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连连看原理

用 JAVA 开发游戏连连看其实不管是做软件也好,做游戏也好,只要是写程序,在动手之前是一定会存在需求和分析的,如果不经过一定的分析就开始动手写程序,那么,这个程序一定会很难写下去的,最后的结果可能会导致放弃。

那么,在我们动手之前,让我们先简单的分析一下吧。

由于“连连看”并不是一个我们凭空开发的游戏,并且网上也已经有很多别人已经开发好的版本,因此,对于我们来说,我们已经拥有了一个很好的原型(比如说 QQ 游戏中的“连连看”),分析起来也应该是轻松得多。

由于 QQ 中的“连连看”是网络版,为了开发上的简便,我们先放弃网络功能,做一个简单的单机版就行了。

现在,让我们现在来看一看 QQ 中的连连看吧。

“连连看”的游戏规则其实并不复杂,首先,游戏开始的时候,地图上会有由数张不同的图片随机分散在地图上(并且每张图片会出现偶数次,通常是 4 次),只需要在地图上找出两张相同的图片(点),并且这两个点之前可以用不超过 3 条的直线连接起来就可以消除这两点,如此下去,直到地图上的点全部消除完就算游戏结束,怎么样,规则很简单吧?:)我们的开发就完全按照些规则来吧。

分析游戏规则找出算法通过上面的分析,我们已经知道了游戏规则,可是,我们怎么样去实现呢?其实所谓的实现也就是算法,那我们怎么样找出算法呢?别急,让我们来看一看上图,或者自己动手玩一玩别人做好的。

通过对上图的观察,我们发现,可以将游戏中的地图看作是一个二维数组,其中的所有图片(以下称“点”)可以看作是数组中的一个具体的元素。

那么,游戏中相同的图片可以看作是数组中不同位置两个值相同的元素。

至于直线,让我们给组数中的每一个元素赋一个特殊的值如 0 ,以表示地图上空白的位置。

并且同时规定:当连续的具有该特殊值的点的横向索引或纵向索引相同时,可以认为这是一条直线,比如下图:当数组中两点的值相同并且两点间只需要不超过 3 根直线能连接起来的时候,就让这两点的值变为 0 ,如果数组中全是 0 值的点,就认为游戏已经结束:)怎么样,算法够简单了吧:)用伪代码来描述程序的结构现在,我们用伪代码来描述一下游戏,假设用户开始了游戏:消除两点;上次选择的点 = null ;if ( 地图上已没有可消除的点 ) { 游戏结束;}}else {上次选择的点 = 当前点;}}else {上次选择的点 = 当前点;}}游戏结束;看看有没有什么问题?如果没有问题,我们进入下一步吧:)确定程序需要的模块当伪代码完成后,并且在我们的大脑里转了几圈发现没有问题后,现在就可以开始进行模块的划分工作了。

我们还是再看一看 QQ 中的“连连看”,整个程序只需要通过鼠标操作就可以了,按照 MVC 的结构来进行程序设计,那么我们需要一个 Model ,用来完成整个程序的核心算法;一个 View ,用来显示用户界面,当然还需要一个 Control ,用来处理用户鼠标的操作,这样一来,只需要三个模块就可以完成了。

1.算法模块2.控制模块3.显示模块现在我们再细想一下,这样真的就可以了吗? Model 是一定需要的,这是整个程序的灵魂。

然而对于Control (控制)来说,控制会分为用户游戏中的操作和游戏提供的功能性操作,如果所有的操作包括游戏中的游戏控制、游戏界面上的帮助、设置等都要通过一个 Control 来完成,那么这个 Control 一定会比较大,并且会比较复杂,而过于复杂的模块通常都是比较容易引起错误,或者导致编码困难的,因此,我们就有必要将具有类似功能的操作分开,以减少各个模块的复杂程度,同时,也可以使模块的功能更单纯(这也是 OO 中所倡导的)。

现在我们将菜单操作和游戏操作分开,分开后的模块如下:∙菜单显示∙菜单控制∙游戏显示∙游戏控制∙游戏核心算法以上是程序的最主要的模块,除此之外,由于开发过程中的需要,对于每个模块,我们可能还需要一些辅助的模块来使程序更加完善,由于这些模块并不会对程序有太大的影响,因此,我们可以在需要的时候再来添加。

(之二)实现游戏的算法将游戏地图转换为数组来描述算法总是很枯燥的,没有直接设计界面来得舒服,然而,算法却是整个程序的核心,所以,仅管枯燥,我们还是得耐心地完成这一步。

在进行程序算法的设计时,我们首先要尽可能抛开一些无关紧要的部分,这样可以使算法看起来直接明了,但同时也要考虑弹性,以便将来扩充。

在前面已经说过了,整个游戏的核心算法也就是以二维数组为主体的算法,那么,定义一个二维数组是必不可少的了。

二维数组究竟应该有多大呢? 10X10 是不是小了,20*20 呢,大了?究竟多大比较合适?为了考虑到程序以后改动的需要,我们还是定义成变量吧,这样以后要改动的时候,只需要改动一下变量的值就行了,因此,我们现在为程序增加一个类,使之专门用来保存与程序有关的一些数据。

至于为什么要定义成 public static final ,这个,自己想想就知道了:)还不知道?晕,看看书吧:(现在,我们将这个类起名为 Map ,同时,我们规定,为了描述地图中空白的区域,我们使用 0 来表示。

初始化游戏地图在地图初始化的时候,我们需要用一些“随机”的数字来填充这张地图,之所有将“随机”用引号括起来,是因为这些数字并不是真正意义上的随机:首先,数组中具有相同值的元素只能出现 4 次(具有 0 值的元素除外),其次,这些数字是被散乱的分布在数组中的。

要使元素出现 4 次,那么数组中所有不重复的元素个数最大为数组的大小 /4 ,为了简单起先,我们使这些元素的值用 1 、 2 、 3 ……进行编号。

要想将这些分配好的元素再分配到二维数组中,我们需要一个一维数组来辅助完成这项工作。

首先,我们按照二维数组的大小来建立一个大小相同的一维数组,并且,我们规定数组中出现的不重复的元素的个数(元素个数的多少代表了地图的填充率,填充率越高,表示游戏难度越高),同时,我们也要保证数组的长度能被 4 整除(目前是这样,其实不是必需的),因为相同的元素会出现 4 次。

因此,我们定义一个变量,用来表示地图上可能出现元素种类的最大个数,同时也定义一个变量,表示目前地图上出现的元素的个数。

在,我们将这些元素放置在一维数组中:这时,一维数组初始化完成了,可惜数组中的元素是规规矩矩按顺序出现的,如果不打乱就填充到地图中,这游戏似乎也太简单了(因为相邻的点一定可以消除啊),现在,我们得想个办法打乱这个数组。

怎么打乱这个数组呢?好办,我们来看看,假设数组的原始排列是这样的:[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15]从最后一个元素 [15] 起,依次与此元素之前的某一个元素将值互换,完成后再从 [14] 起,与在 [14] 之前的某一个元素将值互换,直到 [1] 与 [0] 的值互换后,如此一来,数组就被完全打乱了,如果还不明白,我们来看一看下图:[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15]在 [15] 之前有 15 个元素,产生一个 15 以内的随机数,比如说 8 ,再将 [15] 和 [8] 的值互换,变成了如下:[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [15] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [8]再从 [14] 号元素开始,产生一个 14 以内的随机数,比如说 10 ,互换 [14] 和 [10] 的值:改变前:[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [15] [9] [10] [11] [12] [13] [14][8]改变后:[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [15] [9] [14] [11] [12] [13] [10][8]怎么样,略施小技就搞定了,简单吧?算法如下:int[] random(int[] array) {java.util.Random random = newjava.util.Random();for (int i = array.length; i > 0; i--) {int j = random.nextInt(i);int temp = array[j];array[j] = array[i - 1];array[i - 1] = temp;}return array; // 其实也可以不返回,因为数组的操作总是改变引用的}现在,一维数组中的元素已经被打乱了,现在我们只需要按顺序依次填充回二维数组中就行了,这样,二维数组中的值就一定是乱的。

( 打乱后的数组,感觉如何,虽然难看了点,但很有用)对数组中两个元素是否可以消除的判断地图的初始化已经完成了,现在的问题是,我们怎么样才能知道数组中的两个元素是否可以消除呢?根据游戏规则,如果两个点之间可以用不超过 3 条直线连接起来,这两点就可以消除,现在我们来分析一下所有可能的情况:两点之间只需要一条直线连接:(图略了……)由上图可以看出,如果两点间只需要一条直线能够连接起来,则 A 、 B 两点的横坐标或纵坐标必定相同,有了这个条件,我们判断 A 、 B 两点是否只需要一条直接连接就简单了许多。

这段代码比较简单,所以就不写出来了,大家可以看看源程序,只不过需要注意的是,我们将横线连接和竖线连接分开来处理,这样做是为了后面工作的简单。

( 注意:为了简单省事,我们用 java.awt 包中的Poin(x, y)t 来描述二维数组中元素的坐标,但是有一点要特别小心, x 和 y 与二维数组中元素的下标值恰好相反,如左上图中 A 的下标为array[1][0] , Point 的描述却是为 Point(0, 1) ,如果不注意这一点,程序会出错的。

)两点之间需要两条直线连接:如上图, A 、 B 两点如果需要两条直线连接起来,有可能有两种方式,于是,我们可以巧妙的构建一个C 点和一个 D 点,并且规定 C 点的横坐标为 A 点的横坐标, C 点的纵坐标为 B 点的纵坐标, D 点的横坐标为 B 点的横坐标, D 点的纵坐标为 A 点的纵坐标(这一点很重要,因为 C 、 D 决定了 AC 、BC 、 AD 、 BD 的连线方式),如下图:如果此时 C 点(或 D 点)能同时满足 AC ( AD )、BC ( BD )只需要一条直线相连,就表示 A 、 B 之前能够使用两条直线连接起来,并且 C 点( D 点)为拐点(以后会用上的)isMatch = horizonMatch(a, c) && verticalMatch (b, c);if (isMatch) {return isMatch;}}if (map[d.x][d.y] == 0) { //D 点上必须没有障碍isMatch = verticalMatch (a, d) && horizonMatch (b, d);return isMatch;}return false;}( 注意:由于 C 点和 D 点的构建方式确定了 AC 、BD 永远是竖连线、 BC 、 AD 永远是横连线)两点之间需要三条直线连接:这种方式是最复杂的了,我们还是先分析一下出现三条直线的所有可能性吧。

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