計算機科學與技術專業(yè)《綜合課程設計》報告

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1、計算機科學與技術專業(yè)12級 《綜合課程設計》報告 題目：貪吃蛇小游戲 成員： 姓名 學號 郝興明 201207051 指導教師：王金龍 開始日期： 2015 年12月7 日 完成日期： 2016 年01月8 日 2012級《綜合課程設計》評價表 題 目 貪吃蛇小游戲 指導老師 王金龍 項 目 內(nèi) 容 簡 介 本次綜合課程設計的內(nèi)容為“貪吃蛇”小游戲，游戲操作簡單，設計卻很復雜，主要實現(xiàn)的內(nèi)容為：通過鍵盤控制蛇的移動，判斷蛇是否死亡，以及通過相應按鈕來控制游戲的進程。 評價 工作量 (

2、□飽滿、□達到要求、□不飽滿)； 運行效果 (□良好、□有小問題、□錯誤較多)； 文檔及報告撰寫 (□規(guī)范、□較規(guī)范、 □不規(guī)范、□未提交）； 答辯 (□優(yōu)秀、□良好、 □一般、 □較差); 團隊分工及協(xié)作 (□很好、□較好、 □一般、 □較差)。 成績 學 號 姓 名 組內(nèi)分工 貢獻排名 成 績 201207051 郝興明 程序設計、編寫、測試、報告 答辯小組簽字 青島理工大學課程設計任務書 姓 名 組內(nèi)分工

3、 郝興明 程序設計、編寫、測試、報告 院 （系）： 計算機工程 專 業(yè)： 計算機科學與技術 任務起至日期： 2015年 12月 7 日 至 2016年 01月 8 日

4、 課程設計題目： 貪吃蛇小游戲 主要內(nèi)容及要求： “貪吃蛇”小游戲主要應實現(xiàn)以下幾個方面的功能： 1. 通過方向鍵控制蛇的移動 2.蛇吃到食物后身體變長 3.食物的隨機產(chǎn)生 4.蛇吃到自己身體或墻后死亡 5.蛇在移動過程中可以暫停/繼續(xù) 6.可手動停止游戲 工作計劃安排： 2015年12月07日---2015年12月10日 需求分析 2015年12月11日---2015年12月15日 概要設計 2015年12月16日---2015年12月20日 框架搭建 2015年12月21日---2015年12月30日

5、 詳細功能設計 2015年12月31日---2016年01月03日 程序測試 2016年01月04日---2016年01月05日 書寫報告 2016年01月06日 項目答辯 第1部分 概述 1. 內(nèi)容簡介 “貪吃蛇”是一款經(jīng)典的小游戲，以其操作簡單、娛樂性強而廣受歡迎。一條蛇在封閉的圍墻內(nèi)移動，在圍墻內(nèi)隨機出現(xiàn)一個食物，通過鍵盤的方向鍵來控制蛇的移動，當蛇吃到食物后蛇的身體長一節(jié)，同時出現(xiàn)一個新的食物等待蛇去吃，如果蛇在移動過程中蛇頭吃到自己身體或者吃到圍墻的石頭，則蛇死亡，游戲結束。 作為一個小游戲

6、，設計中必須要考慮人機交互和用戶體驗，因此游戲界面應簡潔直觀，讓用戶可直接了解游戲的操作。 “貪吃蛇”的設計對java編程的提高和進階是一次很好的鍛煉機會。本次設計使用java語言，通過GUI編程、線程、事件監(jiān)聽等技術來實現(xiàn)游戲的開發(fā)，功能雖然較少，但游戲的基本功能都具備，可正常進行游戲。 2. 功能介紹 “貪吃蛇”小游戲的設計較復雜，要想實現(xiàn)所有功能需要很高的技術要求和很強的編程能力。由于本人技術能力欠缺，所以只能實現(xiàn)基本的游戲功能，通過畫圖的方法來顯示出蛇的身體，食物的位置和墻的位置。主要操作是通過鍵盤的方向鍵來控制蛇的移動方向，無效方向要忽略；當蛇吃到食物時蛇的身體變長一節(jié)，同時產(chǎn)

7、生一個新的食物；蛇吃到自己身體或者吃到石頭時死亡，游戲結束；在游戲控制區(qū)域可通過相應按鈕來控制游戲的運行進度。 3. 設計環(huán)境 本次游戲設計的環(huán)境及開發(fā)工具如下： 運行環(huán)境：Windows 7 編程語言：java 開發(fā)環(huán)境：eclipse 第2部分需求分析 1． 用戶特點分析 游戲開發(fā)成功后，可適用于各類人群使用，所以要求界面簡單，操作方便， 不需要進行專門培訓就可以學會如何操作 2.功能需求 2.1圖形界面的需求 游戲畫布區(qū)主要包括蛇的身體出現(xiàn)的位置，食物隨機出現(xiàn)的位置，墻的固定位置，以及蛇可移動的區(qū)域。 游戲控制區(qū)域顯示按鈕及操作提示。 2.2屬性需求 在可使

8、用性方面，要求各個功能實現(xiàn)簡單，操作方便，系統(tǒng)處理正確；整個系統(tǒng)恢復性能號，鏈接速度快，以確保系統(tǒng)可適用性好。 另外，還要求系統(tǒng)的可擴展性、可維護性、可移植性良好。 2.3功能模塊需求 軟件開發(fā)過程中的功能模塊設計，主要解決實現(xiàn)該游戲需求的程序模塊設計問題。包括如何把該游戲劃分成若干個模塊、決定各個模塊之間的接口、模塊之間穿的的信息，以及模塊結構的設計等。 2.3.1游戲功能 本游戲主要完成以下幾方面的功能： 1） 游戲控制功能 2） 界面布局 3） 其他輔助功能 2.3.2功能模塊劃分 根據(jù)游戲需求，整個游戲主要劃分為游戲界面和游戲控制兩個模塊。見圖2.1 。游戲界面是整

9、個游戲的運行區(qū)域，可動態(tài)的觀察游戲過程。游戲控制是用來控制游戲進程的，可以開始游戲，暫停/繼續(xù)游戲，停止游戲。 貪吃蛇游戲 游戲界面模塊 游戲控制模塊 圖2.1 游戲模塊劃分 第3部分 系統(tǒng)設計 1. 系統(tǒng)流程圖 系統(tǒng)流程圖是描繪系統(tǒng)物理模型的傳統(tǒng)工具。它的基本

10、思想是用圖形符號描繪系統(tǒng)里面的每個部件，表達信息在各個部件之間流動的情況。 開始游戲 控制蛇移動 身體變長 是否吃到自己 是 是 是否吃到食物 否 否 是否撞墻 否游戲結束 蛇死亡 是 圖3.1 系統(tǒng)流程圖 2.類模塊設計 本次設計遵循MVC設計模式，主要類之間的關系如下： Snake類 （蛇

11、類） Game類 （主面板） Controller類（控制器） Ground類 （墻類） Food類 （食物類） 圖3.2 MVC設計模式體現(xiàn) Snake類：設置蛇的屬性，以及蛇的產(chǎn)生、移動、吃食物、死亡等方法。 Food類：設置食物的隨機產(chǎn)生和是否被吃掉等方法。 Controller類：監(jiān)聽Snake類以及按鍵事件，并進行處理。 Game類：用來控制游戲進程和界面的顯示。 3.各類的詳細設計 表3.1 Snake類 成員 作用 private boolean pause; 判斷是否暫停 private boolean life; 判斷蛇是

12、否死亡 private boolean isMoving; 判斷蛇是否在移動 private LinkedListbody; 存放蛇的身體節(jié)點 private void init(); 初始化方法 public void move(); 蛇的移動方法 public void drawMe(Graphics g); 畫出蛇的身體 public void start(); 讓蛇開始移動 public void die(); 讓蛇死亡 表3.2 Food類： Public void newFood(Point p); 設置食物產(chǎn)生的位置 Public

13、 Boolean isSnakeEatFood(Snake snake); 判斷蛇是否吃到食物 public void drawMe(Graphics g); 在畫布上畫出食物 表3.3 Ground類： Private int[][] rocks; 存放石頭的數(shù)組 Public Ground(); 初始化石頭 Public Boolean isSnakeEatRock(Snake snake); 判斷是否吃到石頭 Public Point getPoint(); 設置食物產(chǎn)生的位置 public void drawMe(Graphics g); 在畫布上畫出石頭

14、 表3.4 Controller類： Public Controller(Snake snake,Food food,Ground ground,GamePanel gamePanel); 初始化控制器類 Public void keyPressed(KeyEvent e); 監(jiān)聽按鍵事件 Public void snakeMoved(Snake snake); 監(jiān)聽蛇的移動 Public void newGame(); 創(chuàng)建新游戲 Public void setSnake(Snake snake); 設置蛇 第4部分 系統(tǒng)實現(xiàn) 1. 界面展示 “貪吃蛇”小游戲適合廣

15、大群體，故界面應以簡潔直觀為主，讓 玩家一眼便可了解游戲的操作。具體游戲界面如下： 游戲初始化界面 圖 4.1 游戲初始化界面 游戲開始界面 圖 4.2 游戲開始運行界面 游戲結束界面 圖 4.3 游戲結束界面 2.游戲的具體實現(xiàn)代碼 2.1游戲畫布區(qū) publicvoid display(Snake snake,Food food,Ground ground){ System.out.println("GamePanel's display"); this.snake = snake; this.food = food; this.ground = groun

16、d; this.repaint(); } protectedvoid paintComponent(Graphics g){ g.setColor(new Color(0xcfcfcf)); g.fillRect(0, 0, Global.WIDTH * Global.CELL_SIZE, Global.HEIGHT * Global.CELL_SIZE); if(ground != null && snake != null && food != null){ this.ground.drawMe(g); this.snake.drawMe(g); this.food.d

17、rawMe(g); } } 2.2控制區(qū) privatestaticfinallongserialVersionUID = 1L; privatefinal JButton button_start = new JButton("開始游戲"); privatefinal JButton button_wait = new JButton("暫停游戲"); privatefinal JButton button_stop = new JButton("停止游戲"); privatefinal JLabel label_tips = new JLabel("方向鍵控制蛇的移動

18、"); public GameOptionPanel(){ super(); setLayout(null); setFocusable(false); setVisible(true); button_start.setFont(new Font("楷體", Font.PLAIN, 17)); button_wait.setFont(new Font("楷體", Font.PLAIN, 17)); button_stop.setFont(new Font("楷體", Font.PLAIN, 17)); label_tips.setFont(new Font("楷

19、體", Font.PLAIN, 25)); button_start.setFocusable(false); button_wait.setFocusable(false); button_stop.setFocusable(false); label_tips.setFocusable(false); button_start.setBounds(10, 10, 110, 40); button_wait.setBounds(145, 10, 110, 40); button_stop.setBounds(280, 10, 110, 40); label_tips.setB

20、ounds(70, 70, 300, 40); add(button_start); add(button_wait); add(button_stop); add(label_tips); } public JButton getStartButton(){ returnbutton_start; } public JButton getWaitButton(){ returnbutton_wait; } public JButton getStopButton(){ returnbutton_stop; } public JLabel

21、getTipsLabel(){ returnlabel_tips; } 2.3蛇的移動 publicvoid move(){ if(!(oldDirection + newDirection == 0)){ oldDirection = newDirection; } System.out.println("Snake's move"); oldTail = body.removeLast(); intx = body.getFirst().x; inty = body.getFirst().y; switch(oldDirection){ caseUP:

22、 y--; if(y < 0){ y = Global.HEIGHT -1; } break; caseDOWN: y++; if(y == Global.HEIGHT){ y = 0; } break; caseLEFT: x--; if(x < 0){ x = Global.WIDTH - 1; } break; caseRIGHT: x++; if(x == Global.WIDTH){ x = 0; } break; } Point newHead = new Point(x,y); body.addFi

23、rst(newHead); } 2.4監(jiān)聽按鍵 publicvoid keyPressed(KeyEvent e){ if(!snake.isPause()&&snake.isLive()&&snake.isMoving()){ switch(e.getKeyCode()){ case KeyEvent.VK_UP: snake.changeDirection(Snake.UP); break; case KeyEvent.VK_DOWN: snake.changeDirection(Snake.DOWN); break; case KeyEvent.VK_LEFT:

24、 snake.changeDirection(Snake.LEFT); break; case KeyEvent.VK_RIGHT: snake.changeDirection(Snake.RIGHT); break; } } } 2.5畫出蛇的身體 publicvoid drawMe(Graphics g){ g.setColor(Color.BLUE); for(Point p:body){ g.fill3DRect(p.x * Global.CELL_SIZE, p.y * Global.CELL_SIZE, Global.CELL_SIZE, Glo

25、bal.CELL_SIZE, true); } } 2.6隨機產(chǎn)生食物 public Point getPoint(){ Random radom = new Random(); intx = 0, y = 0; do{ x = radom.nextInt(Global.WIDTH); y = radom.nextInt(Global.HEIGHT); }while(rocks[x][y]==1); return (new Point(x,y)); } 2.7初始化墻 public Ground(){ for(intx=0;x

26、TH;x++){ rocks[x][0] = 1; rocks[x][Global.WIDTH-1] = 1; } for(inty=0;y

27、斷地發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，在以后的工作中就會減小這些漏洞出現(xiàn)的幾率，不斷地完善每一個軟件是每一個軟件開發(fā)人員共同的愿望。所以，進行系統(tǒng)測試是十分必要的。 在進行本次游戲設計的過程中，對于軟件的測試一直貫穿始終，對于在開發(fā)過程中的代碼和文檔，以及系統(tǒng)完成后都在進行測試。測試并不僅僅是為了找出錯誤，通過分析錯誤產(chǎn)生的原因和錯誤的發(fā)生趨勢，可以幫助項目管理者發(fā)現(xiàn)當前軟件開發(fā)過程中的缺陷，以便及時改進。 測試主要分5種，即單元測試、集成測試、確認測試和白盒測試和黑盒測試。 本次游戲測試主要采用黑盒測試方法，檢查游戲功能是否能實現(xiàn)。 5.2 詳細測試 5.2.1測試一 測試內(nèi)容：是否能正常開始游

28、戲 測試方法：點擊開始按鈕 預期結果：游戲區(qū)出現(xiàn)蛇、食物和墻，蛇會移動 測試結果：和預期一樣，祥見圖5.1 圖 5.1 開始按鈕測試 5.2.2測試二 測試內(nèi)容：是否能暫停/繼續(xù)游戲 測試方法：點擊暫停/繼續(xù)按鈕 預期結果：點擊暫停后蛇停止移動，按鈕變?yōu)槔^續(xù)游戲，點擊繼續(xù)后沿原方向移動，按鈕變?yōu)闀和Ｓ螒颉? 測試結果：和預期一樣，祥見圖5.2和圖5.3 圖5.2 暫停游戲測試 圖5.3 繼續(xù)游戲測試 5.2.3測試三 測試內(nèi)容：蛇是否能吃食物身體變長 測試方法：控制蛇移動去吃食物 預期結果：吃食物后蛇身體變長一節(jié)，同時產(chǎn)生一個新的食物 測試結果：和預期一樣，祥

29、見圖5.4 圖5.4 蛇吃食物測試（蛇身體默認為3節(jié)） 5.2.4測試四 測試內(nèi)容：蛇撞墻是否會死 測試方法：控制蛇移動去撞墻 預期結果：蛇死亡不再移動，游戲結束 測試結果：和預期一樣，祥見圖5.5 圖5.5 蛇撞墻死亡測試 5.2.5測試五 測試內(nèi)容：蛇吃到自己身體是否會死 測試方法：控制蛇移動讓蛇頭吃到自己身體 預期結果：蛇死亡不再移動，游戲結束 測試結果：和預期一樣，祥見圖5.6 圖5.6 蛇吃到自己身體測試 第6部分 系統(tǒng)總結 本次課程設計從游戲界面和游戲控制兩方面實現(xiàn)了比較完善的功能，因為本人能力有限，還需要學習的地方很多，所以還是不盡完美，有很多可

30、以優(yōu)化的地方，但游戲的基本功能都很齊全，相比之前做的管理系統(tǒng)類的設計，應該可以說是又上升了一個層次。 雖然在設計中遇到了很多困難，比如說為了修改一個小小的bug而花費一整天，重新去學習新的知識，改了一次又一次等等，但是終于功夫不負有心人，游戲的功能都基本上實現(xiàn)了，作為一個學習計算機的人，尤其是一個即將畢業(yè)的大四學生，更需要有堅持不懈的毅力和不斷學習新知識的激情，困難只是我們走向成功的階梯。當你克服一個一個的困難后，會感到滿滿的成就感。 總體來說，這次課設對我自己是一次很好的鍛煉機會，不僅把以前學到的只是溫習了一遍，還學習到了很多新知識，而且還提高了敲代碼的能力。對設計中遇到的問題，通過仔細思考和查閱資料，使得問題得以解決，對自己以后獨立思考解決問題的能力也有很大幫助。 參考文獻 1李芝興 楊瑞龍. Java程序設計之網(wǎng)絡編程（第2版）. 清華大學出版社，2013.7 2張海藩 牟永敏. 軟件工程導論（第6版）. 清華大學出版社，2015.7