JavaFX扫雷

2022-07-18 Java Java, 编程基础 0 评论字数统计: 2.4k(字) 阅读时长: 9(分)

windows系统上经典扫雷游戏，1992年4月6日，扫雷和纸牌、空当接龙等小游戏搭载在Windows 3.1系统中与用户见面，主要目的是让用户训练使用鼠标。这个游戏的玩法很简单，有初级、中级、高级和自定义等模式，雷区中随机布置一定数量的地雷，玩家需要尽快找出所有不是地雷的方块，但不许踩到地雷。这里我们使用Java和JavaFX实现一个简易版的扫雷程序，先理解扫雷游戏逻辑，练习使用Java中的循环、数组、二维数组、集合、面向对象、Stream、递归等技术实现游戏功能。

游戏逻辑

需要一个图形界面，使用JavaFX实现
需要在图形界面中定义一个 N * N 的网格， N可以是任意设置
N * N个格子中有三个内容：空白、数字(表示周围8个格子有多少个雷)、雷
在N * N个格子中随机生成雷
在N * N个格子中的不是雷的格子中设置相应的数字，这个数字表示当前格子周围8个格子有多少个雷
玩家在点击某一个格子时显示的是数字，比如说显示的是2，表示周围八个格子中有两个雷
如果玩家点击的格子显示为空白，那么会要把周围8个格子全部显示，如果周围8个格子有空白格子，又需要将空白格子周围8个格子全部显示，依次类推
如果玩家点击的位置是雷，游戏结束

游戏实现

1. 创建JavaFX Module

参考 Java模块化编程修改module-info.java文件，添加javafx模块支持

//module声明一个模块 加上 opens 关键词表示模块内的所有包都允许通过 Java 反射访问
 module example.fxdemo {
    //声明模块依赖
    requires javafx.controls;
    requires javafx.fxml;
    requires javafx.swing;

    //开放模块内的包, 允许通过java反射访问，一次开放一个包,如果外部使用了open,那么内部将不能使用opens
    opens com.example.fxdemo to javafx.fxml,javafx.controls;
    opens com.example to javafx.fxml;
 
    //导出这个包com.example.game，以便别的模块可以使用
    exports com.example.game;
 
}

2. 工程结构

src
	-main
   		-java
   			com.example.game
   				MinesweeperGame
   		module-info.java

3. 代码实现

创建游戏界面

public class MinesweeperGame extends Application {
	//Tile数量
    private static final int TILE_SIZE = 40;
    //界面宽和高
    private static final int W = 800;
    private static final int H = 600;

    //x轴上 20个格子(tile)
    private static final int X_TILES = W / TILE_SIZE;
    //y轴上 15个格子(tile)
    private static final int Y_TILES = H / TILE_SIZE;
    
   	//UI 场景对象
    private Scene scene;
    
    //此方法用于创建一个面板Pane N*N个格子会绘制在里边
    private Parent createContent() {
        Pane root = new Pane();
        root.setPrefSize(W, H);
        return root;
    }
    
    @Override
    public void start(Stage stage) throws Exception {
        //根据面板创建场景对象
        scene = new Scene(createContent());
        //设置舞台Stage标题
        stage.setTitle("扫雷游戏");
        //设置舞台场景
        stage.setScene(scene);
        //显示
        stage.show();
    }

    public static void main(String[] args) {
        launch(args);
    }
}

运行结果如下图所示:

创建Tile类

此类定义成内部类
使用面向对象技术创建一个Tile类，这个类需要绘制到上面所定义的面板Pane上面，而且Tile内部还需要绘制其它内容，比如数字和雷，所以此类继承
StackPane，每一个Tile类对象都表示一个格子, Tile中文意思是砖块。
每一个Tile对象需包含坐标x,y 是否有雷 hasBomb, 是否是打开的isOpen(玩家点击的时候才会打开)
每一个Tile对象还需要包含一个文本区域用于设置数字，周围还需要绘制一个矩形边框增强效果，此时需要用到图形界面JavaFX技术

private class Tile extends StackPane {
    //每个Tile对象的坐标
    private int x, y;
    //是否有雷
    private boolean hasBomb;
    //是否打开,默认为false
    private boolean isOpen = false;
    //定义矩形边框
    private Rectangle border = new Rectangle(TILE_SIZE - 2, TILE_SIZE - 2);
    //文本对象,用于设置格子中的数字等
    private Text text = new Text();
	//构造函数，用于初始化坐标位置和是否有雷
    public Tile(int x, int y, boolean hasBomb) {
        this.x = x;
        this.y = y;
        this.hasBomb = hasBomb;
		
        //UI 设置格子的边框颜色，颜色使用Colod类静态预定义值 
        border.setStroke(Color.LIGHTGRAY);
		//设置文本字体大小 使用  Font类中中的font静态方法
        text.setFont(Font.font(18));
		//设置文本框中的内容，此时判断hasBomb值，如果为真则表示有雷，此处用X表示雷,如果为false表示没有雷，文本内容则为空
        text.setText(hasBomb ? "X" : "");//X表示雷
        //默认不显示文本 
        text.setVisible(false);
        //设置矩形的透明度
        border.setOpacity(0.8);
        //当前是一个StackPane面板容器，需要将矩形和文本组件添加到面板容器中，而且面板容器是一个Stack（栈）,根据栈的特性，最后添加进去的在最上面
        getChildren().addAll(border, text);

        //设置当前Tile对象的x和y的位置,用处是绘制每一个StackPane也就是Tile, 每一个格子定义了一个值为TILE_SIZE=40
        setTranslateX(x * TILE_SIZE);
        setTranslateY(y * TILE_SIZE);

        //为每一个Tile格子对象注册一个事件，当点击的时候调用open方法，此时需要判断格子是不是打开的，利用isOpen属性  
        setOnMouseClicked(e -> open());
    }

    public void open() {
        //如果是打开的则直接返回,不再执行后续逻辑
        if (isOpen)
            return;
        //如果点到了雷，则游戏结束
        if (hasBomb) {
            System.out.println("Game Over");
            //重新再创建一个内容,重新设置场景，也可以通过按钮点击时重新设置
            scene.setRoot(createContent());
            return;
        }
		//如果前两个判断都没进入则表示Tile格子未翻开，设置isOpen为true,表示已打开，然后显示文本内容，并让矩形的填充内容为空
        isOpen = true;
        text.setVisible(true);
        border.setFill(null);
		//如果点击时Text内容是空的，那么需要显示周围8个格子
        if (text.getText().isEmpty()) {
            //此处需要找到周围的8个Tile对象，遍历每一个，并判断是不是空格，如果是空格则需要再次执行getNeighbors方法
            //getNeighbors方法用于查找相邻的8个Tile格子
            //forEach语法是Java8之后的新语法，遍历每一个Tile格子对象时都会调用它的open方法
            getNeighbors(this).forEach(Tile::open);
        }
    }
}

实现查找空白Tile相邻的8个Tile

//需要在MinesweeperGame类中定义属性 Tile类型的二维数组  20x15  存储Tile对象
private Tile[][] grid = new Tile[X_TILES][Y_TILES];

/**
 *  查找周边八个tile方格是不是雷
 *  定义一个二维数组, 数组的每二个值表示一个tile的周围八个格子的坐标
 */
private List<Tile> getNeighbors(Tile tile) {
    //存储邻居tile块使用集合ArrayList存储，并用接口List引用,< > 表示泛型， Tile是内部类
    List<Tile> neighbors = new ArrayList<>();
    //定义一个数组，每两个元素分别表示当前格子和其它8个格子的坐标差
    int[] points = new int[] {
       -1, -1,
       -1,  0,
       -1,  1,
        0, -1,
        0,  1,
        1, -1,
        1,  0,
        1,  1
    };
	//遍历这个数组
    for (int i = 0; i < points.length; i++) {
		//每两个元素表示一个坐标,所以dx为points[i], dy则为points[++i]
        int dx = points[i]; 
        int dy = points[++i];

        //计算新的tile格子坐标,当前格子的坐标值加上dx,dy
        int newX = tile.x + dx;
        int newY = tile.y + dy;

        //此处X_TILES=20, Y_TILES=15
        //判断每个新的Tile对象的坐标是否超出范围,如果没有超出范围则加到ArrayList集合中
        if (newX >= 0 && newX < X_TILES && newY >= 0 && newY < Y_TILES) {
            //grid是一个存储了所有tile对象的二维数组
            neighbors.add(grid[newX][newY]);//将周边的Tile添加到集合中
        }

    }
	//返回相邻元素的集合
    return neighbors;
}

修改createContent方法，创建界面内容

private Parent createContent() {
    //创建内容面板,用于放置其它界面元素
    Pane root = new Pane();
    //设置宽高
    root.setPrefSize(W, H);
	//嵌套循环遍历
    for (int y = 0; y < Y_TILES; y++) {
        for (int x = 0; x < X_TILES; x++) {
            //创建Tile对象
            //第三个参数表示是否有雷，此时用一个简单的方式设置雷，当随机数小于0.3时表示有雷
            Tile tile = new Tile(x, y, Math.random() < 0.3);
            //将每一个tile对象存储在二维数组中,二维数组中的每一个元素都表示一个tile
            grid[x][y] = tile;
            //将元素添加到root root是一个Pane
            root.getChildren().add(tile);
        }
    }

    //遍历二维数组，判断每一个tile是不是雷,如果是雷则continue,否则需要计算当前tile边上雷的数量
    for (int y = 0; y < Y_TILES; y++) {
        for (int x = 0; x < X_TILES; x++) {
            Tile tile = grid[x][y];
            //有雷则循环continue
            if (tile.hasBomb)
                continue;

            //找雷是为了设置tile砖块中的数字
            //如果不是雷，则需要计算它周边有多少个雷,调用getNeighbors方法
            //此处用到了Java8中的stream以及箭头函数等
            long bombs = getNeighbors(tile).stream().filter(t -> t.hasBomb).count();
			//如果周边雷的数量大于0则将tile对象中的文本框设置为雷的数量
            if (bombs > 0)
                tile.text.setText(String.valueOf(bombs));
        }
    }

    return root;
}

完成并总结
- 其实扫雷游戏的实现并不难，只需要掌握最基础的Java技术便能实现
- 创建类以及定义属性和行为、
- 使用JavaFX制作图形界面
- 一维数组和二维数组的定义和赋值
- Java8中的新特性 forEach, stream, 箭头函数等

本文链接： https://zhsunbeam.github.io/2022/07/18/Java/JavaFX扫雷/

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