其實(shí)質(zhì)是自動(dòng)調(diào)用Java組件子類中重寫(xiě)的paint（）方法以實(shí)現(xiàn)刷新重繪。

本游戲在運(yùn)行過(guò)程時(shí)需要在JFrame中的JPanel中繪制出向下移動(dòng)的字母小球，及得分情況，因此本程序通過(guò)自定義一個(gè)MyPanel類繼承于JPanel類，并重寫(xiě)Jpanel類中的paint（）方法，以便程序在繪制不斷向下滾動(dòng)的小球時(shí)，MyPanel線程調(diào)用repaint（）方法時(shí)能自動(dòng)調(diào)用paint（）方法實(shí)現(xiàn)小球滾動(dòng)的效果。代碼如下：

public void paint（Graphics g） {

for （int i = 0； i < ballCount； i++） {

Image image；

try {

image = ImageIO.read（new File（"ball.png"））；

g.drawImage（image， x[i] - 20， y[i] - 30， 50， 50， this）；

} catch （IOException e） {

e.printStackTrace（）；}

g.drawString（"" + ch[i]， x[i]， y[i]）；

y[i] += 3；}}

程序通過(guò)Thread.sleep（100）控制線程每隔100毫秒，調(diào)用repaint（）去自動(dòng)調(diào)用paint（）方法一次，使字母小球的縱向坐標(biāo)值y[i]+=3；從而使小球動(dòng)起來(lái)。代碼如下：

public void run（） {

while （true） {

repaint（）； //自動(dòng)調(diào)用重寫(xiě)的paint（）方法

Thread.sleep（100）；}}

2.4 計(jì)分功能實(shí)現(xiàn)

在字母小球向下滾動(dòng)的過(guò)程中，用戶通過(guò)敲擊鍵盤(pán)上相應(yīng)的字母鍵，觸發(fā)MyPanel事件源，生成KeyEvent按鍵事件對(duì)象，并將該對(duì)象傳遞給按鍵處理器的keyPressed（）方法做為參數(shù)，并執(zhí)行該方法。當(dāng)按鍵字母與小球上的字母相等時(shí)，字母小球消失，再給該字母小球的座標(biāo)值重新置值，其中將該小球的y值置為0，x值在窗口寬度范圍內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)值，并重新在小球上生成一個(gè)隨機(jī)字母，以保證窗口中的字母小球的個(gè)數(shù)始終為ballCount個(gè)，同時(shí)使score值加1，以實(shí)現(xiàn)計(jì)分中的加分功能。代碼實(shí)現(xiàn)如下：endprint

public void keyPressed（KeyEvent e）

{

char c = e.getKeyChar（）；

for （int i = 0； i < ballCount； i++）

{

if （c == ch[i]） {

x[i] = （int） （Math.random（） * width）；

y[i] = 0；

ch[i] = （char） （（Math.random（） * 26） + 65）；

score++；}}}

計(jì)分功能中的減分功能的實(shí)現(xiàn)：當(dāng)有字母小球從窗口底部移出，并且用戶未敲擊鍵盤(pán)上相應(yīng)的字母鍵，則score的值減1。程序再在窗口頂部重新產(chǎn)生一個(gè)字母小球的座標(biāo)，并通過(guò)調(diào)用repaint（）方法在下一個(gè)100毫秒時(shí)進(jìn)行重繪該字母小球。代碼實(shí)現(xiàn)如下：

if （y[i] >= height） {

x[i] = （int） （Math.random（） * width）；y[i] = 0；

ch[i] = （char） （（Math.random（） * 26） + 65）；

score—；}

3 結(jié)束語(yǔ)

本指法練習(xí)小游戲通過(guò)使用Java Swing呈現(xiàn)出友好的人機(jī)交互界面，采用多線程技術(shù)實(shí)現(xiàn)字母小球在窗口中向下滾動(dòng)動(dòng)畫(huà)及字母小球移出窗口減分功能，采用事件處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)游戲等級(jí)設(shè)置及在敲擊鍵盤(pán)上字母鍵等同于字母小球上字母時(shí)的得分功能，另外通過(guò)重寫(xiě)JPanel類的paint（）方法來(lái)實(shí)現(xiàn)重繪等功能。雖然本指法練習(xí)小游戲的功能與金山打字類軟件的指法練習(xí)在功能上相比有所欠缺，但本程序便于初學(xué)者理解，為Java初學(xué)者掌握事件處理，多線程技術(shù)，Java Swing等知識(shí)提供了一個(gè)綜合而有趣的實(shí)例，并且在Java程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中有一定的參考作用。

參考文獻(xiàn)：

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