《JAVA游戏开发》课程设计报告
题 目 网络益智游戏
计算机科学与技术系
20##年6月
目 录
1 实践过程概述... 4
2 课程设计题目描述... 4
3 系统需求分析与设计... 4
3.1 系统需求分析... 4
3.2 系统设计... 4
4 系统测试和使用说明... 7
4.1 系统测试... 7
4.2 系统使用说明... 8
5 课程设计总结... 8
5.1 遇到的问题和解决方法... 8
5.2 心得体会... 9
6 参考文献... 9
7 附录... 10
网络益智游戏
1 实践过程概述
此次软件技术专业JAVA游戏开发课程设计于20##年6月在实验楼三楼机房进行，持续时间为两周。本次课程设计主要是利用所学的面向对象程序设计语言——JAVA来编写程序，实现特定功能，以加深对JAVA的理解。
2 课程设计题目描述
我们设计的网络益智游戏：是一台计算机做服务器产生一个随机数和随机字母，另一台计算机做客户端来猜。
3 系统需求分析与设计
3.1 系统需求分析
随着现在生活节奏的不断加快，现在许多的人们在工作之余，需要通过一些益智小游戏，来调节一下自己的情绪，释放一下自己的疲劳。而网络益智游戏正好符合人们的要求，它不需要你过多的去思考答案，只是轻松一下紧张的神经，放松一下心情，就像开心农场一样，在人们的工作之余调节一下。
3.2 系统设计
3.2.1 系统总体设计
系统功能分析
本系统要用到以下的Java编程技术实现的功能：
① 网络功能：这一程序将由一个服务器程序和一个客户端程序构成。客户端用来猜测随机字母和随机数的大小。服务器用来产生随机字母和随机数，来确定是否猜中。
②多线程功能：当客户端要求与服务器端建立连接时，服务器端就将用到多线程功能，为每一个建立起来的连接创建一个线程。
3.2.2 程序详细设计
（1）程序框架
本系统的程序框架主要包括服务器端和客户端两部分。
服务器端
服务器端通过类和方法来产生随机字母和随机数，来判断客户端送过来的答案是否正确。
客户端
客户端通过类和方法来连接服务器，并把猜测的答案发送到服务器，并接受服务器判断之后的结果。
基本类的设计：
Server类
Server服务器类，其中定义了6个成员变量和5个成员方法。serv变量用于存储套接字，port变量存储端口号，info数组存放接收到的数据包中的信息，rec变量存储接收到的数据包，snd变量存储要发送的数据包，msg变量存储要发送或提取出的信息。main()方法是主方法，用于创建套接字，选择要进行的游戏；guessZimu()方法用于进行猜字母游戏；guessPro()方法用于进行猜大小游戏；judge()方法用于判断试猜答案的匹配情况，并将结果返回给客户端；getZimu()方法是用来生成随机字母。
在main()方法中，首先将参数转化为端口号，据此创建一个套接字。然后等待客户端的数据包，收到的第1个数据包中包含的是该客户端的IP地址，将其输出。接着，就开始与客户端进行交互。先发送消息，让客户端选择要玩的游戏，客户端将作出的选择封装在数据包中发回。如果客户但回复的是“quit”指令，则终止程序，关闭套接字；如果是“1”，代表选择猜字母游戏，调用guessZimu()方法；如果是“2”，代表选择猜大小游戏，调用guessPro()方法。
GuessZimu()方法是进行猜数字的游戏，先调用getZimu()方法，生成一个随机字母，并输出。游戏者有10次试猜机会，每次接收到包含试猜答案的数据包后，都先把试猜答案输出，再调用judge()方法判断答案的匹配情况。如果答案完全匹配，返回答案正确的提示信息，否则继续进行游戏。如果超过10次未猜对，也结束游戏，并向客户端返回正确答案。
judge()方法是判断试猜答案与正确答案匹配情况的方法，组合答案匹配情况的信息，存储到字符串msg中，并封装到数据包发送给客户端。如果答案完全匹配，则返回1，否则返回0。
getZimu()方法是用来生成随机数序列的，它创建了一个Random类对象，并调用它的nextInt()方法来生成随机数。每次生成的随机数，都要与已生成随机数比较，如果有重复，则重新生成，直到不与已生成的随机数重复。
guessPro()方法是用来进行猜大小游戏的，它创建了一个Random类对象，并调用它的nextInt()方法来生成一个0～100之间的随机数，存放到num变量中，并输出。游戏者有10次试猜机会，每次接收到包含试猜答案的数据包后，都先把试猜答案输出，再将其转化为int型数与num比较大小，根据大小情况向客户端返回相应提示信息，同时也在服务器端输出。如果答案完全匹配，返回答案正确的提示信息，否则继续进行游戏。如果超过10次未猜对，也结束游戏，并向客户端返回正确答案。
Client类
Client类其中定义了10个成员变量和4个成员方法。serv变量用于存储套接字，port变量存储端口号，info数组存放接收到的数据包中的信息，rec变量存储接收到的数据包，snd变量存储要发送的数据包，msg变量存储要发送或提取出的信息，localHost变量存储本地主机的IP地址，host变量存储服务器的IP地址，IP变量是服务器IP地址的字符串形式，IPAddr数组是服务器IP地址的字节数组形式。main()方法是主方法，用于创建套接字，选择游戏，控制程序的终止；playGuessZimu()方法是进行猜字母游戏的方法；playGuessPro()方法是进行猜大小游戏的方法；toIPAddr()方法用于将字符串形式的IP地址转换为字节数组形式。
在main()方法中，首先调用toIPAddr()方法，将存储服务器IP地址第1个参数，转存到字节数组中，再把第2个参数转化为端口后，据此创建一个套接字和存储服务器地址的InetAddress类对象host。然后调用InetAddress类对象的getLocalHost()方法，获得本机IP地址，并传送给服务器，告知服务器要加入游戏。然后，接收服务器发来的数据包，根据其中的提示信息，选择游戏或退出程序。如果输入的是“quit”指令，则终止程序，关闭套接字；如果输入的是1，选择玩猜字母游戏，调用playGuessZimu()方法；如果输入的是2， 选择玩猜大小游戏，调用playGuessPro()方法。
playGuessZimu()方法负责猜字母游戏的发送和接收，每次试猜，它都完成以下过程：将键盘键入的数据封装到数据包，发送给服务器，再接收服务器的回复。提取其中的匹配情况信息，并输出，再把存储试猜次数的cnt变量加1。如果完全匹配，输出答案正确的提示信息，终止游戏，否则继续游戏。如果已经试猜10次，将服务器返回的正确答案输出，再终止游戏。
playGuessPro()方法负责猜大小游戏的发送和接收，其运行与处理过程与playGuessZimu()方法类似。
toIPAddr()方法将一个存储IP地址的字符串转化为字节数组。它从字符串的尾部开始向前搜索，在遇到“.”号前所搜索到的数字都是属于IP地址的某一段，将它累加到变量t中。直到遇到“.”号，将t清零后重新开始累加。
4 系统测试和使用说明
4.1 系统测试
使用JDK运行程序时，将server子目录和 client子目录下分别放在两台计算机上。分别用来做服务器和客户端。
在服务器端的计算机上打开一个DOS窗口，使用命令：Javac Server .java 用来编译服务器上的源代码。
使用命令： java Server 6666 运行服务器程序Server,启动服务器端，DOS窗口显示：网络益智游戏——服务器，如图5所示：
图5 服务器运行界面
在另一台客户端的计算机上打开另一个DOS窗口，输入命令： javac Client.java 进行编译
然后输入命令：java Client 192.168.0.72 6666
运行第客户端程序，Client执行后，windows窗口会显示如图6所示：
图6 客户端程序的运行界面
4.2 系统使用说明
由于字母和数字都是随机产生的，我们猜测字母的时候只能依靠我们子的运气去随机猜测，猜数字大小的时候，我们可以根据服务器给我们发过来的信息，来猜测。
5 课程设计总结
5.1 遇到的问题和解决方法
在用JAVA编写程序时，我遇到了很多困难，如怎样用Socket类实现客户端和服务器端的通信，怎样来把字符串转换为一个个的字符。通过查阅相关书籍以及在网上搜索资料，我们了解到要使用java.net类中的MessageListenning来负责侦听客户端的消息，使用Thread类创建线程接收客户端发出的消息，使用MulticastSendingThreas类向客户端广播消息。在本系统中，我们用到了前者。设计是以Java独立应用程序来实现的，程序中要捕获异常，就要用到多种捕获异常类，这些类是在J2SE编程环境下自动引入的java.lang包类的异常类。
5.2 心得体会
在这次的面向对象程序设计中，我主要运用了JAVA语言的多线程、异常处理、网络传输等，综合运用了JAVA语言。我深刻感受到了面向对象语言中类库的强大功能，掌握了运用JAVA中的类实现某些基本功能，并学会了自己查询使用类的方法，为以后的面向对象语言的自学奠定了基础。这次设计中，再一次让我感受到了网络通信中服务器和客户相互通信的特点，同时也加深了对网络通信知识的理解。
通过这次为时二周的课程设计，我学到了很多的东西，下面就这在这次课程设计中的心得体会总结如下：
在这次的面向对象程序设计中，主要是运用JAVA语言来编写，并可运用其他的技术。在我的系统中，还采用了多线程、异常处理、网络传输等技术，而这些知识都是我们没有学过的，这就要求我们去查阅相关书籍。正因为这样，才锻炼了我的自学能力，为以后的学习打下了基础。
这次设计中，我深刻感受到了面向对象语言中类库的强大功能，掌握了运用JAVA中的类实现某些基本功能，并学会了自己查询使用类的方法，为以后的面向对象语言的自学奠定了基础。同时，我也感受到了网络通信中服务器和客户相互通信的特点，加深了对网络通信知识的理解，拓宽了我的知识面。
通过二周的努力，这次课程设计圆满的结束了，在这个过程中，我学到了很多的知识，同时也非常感谢杭志老师帮助与指导。在以后的学习中，我会更加努力的学好专业知识，并将所学知识用于实践当中去，以便牢固掌握知识。
6 参考文献
[1] 陆光义,先锋.Java游戏编程导学.北京:清华大学出版社,2004
[2] 飞思科技产品研发中心.精通Java.北京:电子工业出版社,2004
[3] 朱福喜等.Java项目设计与开发范例.电子工业出版社,2005
[4] Robert C.Martin 著,黄晓春译.UML FOR JAVA PROGRAMMERS.清华大学出版社,2004
7 附录
（1）基本类的程序代码：
① Server类的代码：
import java.net.*;
import java.io.*;
import java.util.*;
import java.lang.String.*;
// 服务器类
public class Server{
// 存储套接字
static DatagramSocket serv;
// 存储端口号
static int port;
// 存放接收到的数据包中的信息
static byte[] info = new byte[1000];
// 存储接收到的数据包
static DatagramPacket rec = new DatagramPacket(info, info.length);
// 存储要发送的数据包
static DatagramPacket snd;
// 存储要发送或提取出的信息
static String msg;
// 主方法
public static void main(String[] args) {
System.out.println("网络益智游戏——服务器");
try {
// 将第1个参数转化为端口号
port = (int)Float.parseFloat(args[0]);
// 创建套接字
serv = new DatagramSocket(port);
// 等待客户端连接
serv.receive(rec);
// 输出加入游戏的计算机的IP地址
msg = new String(rec.getData(), 0, rec.getLength());
System.out.println(msg + "加入游戏");
while(true) {
// 发送消息，让客户端选择要玩的游戏
msg = "请选择游戏：1.猜字母 2.猜大小";
// 数据封装
byte[] buf = msg.getBytes();
snd = new DatagramPacket(buf, buf.length, rec.getAddress(), rec.getPort()); serv.send(snd);
// 发送
serv.receive(rec);
// 接收客户端的回复
msg = new String(rec.getData(), 0, rec.getLength());
// 如果是“quit”指令，终止程序
if (msg.compareTo("quit") == 0) {
break;
}
// 如果是“1”，选择猜数字游戏
if (msg.compareTo("1") == 0) {
guessZimu();
}
// 是“2”，选择猜大小游戏
else {
guessPro();
}
}
// 关闭套接字
System.out.println("断开连接……");
serv.close();
} catch(SocketException se) {
se.printStackTrace();
} catch(IOException ie) {
ie.printStackTrace();
}
}
//猜字母游戏的方法
static void guessZimu(){
//储存生成的随机字母
char zimu;
//储存客户端发送来的答案
char ans=0;
int i;
System.out.println("开始进行猜字母游戏……");
//生成随机的字母
zimu=getZimu();
//输出生成的随机字母
System.out.println(zimu + " ");
System.out.println(ans + " ");
//进行游戏
for(i=1;i<=10;i++)
{
//接受客户端发来的数据包
try{
serv.receive(rec);
} catch(IOException ie){
ie.printStackTrace();
}
//数据包中提取答案
msg=new String(rec.getData(),0,rec.getLength());
char[] chars =msg.toCharArray();
ans=chars[0];
//输出答案
System.out.println("第"+i+"次的答案：" );
System.out.println(ans + " ");
// 调用judge()方法判断答案的匹配情况
if(judge(zimu,ans)==1){
//如果答案完全匹配，返回正确的提示信息
msg="恭喜你猜对了！";
System.out.println("答案正确");
byte[] buf=msg.getBytes();
snd=new DatagramPacket(buf,buf.length,rec.getAddress(),rec.getPort());
try{
serv.send(snd);}
catch(IOException ie){
ie.printStackTrace();}
break;
}
}
//如果超过10次未猜对，结束游戏
if(i>10){
//生成正确的答案
char[] n=new char[1];
String str=new String(n);
//返回游戏结束的提示信息
msg="没机会了，正确答案是:"+ str;
System.out.println("游戏结束");
byte[] buf=msg.getBytes();
snd=new DatagramPacket(buf,buf.length,rec.getAddress(),rec.getPort());
try{
serv.send(snd);
}
catch(IOException ie){
ie.printStackTrace();
}
}
}
// 猜大小游戏的方法
static void guessPro() {
int num, i, j, t;
System.out.println("开始进行猜大小游戏……");
Random rnd = new Random();
// 生成一个0～100的随机数(不含100)
num = rnd.nextInt(100);
// 输出生成的随机数
System.out.println("生成的随机数：" + num);
try {
// 进行游戏
for (i = 1; i <= 10; i++) {
// 接收客户端发来的数据包
serv.receive(rec);
// 提取其中的答案
msg = new String(rec.getData(), 0, rec.getLength());
// 将其转化为整数形式
t = (int)Float.parseFloat(msg);
// 输出答案
System.out.print("第" + i + "次的答案：" + msg + " ");
// 根据不同情况，返回相应的信息
if (t < num) {
msg = "小了，再大点！";
}
else if (t > num) {
msg = "大了，再小点！";
}
else {
msg = "恭喜你猜对了！";
}
System.out.println("结果：" + msg);
// 数据封装
byte[] buf = msg.getBytes();
snd = new DatagramPacket(buf, buf.length, rec.getAddress(), rec.getPort());
// 发送
serv.send(snd);
// 如果答案正确，输出提示信息，终止游戏
if (t == num) {
System.out.println("答案正确");
break;
}
}
// 如果超过10次未猜对，也终止游戏
if (i > 10) {
// 生成正确答案
char[] n = new char[2];
n[0] = (char)(num / 10 + 48);
n[1] = (char)(num % 10 + 48);
String str = new String(n);
msg = "没有机会了，正确答案是：" + str;
System.out.println("游戏结束");
byte[] buf = msg.getBytes();
snd = new DatagramPacket(buf, buf.length, rec.getAddress(), rec.getPort());
serv.send(snd);
}
} catch(IOException ie) {
ie.printStackTrace();
}
}
//判断答案匹配情况的方法
static char judge(char zimu,char ans){
int a=2;
if(ans==zimu){
a--;
}
else
{msg="你答错了";
byte[] buf=msg.getBytes();
snd=new DatagramPacket(buf,buf.length,rec.getAddress(),rec.getPort());
try{
serv.send(snd);
}catch(IOException ie)
{
ie.printStackTrace();
}
}
//如果答案匹配，则返回1
if(a==1){
return 1;
}
//否则返回0
else{
return 0;
}
}
// 生成随机数的方法
static char getZimu()
{
// zimu数组存储生成的随机数
Random random = new Random();
int r=0;
r=random.nextInt(57)+65;
while(r>90&&r<97||r==0)
r=random.nextInt(57)+65;
char zimu=(char)r;
return zimu;
}
}
② Client类的代码：
import java.net.*;
import java.io.*;
// 客户端类
public class Client{
// 存储套接字
static DatagramSocket client;
// 存储端口号
static int port;
// 存放接收到的数据包中的信息
static byte[] info = new byte[1000];
// 存储接收到的数据包
static DatagramPacket rec = new DatagramPacket(info, info.length);
// 存储要发送的数据包
static DatagramPacket snd;
// 存储要发送或提取出的信息
static String msg;
// localHost变量存储本地主机的IP地址
// host变量存储服务器的IP地址
static InetAddress localHost, host;
// 服务器IP地址的字符串形式
static String IP;
// 服务器IP地址的字节数组形式
static byte[] IPAddr = new byte[4];
// 主方法
public static void main(String[] args) {
System.out.println("网络益智游戏——客户端");
try {
// 第1个参数为服务器IP地址，将其转存到字节数组中
IP = args[0];
toIPAddr();
port = (int)Float.parseFloat(args[1]);
// 获得服务器IP地址
host = InetAddress.getByAddress(IPAddr);
// 获得本机IP地址
localHost = InetAddress.getLocalHost();
// 创建套接字
client = new DatagramSocket(port);
// 将本机IP地址传送给服务器
msg = localHost.getHostAddress();
// 数据封装
byte[] buf = msg.getBytes();
snd = new DatagramPacket(buf, buf.length, host, port);
// 发送
client.send(snd);
while (true) {
// 接收服务器的发送来的数据包
client.receive(rec);
// 从数据包中提取消息并输出
msg = new String(rec.getData(), 0, rec.getLength());
System.out.println(msg);
// 选择要玩的游戏，并告知服务器
BufferedReader bufRdr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.print("请输入：");
msg = bufRdr.readLine();
buf = msg.getBytes();
snd = new DatagramPacket(buf, buf.length, host, port);
client.send(snd);
// 如果输入的是“quit”指令，终止程序
if (msg.compareTo("quit") == 0) {
break;
}
// 如果输入的是1，选择玩猜字母游戏
if (msg.compareTo("1") == 0) {
playGuessZimu();
}
// 如果输入的是2， 选择玩猜大小游戏
else {
playGuessPro();
}
}
// 关闭套接字
System.out.println("断开连接……");
client.close();
} catch(UnknownHostException ue) {
ue.printStackTrace();
} catch(SocketException se) {
se.printStackTrace();
} catch(IOException ie) {
ie.printStackTrace();
}
}
// 进行猜字母游戏的方法
static void playGuessZimu() {
System.out.println("开始进行猜数字游戏……");
// 记录试猜的次数
int cnt = 0;
try {
do {
// 输入本次试猜的答案
BufferedReader bufRdr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.print("第" + (cnt+1) + "次试猜：");
msg = bufRdr.readLine();
// 数据封装
byte[] buf = msg.getBytes();
snd = new DatagramPacket(buf, buf.length, host, port);
// 发送
client.send(snd);
// 接收服务器的回复
client.receive(rec);
// 提取答案匹配情况
msg = new String(rec.getData(), 0, rec.getLength());
// 输出答案匹配情况
System.out.println("结果：" + msg);
// 试猜次数加1
cnt++;
// 如果完全匹配，输出答案正确的提示信息，终止游戏
if (msg.compareTo("恭喜你猜对了！")==0) {
if (cnt <= 3) {
System.out.println("你真是个天才！");
}
else if (cnt <= 6) {
System.out.println("还不错，是个人才！");
}
else if (cnt <= 8) {
System.out.println("还将就，你赢了！");
} else {
System.out.println();
}
break;
}
// 如果已经试猜10次，也终止游戏
else if (cnt == 10) {
client.receive(rec);
msg = new String(rec.getData(), 0, rec.getLength());
System.out.println(msg);
break;
}
} while (true);
} catch(IOException ie) {
ie.printStackTrace();
}
}
// 进行猜大小游戏的方法
static void playGuessPro() {
System.out.println("开始进行猜大小游戏……");
// 记录试猜的次数
int cnt = 0;
try {
while (true) {
// 输入本次试猜的答案
BufferedReader bufRdr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.print("第" + (cnt+1) + "次试猜：");
msg = bufRdr.readLine();
// 数据封装并发送
byte[] buf = msg.getBytes();
snd = new DatagramPacket(buf, buf.length, host, port);
client.send(snd);
// 接收服务器的回复
client.receive(rec);
// 提取信息并输出
msg = new String(rec.getData(), 0, rec.getLength());
System.out.print(msg);
// 试猜次数加1
cnt++;
// 如果猜对了，输出答案正确的提示信息，终止游戏
if (msg.compareTo("恭喜你猜对了！") == 0) {
if (cnt <= 3) {
System.out.println("你真是个天才！");
}
else if (cnt <= 6) {
System.out.println("还不错，是个人才！");
}
else if (cnt <= 8) {
System.out.println("还将就，你赢了！");
} else {
System.out.println();
}
break;
}
// 如果已经试猜10次，也终止游戏
else if (cnt == 10) {
client.receive(rec);
msg = new String(rec.getData(), 0, rec.getLength());
System.out.println();
System.out.println(msg);
break;
}
System.out.println();
}
} catch(IOException ie) {
ie.printStackTrace();
}
}
// 将字符串形式的IP地址转换为字节数组形式
public static void toIPAddr() {
int i, j, t, q;
char ch;
t = 0;
q = 1;
j = 3;
i = IP.length() - 1;
do {
ch = IP.charAt(i);
// 遇到"."符号说明已经获得了IP地址中某一段的值
if (ch == '.') {
IPAddr[j] = (byte)t;
j--;
t= 0;
q = 1;
}
// 否则继续累加
else {
t = t + (int)(ch - 48) * q;
q = q * 10;
}
i--;
} while (i >= 0);
IPAddr[j] = (byte)t;
}
}