弹球游戏
物联一班 谢鑫 20100740123
一、实验目的
1、掌握Swing图形用户界面编程以及事件处理等，掌握java绘图技术。
2、掌握多线程编程的基本原理，能使用Runnable、ExecutorService等接口进行线程的创建、启动等工作。
二、实验任务
设计并编程实现弹球游戏：
用户能通过GUI组件指定生成小球的数量，每个小球将从随机的位置出现，并具有随机颜色，随机速度以及随机的运动方向，小球沿初始方向匀速运动，当碰到窗口边缘时，小球将依据受力原理改变运动方向（可简化考虑，受力只改变小球的运动方向，小球仍按照初始速度匀速运动，且不考虑小球之间的碰撞）。
鼠标在界面中显示为方块状，玩家需按住鼠标来回移动以避开运动的小球及屏幕四周，如果鼠标碰到任一小球或者窗口四周，则游戏结束。
程序需提供计时功能，并最终显示玩家能坚持多少秒。
三、设计思路
1.界面设计
（1）制作一个简单的面板JFrame，文件保存为bollFrame.java
其中为一public的类 bollFrame，其构造方法为：
bollFrame(int n){
super();
setTitle("我的弹球小游戏");
setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
Dimension dimension = Toolkit.getDefaultToolkit().getScreenSize();//得到 电脑屏幕大小
setSize(450,450);
setLocation((dimension.width-game.getWidth())/2-250, (dimension.height-game.getHeight())/2-250);//设置面板显示基中；
this.n = n;
myBollPanel = new bollPanel(n);//构造一个画板；
add(myBollPanel);//将画板放入JFrame
createMenu();//创建菜单；
setJMenuBar(bar);
}
（2）构造画板类，文件保存为bollPanel.java
其构造函数如下：
bollPanel(int n){
this.n = n;
// executorThread = Executors.newCachedThreadPool();//创建线程池；
mouse = new mouseThread(mxNow,myNow,groupThread,this);//启动鼠标线程；
this.setIsOver(false);//游戏开始线程条件的判断；
for(int i =0 ;i<n;++i){
myBollThread =new bollThread(this);
groupThread.add(myBollThread);
//executorThread.execute(myBollThread);//小球线程加入线程池；
}
addMouseListener(this);
addMouseMotionListener(this);
}
Paint()方法如下构造：
public void paint(Graphics g){
if(!this.getIsOver()) //如果游戏还没结束；
{
super.paint(g);//清除原先的图像
g.setColor(Color.RED);
g.setFont(new Font("宋体",Font.BOLD+Font.ITALIC,15));
g.drawString("你已坚持："+getT()+"S", 15, 15);//计时器的显示；
for(int i = 0;i<n;++i){//画出每个线程球
int xNow =groupThread.get(i).getxNow();
int yNow = groupThread.get(i).getyNow();
g.setColor(groupThread.get(i).getColor());
g.fillOval(xNow,yNow,30,30);
if(xNow>(getWidth()-23)||xNow<0){//碰到左右边界；
groupThread.get(i).dx = -groupThread.get(i).dx;
}
if(yNow>(getHeight()-23)||yNow<0){//碰到上下边界；
groupThread.get(i).dy = -groupThread.get(i).dy;
}
groupThread.get(i).setxNow(xNow+groupThread.get(i).getdx());// 设置下一个位置；
groupThread.get(i).setyNow(yNow+groupThread.get(i).getdy());
}
}
if(isMouse){
g.drawImage(new ImageIcon("boll.gif").getImage(), mxNow, myNow, 40,40, this);//鼠标的图像；
}
}//end paint();
总体界面如下：
2.逻辑设计
(1).首先，我们考虑到多个小球的运动，实质上是多线程的使用，n个小球我们就同时启动n个线程去控制每个小球的运动。因此我构造出一个类作为一个小球的线程，保存文件为bollThread.java，顾名思义，小球线程类。相关构造方法如下：
public bollThread(bollPanel my){
this.myPanel = my;
xStart = data.nextInt(200);//随机产生开始位置；
yStart = data.nextInt(200);
setxNow(xStart);////设置现在的位置；
setyNow(yStart);
setdx();//设置随机方向使用；注意：若不设置为随机，则所有小球将相同一个方向运动；
setdy();
}
(2)再次，小球的出现需要有载体，这就是画板，前面界面设置中已提到过，通过让多个小球共享一个画板，以及通过线程控制小球的重绘，最后通过画板显示给用户。
(3)在第（2）点中提到的画板上我们需要实现鼠标的监听，以下给出几个重要的鼠标事件监听：
public void mousePressed(MouseEvent e) {//单击启动鼠标事件；
if(e.getButton()==MouseEvent.BUTTON1){
copy.schedule(new task(), 0,1000);//启动定时器；
for(int i =0 ;i<n;++i){
Thread my = new Thread(groupThread.get(i));
my.start();//启动游戏，启动小球线程；
}
mxNow = e.getX();
myNow = e.getY();
isMouse = true;
if(!mouse.isAlive()){
mouse.start();//启动鼠标线程；
}
}//end if(e.getButton()==MouseEvent.BUTTON1);
}//注意按下鼠标开始游戏；
public void mouseDragged(MouseEvent e) {//游戏过程中通过按住鼠标左键控制“眼睛”的移动来躲避小球；
mxNow = e.getX();// TODO Auto-generated method stub
myNow = e.getY();
if(mxNow>(this.getWidth()-30)||mxNow<=0||myNow>(this.getHeight()-30)||myNow<=0){//鼠标是否碰到边界；
// executorThread.shutdown();
this.setIsOver(true);
copy.cancel();
JOptionPane.showMessageDialog(null, "你撞墙了，下次小心点。。。游戏结束","提示" ,JOptionPane.OK_OPTION);
this.removeMouseListener(this);
this.removeMouseMotionListener(this);
}
for(int i =0 ;i<n;++i){
int xNow =groupThread.get(i).getxNow();
int yNow = groupThread.get(i).getyNow();
if(isPeng(xNow,yNow,mxNow,myNow)){
// executorThread.shutdown();
this.setIsOver(true);
copy.cancel();
JOptionPane.showMessageDialog(null, "if(你撞球了){"+"\n"+"挑战失败，游戏结束.}","提示" ,JOptionPane.OK_OPTION);
//System.exit(0);
this.removeMouseListener(this);
this.removeMouseMotionListener(this);
} //鼠标的上下左右边和 球碰撞的情况，
}
}
(4) 如果游戏开始后我们突然松开鼠标，让我们控制的小球（或"眼睛"）停留在最后松开的点上，那么小球碰到它还会判断是否相撞吗？答案是可以的，我们可以通过编写一个鼠标线程类来实现，保存文件为mouseThread.java；让此线程在我们按下鼠标开始游戏时同时启动，在我们松开鼠标时启动判断相撞事件。
相关的构造方法如下：
mouseThread(int mxNow,int myNow,List<bollThread>group,bollPanel bollpane){
this.mxNow = mxNow;//传入鼠标现在位置；
this.myNow = myNow;
this.groupThread = group;//传入小球线程组；
this.bollpane = bollpane;//传入画板对象；
}
3.程序测试
在程序测试中，先后测试出了,以下几个注意点：
A.在判断小球与鼠标控制的小球（“眼睛”）相撞时，条件中用到两点之间的距离问题，发现条件不能是两点距离刚好等于两相撞物体半径和，此条件太苛刻，可能引起判断的失误（概率蛮高的呵呵），而应该是小于半径和。
B..在小球碰撞或控制的小球（”眼睛“）碰到边界游戏结束时，已经停止了线程，小球竟然还能动，而且是缓慢移动，但是判断是否碰撞及边界问题都能正常执行，与我所意料的完全相反，到现在也不知道是怎么回事，只能在paint() 里进行条件判断，只让bollPanel留下最后一次的个小球及“眼睛”位置。
C.这是最后才调试出来的，也是这个游戏中较难注意到的。
就是一些boolean变量的设置：
privateboolean isTime;//定时器是否启动；
privateboolean isGroupThread;//所有小球线程组是否启动；
privateboolean isMouseThread;//鼠标线程是否启动；
privateboolean isMouse;//鼠标事件是否启动；
privateboolean isOver;//游戏是否结束；
刚开始时并没有注意到这些，如果我点击鼠标左键开始游戏时，启动了小球线程，这时要设置变量isGroupThread = true标志小球线程组已启动，释放鼠标启动鼠标线程时，isMouseThread = true让鼠标线程来控制与小球相撞的判断，定时器也在这时响应启动 isTime =true开始计时，若不设置这些的话，将发生以下本质上的共同错误：
:等我释放鼠标后想再次控制小球，就必须在一次启动鼠标事件，这时将重新启动一次计时器，重新启动一次小球线程组，重新启动鼠标线程；这样的结果是导致游戏的结果不确定性，没碰到小球（实际上已碰撞）它就检测碰撞结束游戏。以及计时器的计时紊乱等。
具体调试后的相关代码实现见附录.。
五、实验总结
通过这次的程序设计，我更加明白了学以致用的道理，对线程的应用使得我更好更快的掌握了线程的本质，同时，在此次的程序设计中，经过不断地调试，是我明白了一个程序或项目要做到“精致”，是是需要花多大的精力和耐心，总之，学以致用，会将学到的知识应用到实际中才是学之根本。
此次实验也更了解到了线程的知识，比如：一个线程stop后，不能再用start启动，而应当重新实例化，在start()。也就是说线程的状态转换过程（新建-就绪-运行-阻塞-死忙）是不可逆的，这是个人理解，至少从本实验中可以得到验证。
最后，感谢老师的指导和同学们对我的帮助。
六、附录
以下是调试后的相关算法实现：
A:
public boolean isPeng(int xNow,int yNow,int mxNow,int myNow){//利用两点之间的距离算法，判断是否撞球
int x1 = xNow+15,y1 = yNow+15;
int x2 = mxNow+20,y2 = myNow+20;
int mulx = x1-x2,muly = y2 -y1;
double sum = Math.pow(muly, 2)+Math.pow(mulx, 2);
if(sum<Math.pow(35, 2))
return true;
else return false;
}
B:
public void paint(Graphics g){
if(!this.getIsOver()) //在此判断游戏是否结束；
{
super.paint(g);//清除原先的图像
g.setColor(Color.RED);
g.setFont(new Font("宋体",Font.BOLD+Font.ITALIC,15));
g.drawString("你已坚持："+getT()+"S", 15, 15);
for(int i = 0;i<n;++i){//画出每个线程球
int xNow =groupThread.get(i).getxNow();
int yNow = groupThread.get(i).getyNow();
g.setColor(groupThread.get(i).getColor());
g.fillOval(xNow,yNow,30,30);
if(xNow>(getWidth()-23)||xNow<0){//碰到左右边界；
groupThread.get(i).dx = -groupThread.get(i).dx;
}
if(yNow>(getHeight()-23)||yNow<0){//碰到上下边界；
groupThread.get(i).dy = -groupThread.get(i).dy;
}
groupThread.get(i).setxNow(xNow+groupThread.get(i).getdx());
groupThread.get(i).setyNow(yNow+groupThread.get(i).getdy());
}
}
if(isMouse){
g.drawImage(new ImageIcon("boll.gif").getImage(), mxNow, myNow, 40,40, this);
}
}//end paint();
C :
(1)public void mousePressed(MouseEvent e) {//单击启动鼠标事件；
if(e.getButton()==MouseEvent.BUTTON1){
if(isMouseThread){//鼠标线程是否活着；
mouse.stop();
isMouseThread = false;
}
if(!isTime){
copy.schedule(new task(), 0,1000);//启动定时器；
isTime = true;
}
if(!isGroupThread){
for(int i =0 ;i<n;++i){
Thread my = new Thread(groupThread.get(i));
my.start();//启动游戏，启动小球线程；
}
isGroupThread = true;
}
mxNow = e.getX();
myNow = e.getY();
isMouse = true;
}//end if(e.getButton()==MouseEvent.BUTTON1);
}
(2) public void mouseReleased(MouseEvent e) {
//mouse.setmxNow(e.getX());
// mouse.setmyNow(e.getY());//设置松开点的鼠标位置；
mxNow = e.getX();
myNow = e.getY();
if(!isMouseThread){
mouse = new mouseThread(mxNow,myNow,groupThread,this);// 新建鼠标线程；/启动鼠标线程；............................................................................
mouse.start();
isMouseThread = true;
}
}
(3)public void mouseDragged(MouseEvent e) {
mxNow = e.getX();// TODO Auto-generated method stub
myNow = e.getY();
if(mxNow>(this.getWidth()-30)||mxNow<=0||myNow>(this.getHeight()-30)||myNow<=0){//鼠标是否碰到边界；
// executorThread.shutdown();
this.setIsOver(true);
copy.cancel();
JOptionPane.showMessageDialog(null, "你撞墙了，下次小心点。。。游戏结束","提示" ,JOptionPane.OK_OPTION);
this.removeMouseListener(this);
this.removeMouseMotionListener(this);
}
for(int i =0 ;i<n;++i){
int xNow =groupThread.get(i).getxNow();
int yNow = groupThread.get(i).getyNow();
if(isPeng(xNow,yNow,mxNow,myNow)){
// executorThread.shutdown();
this.setIsOver(true);
copy.cancel();
JOptionPane.showMessageDialog(null, "if(你撞球了){"+"\n"+"挑战失败，游戏结束.}","提示" ,JOptionPane.OK_OPTION);
//System.exit(0);
this.removeMouseListener(this);
this.removeMouseMotionListener(this);
} //鼠标的上下左右边和 球碰撞的情况，
}
}