java课程设计--Hannoi汉诺塔游戏

HUBEI NORMAL UNIVERSITYJava程序设计Hannoi塔游戏论文题目Hannoi塔游戏学生指导教师所在院系专业名称完成时间摘要《JAVA语言实用教程》是计算机相关专业的必修专业基础课程，其实践性、应用性很强。

实践教学环节是必不可少的一个重要环节。

本课程的程序设计专题实际是计算机相关专业学生学习完《JAVA语言实用教程》课程后，进行的一次全面的综合训练，JAVA语言实用教程的设计目的是加深对理论教学内容的理解和掌握，使学生较系统地掌握程序设计及其在网络开发中的广泛应用，基本方法及技巧，为学生综合运用所学知识，利用软件工程为基础进行软件开发、并在实践应用方面打下一定基础。

目录一、课程设计任务及要求 (4)1、课程设计任务 (4)2、设计要求 (4)二、需求分析 (5)1、系统需求分析 (5)2、系统概述 (5)3、系统运行环境 (6)三、设计思路 (6)概要设计 (7)四、详细设计 (7)package Hannoi; (7)HannoiWindow类 (7)AutoMoveDisc类 (15)Disc类 (21)HandleMouse类 (22)Tower类 (27)TowerPoint 类 (31)五、运行调试与分析讨论 (33)六、设计体会与小结 (36)1.设计体会 (36)2.小结 (37)参考文献 (37)致谢 (38)一、课程设计任务及要求1、课程设计任务设计GUI界面的Hannoi塔游戏，用户可以通过拖动鼠标移动各个塔上的盘子，程序也可以自动演示盘子的移动过程。

2、设计要求（1）有三个表示塔的对象，分别命名为A、B和C。

A塔上有若干个盘子，盘子的大小不等，并按着大小顺序依次摆放在A塔上，大盘在下，小盘在上。

用户可以用鼠标拖动盘子，把A 塔上的盘子全部移动到另外两个塔中的任何一个塔上。

要求每次只能移动一个盘子，在任何时候不允许大盘压在小盘的上面。

（2）用户也可以选择让程序自动演示。

选择自动演示后，程序将以动画形式演示把A塔上的盘子全部移到C塔的过程，并将移动过程以文本形式显示在一个文本区中。

（3）可以由用户自己设置盘子数量和盘子大小。

（4）可以改变盘子的颜色、背景颜色以及背景音乐。

（5）游戏分为初、中、高三个等级。

（6）可以记录游戏时间并且设有从新开始按钮。

二、需求分析1、系统需求分析使用java面向对象语言设计汉诺塔游戏，此游戏要求：1）界面要求：（1）尽量使用图形界面实现，要符合日常软件使用规范来设计菜单和界面。

（2）如果无法实现图形界面，则在命令行方式下也需要提供菜单，方便用户操作（盘子可以自己规定）。

2）其他要求：可以保存自己的自动演示记录3）每次移动一个盘子,小的只能叠在大的上面。

4）把所有碟子从A塔柱全部移到C塔柱上如果A盘上的盘子全都移动到了C塔柱上，则游戏成功；否则失败。

（1）标识符命名遵循Windows命名规范。

（2）能够注意各种异常处理，注重提高程序运行效率。

2、系统概述“汉诺塔”游戏是利用面向对象语言java写的一个简单的游戏，它的目标是把最左边塔柱上的盘子按一定的规则移动到最右过的塔柱上去，规则如下：（1）有三根塔柱A,B,C。

A杆上有若干盘子（由小到大排列）（2）需要把A上的盘子搬到C上面去（由小到大排列）（3）每次只能移动一个盘子且大的盘子不能叠加到小的盘子上面3、系统运行环境任何具有jre运行环境的计算机，可在netbeans和eclipse 中运行。

三、设计思路我设计的Hannoi塔，除了要编写的6个java文件（HannoiWindow、AutoMoveDisc、Disc、HandleMouse、Tower、TowerPoint）所给出的类外，还需要java系统提供的一些重要的类，如JButton，JCheckBox等。

汉诺塔中有三个座，名字分别为A，B，C。

刚开始的时候A塔上有3个大小不等的盘子，这些盘子从座底到座顶按着大小顺序依次摆放在A座上。

用户可以用鼠标选中盘子，然后通过拖动鼠标来移动盘子。

释放鼠标来放置该盘子。

程序要求用户在移动盘子的过程中，不允许把大盘子放置在小盘子的上面，用户最终要完成的是把A座上的全部盘子移动到B座或C座上。

用户可以通过Hannoi塔界面提供的改变盘子数目功能来改变盘子的数目，同时可以改变盘子的大小以及改变盘子和界面的背景颜色，而且还可以选择控制背景音乐的播放。

用户可以通过单击Hannoi塔界面上提供的按钮，让程序自动完成把A座上的盘子全部移动到C座上。

用户在移动盘子的过程中，可以随时单击Hannoi塔界面上提供的按钮，重新开始。

概要设计主要要实现的功能有: 完成汉诺塔的“手工移动演示”；完成汉诺塔的“自动移动演示”；增加计时功能，即显示用户完成移动盘子所花费的时间；用户可以设置最大和最小盘子的大小；用户可以设置盘子的数目；用户可以设置盘子的颜色、背景颜色以及背景音乐；用户可以将自动移动盘子的文本信息保存到文件中。

四、详细设计package Hannoi;HannoiWindow类/* HannoiWindow类* 该类主要功能是设置主界面的布局、相关按钮和监听事件* */import java.applet.Applet;import java.applet.AudioClip;import javax.swing.*;import java.awt.*;import java.awt.event.*;import java.io.File;import .MalformedURLException;import .URL;import javax.swing.JOptionPane;public class HannoiWindow extends JFrame implements ActionListener{ Tower tower=null; //Tower创建的tower容器，刻画了汉诺塔的结构，放置在主界面的中心int amountOfDisc=3; //确定tower对象中“盘子”数目（默认为3个)int number=0;Color discColor;HandleMouse handleMouseTime;Timer time=new Timer(1000,this);char []towerName={'A','B','C'}; //容器tower中三个座的名字JMenuBar bar; //菜单棒JMenu menuGrade,menuDiscNum,menuMM,menuColor;//boolean tag = true;File musicfile=new File("七里香.mid");URL url;AudioClip clip;JMenu menumusic;//JMenuItemoneGradeItem,twoGradeItem,threeGradeItem,discColorItem,backColorItem,maxDis cWidth,minDiscWidth,DiscNum,musicstart,musicstop;JButton renew=null;JButton autoButton=null;JPanel center=new JPanel();JTextField text;//----------------------public JRadioButton cyan,red,green,blue,yellow;public ButtonGroup buttonGroup;//----------------------HannoiWindow(){ //构造函数，设置主界面布局super("汉诺塔小游戏(Hannoi Game)");tower=new Tower(towerName);tower.setAmountOfDisc(amountOfDisc);//设置盘子的数量tower.setMaxDiscWidth(120);//设置最大盘子的宽度tower.setMinDiscWidth(50);//设置最小盘子的宽度tower.setDiscHeight(16);//设置盘子的高度tower.putDiscOnTower();//放置盘子到塔上add(tower,BorderLayout.CENTER);//增添菜单选项bar=new JMenuBar();menuGrade=new JMenu("选择关卡");menuColor=new JMenu("变换颜色");menuDiscNum=new JMenu("盘子数量");menuMM=new JMenu("盘子大小");oneGradeItem=new JMenuItem("第一关_初级");twoGradeItem=new JMenuItem("第二关_中级"); threeGradeItem=new JMenuItem("第三关_高级");discColorItem=new JMenuItem("盘子颜色");backColorItem=new JMenuItem("背景颜色");maxDiscWidth=new JMenuItem("最大盘子宽度");minDiscWidth=new JMenuItem("最小盘子宽度");DiscNum=new JMenuItem("设置盘子数量");menuGrade.add(oneGradeItem);//将用户的操作设置返回给相应的变量menuGrade.addSeparator();menuGrade.add(twoGradeItem);menuGrade.addSeparator();menuGrade.add(threeGradeItem);menuColor.add(discColorItem);menuColor.add(backColorItem);menuMM.add(maxDiscWidth);menuMM.add(minDiscWidth);menuDiscNum.add(DiscNum);bar.add(menuGrade);bar.add(menuDiscNum);bar.add(menuMM);bar.add(menuColor);setJMenuBar(bar);//加入代码menumusic=new JMenu("设置背景音乐");musicstart=new JMenuItem("背景音乐开启");musicstop=new JMenuItem("背景音乐关闭");menumusic.add(musicstart);menumusic.add(musicstop);bar.add(menumusic);try {url=musicfile.toURL();} catch (MalformedURLException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}clip=Applet.newAudioClip(url);clip.play();//setJMenuBar(bar);//加入下2行代码musicstart.addActionListener(this);musicstop.addActionListener(this);//oneGradeItem.addActionListener(this);twoGradeItem.addActionListener(this);threeGradeItem.addActionListener(this);DiscNum.addActionListener(this);maxDiscWidth.addActionListener(this);minDiscWidth.addActionListener(this);discColorItem.addActionListener(this);backColorItem.addActionListener(this);renew=new JButton("重新开始");renew.addActionListener(this);autoButton=new JButton("自动演示");text=new JTextField("您的游戏时间：0秒",10);autoButton.addActionListener(this);JPanel north=new JPanel();String mess="将全部盘子从"+towerName[0]+" 座搬运到"+towerName[1]+" 座或"+towerName[2]+" 座";JLabel hintMess=new JLabel(mess,JLabel.CENTER);north.add(renew);north.add(autoButton);north.add(hintMess);north.add(text);add(north,BorderLayout.NORTH);//----------------------buttonGroup=new ButtonGroup();cyan = new JRadioButton("原色");red = new JRadioButton("红色");green = new JRadioButton("绿色");blue = new JRadioButton("蓝色");yellow =new JRadioButton("黄色");cyan.setFont(new Font("楷体_GB2312",Font.BOLD,14));red.setFont(new Font("楷体_GB2312",Font.BOLD,14));green.setFont(new Font("楷体_GB2312",Font.BOLD,14));blue.setFont(new Font("楷体_GB2312",Font.BOLD,14));yellow.setFont(new Font("楷体_GB2312",Font.BOLD,14));buttonGroup.add(cyan); buttonGroup.add(red); buttonGroup.add(green); buttonGroup.add(blue); buttonGroup.add(yellow);rHandler h=new rHandler(); //创建监听器cyan.addItemListener(h); red.addItemListener(h); green.addItemListener(h); blue.addItemListener(h); yellow.addItemListener(h);JPanel southColor=new JPanel();southColor.add(cyan); southColor.add(red); southColor.add(green); southColor.add(blue); southColor.add(yellow);add(southColor,BorderLayout.SOUTH);setResizable(false);//----------------------setResizable(false);setVisible(true);setBounds(300,150,680,480);validate();setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);time.start();}public void actionPerformed(ActionEvent e){ //各种动作事件的监听处理if(e.getSource()==oneGradeItem||e.getSource()==twoGradeItem||e.getSource()= =threeGradeItem){if(e.getSource()==oneGradeItem) amountOfDisc=3;//设置初级盘子为3个if(e.getSource()==twoGradeItem) amountOfDisc=4;//设置中级盘子为4个if(e.getSource()==threeGradeItem) amountOfDisc=5; //设置高级盘子为5个if(time.isRunning()==false){time.restart();handleMouseTime.ALL=0;}number=0;text.setText("您的游戏时间："+number+"秒");tower.setAmountOfDisc(amountOfDisc);tower.putDiscOnTower();}else if(e.getSource()==renew){ //"重新开始"按钮动作监听处理方法if(time.isRunning()==false){time.restart();handleMouseTime.ALL=0;}number=0;//初始化计时器为0text.setText("您的游戏时间："+number+"秒");//读计数器时间tower.setAmountOfDisc(amountOfDisc);tower.putDiscOnTower();}else if(e.getSource()==autoButton){ //"自动演示"按钮动作监听处理方法tower.setAmountOfDisc(amountOfDisc);tower.putDiscOnTower();int x=this.getBounds().x+this.getBounds().width;int y=this.getBounds().y;tower.getAutoMoveDisc().setLocation(x,y);tower.getAutoMoveDisc().setSize(380,this.getBounds().height);tower.getAutoMoveDisc().setVisible(true);}else if(e.getSource()==discColorItem||e.getSource()==backColorItem){ Color Col=getBackground();Col=JColorChooser.showDialog(this, "颜色变换调色板", Col);discColor=Col;if(e.getSource()==discColorItem){if(time.isRunning()==false) {time.restart();handleMouseTime.ALL=0;}number=0;text.setText("您的游戏时间："+number+"秒");tower.disccolor(discColor);tower.setAmountOfDisc(amountOfDisc);tower.putDiscOnTower();}else if(e.getSource()==backColorItem){tower.setBackground(Col);JOptionPane.showMessageDialog(null, "背景颜色也可以用窗口5个单选按钮变换！", "消息提示框", JOptionPane.PLAIN_MESSAGE);}}else if(e.getSource()==DiscNum){int n;String strNum=JOptionPane.showInputDialog("请输入您要的盘子数量（有效长度1~10）");n=Integer.parseInt(strNum);if(n<=10&&n>=1){if(time.isRunning()==false){time.restart();handleMouseTime.ALL=0;}number=0;text.setText("您的游戏时间："+number+"秒");amountOfDisc=n;tower.setAmountOfDisc(amountOfDisc);tower.putDiscOnTower();}}else if(e.getSource()==maxDiscWidth){int width;String str=JOptionPane.showInputDialog("请输入最大盘子的长度（有效长度100~180）");width=Integer.parseInt(str);if(width<=180&&width>=100){if(time.isRunning()==false){time.restart();handleMouseTime.ALL=0;}number=0;text.setText("您的游戏时间："+number+"秒");tower.setMaxDiscWidth(width);tower.setAmountOfDisc(amountOfDisc);tower.putDiscOnTower();}}else if(e.getSource()==minDiscWidth){int width;String str=JOptionPane.showInputDialog("请输入最小盘子的长度（有效长度10~80）");width=Integer.parseInt(str);if(width<=80&&width>=10){if(time.isRunning()==false){time.restart();handleMouseTime.ALL=0;}number=0;text.setText("您的游戏时间："+number+"秒");tower.setMinDiscWidth(width);tower.setAmountOfDisc(amountOfDisc);tower.putDiscOnTower();}}if(e.getSource()==time){if(handleMouseTime.Start==1){text.setText("您的游戏时间："+number+"秒");number++;}if(handleMouseTime.ALL==1) {time.stop();handleMouseTime.Start=0;JOptionPane.showMessageDialog(null, "祝贺您，闯关成功！", "消息框", JOptionPane.PLAIN_MESSAGE);}}////////////////////////////else if(e.getSource()==musicstart){if(tag == false){try {url=musicfile.toURL();} catch (MalformedURLException e1) {// TODO Auto-generated catch blocke1.printStackTrace();}clip=Applet.newAudioClip(url);clip.play();tag = true;}}else if(e.getSource()==musicstop){if(tag == true){clip.stop();tag = false;}}//////////////////////////////validate();}public class rHandler implements ItemListener{public void itemStateChanged(ItemEvent event){if(cyan.isSelected())tower.setBackground(new Color(200,236,236));else if(red.isSelected())tower.setBackground(Color.red);else if(green.isSelected())tower.setBackground(Color.green);else if(blue.isSelected())tower.setBackground(Color.blue);else if(yellow.isSelected())tower.setBackground(Color.yellow);}}public static void main(String args[]){new HannoiWindow();}}AutoMoveDisc类/* AutoMoveDisc类* 该类实现了ActionListener接口，创建对象autoMoveDisc 是Tower的成员之一* */import java.io.*;import java.awt.*;import java.awt.event.*;import javax.swing.*;import javax.swing.filechooser.*;import javax.swing.text.BadLocationException;public class AutoMoveDisc extends JDialog implements ActionListener{ int amountOfDisc=3; //盘子的数量TowerPoint [] pointA,pointB,pointC; //存放Tower容器中的塔点对象的引用；char [] towerName; //存放Tower容器中的towername的引用Container con; //Container容器对象，用来存放tower对象引用StringBuffer moveStep; //存放移动盘子的步骤，用连续两个字符表示JTextArea showStep; //显示盘子移动步骤的文本区JButton bStart,bStop,bContinue,bClose,bSave; //相关按钮Timer time; //时间计时器int i=0,number=0;AutoMoveDisc(Container con){ //构造函数，完成界面布局setModal(true);setTitle("自动演示搬盘子过程：");this.con=con;moveStep=new StringBuffer();time=new Timer(1000,this);time.setInitialDelay(10);showStep=new JTextArea(15,20);bStart=new JButton("演示");bStop=new JButton("暂停");bContinue=new JButton("继续");bSave=new JButton("保存");bClose=new JButton("关闭");bStart.addActionListener(this);bStop.addActionListener(this);bContinue.addActionListener(this);bSave.addActionListener(this);bClose.addActionListener(this);JPanel south=new JPanel();south.setLayout(new FlowLayout());south.add(bStart);south.add(bStop);south.add(bContinue);south.add(bSave);south.add(bClose);add(new JScrollPane(showStep),BorderLayout.CENTER);add(south,BorderLayout.SOUTH);setDefaultCloseOperation(JFrame.DO_NOTHING_ON_CLOSE);towerName=new char[3];addWindowListener(new WindowAdapter(){public void windowClosing(WindowEvent e){time.stop();setVisible(false);}};}public void setPointA(TowerPoint [] pointA){//将tower容器中的pointA对象的引用传递给该对象的pointA,以便autoMoveDisc对象自动移动踏上的盘子discthis.pointA=pointA;}public void setPointB(TowerPoint [] pointB){this.pointB=pointB;}public void setPointC(TowerPoint [] pointC){this.pointC=pointC;}public void setTowerName(char name[]){//给每一个座tower命名if(name[0]==name[1]||name[0]==name[2]||name[1]==name[2]){towerName[0]='A';towerName[1]='B';towerName[2]='C';}elsetowerName=name;}public void setAmountOfDisc(int n){//设置盘子数目变量amountOfDisc的值amountOfDisc=n;}public void actionPerformed(ActionEvent e) { //实现文本显示盘子移动步骤事件if(e.getSource()==time){number++;char cStart,cEnd;if(i<=moveStep.length()-2){cStart=moveStep.charAt(i);cEnd=moveStep.charAt(i+1);showStep.append("("+number+")从"+cStart+"座搬一个盘子到"+cEnd+"座\n");autoMoveDisc(cStart,cEnd);}i=i+2;if(i>=moveStep.length()-1){time.stop();}}else if(e.getSource()==bStart){if(moveStep.length()==0){if(time.isRunning()==false){i=0;moveStep=new StringBuffer();setMoveStep(amountOfDisc,towerName[0],towerName[1],towerName[2]);number=0;time.start();}}}else if(e.getSource()==bStop){if(time.isRunning()==true)time.stop();}else if(e.getSource()==bContinue){if(time.isRunning()==false)time.restart();}else if(e.getSource()==bSave){JFileChooser save=new JFileChooser();int SV=save.showSaveDialog(null);if(SV==JFileChooser.APPROVE_OPTION){File file=save.getSelectedFile();try{BufferedWriter writer=new BufferedWriter(new FileWriter(file.getPath()));writer.write(showStep.getText());writer.flush();writer.close();}catch(FileNotFoundException fnoe){}catch(IOException ioe){}}}else if(e.getSource()==bClose){time.stop();setVisible(false);}}private void setMoveStep(int amountOfDisc,char one,char two,char three){ //记录盘子移动步骤的递归算法if(amountOfDisc==1){moveStep.append(one);moveStep.append(three);}else{setMoveStep(amountOfDisc-1,one,three,two);moveStep.append(one);moveStep.append(three);setMoveStep(amountOfDisc-1,two,one,three);}}private void autoMoveDisc(char cStart,char cEnd){//盘子从cStar 座自动移动到cEnd 座的实现Disc disc=null;if(cStart==towerName[0]){ //盘子属于A座for(int i=0;i<pointA.length;i++){if(pointA[i].isHaveDisc()==true){ //找到盘子所属的塔点disc=pointA[i].getDiscOnPoint(); //获得该塔点的盘子pointA[i].setHaveDisc(false); //设置该塔点为起始点，并置空break;}}}if(cStart==towerName[1]){ //盘子属于B座for(int i=0;i<pointB.length;i++){if(pointB[i].isHaveDisc()==true){disc=pointB[i].getDiscOnPoint();pointB[i].setHaveDisc(false);break;}}}if(cStart==towerName[2]){ //盘子属于C座for(int i=0;i<pointC.length;i++){if(pointC[i].isHaveDisc()==true){disc=pointC[i].getDiscOnPoint();pointC[i].setHaveDisc(false);break;}}}TowerPoint endPoint=null;int i=0;if(cEnd==towerName[0]){ //查找盘子拖动到的目标座，是否为A座for(i=0;i<pointA.length;i++){if(pointA[i].isHaveDisc()==true){ //查找目标塔点if(i>0){endPoint=pointA[i-1];break;}else if(i==0)break;}}if(i==pointA.length)endPoint=pointA[pointA.length-1];}if(cEnd==towerName[1]){for(i=0;i<pointB.length;i++){if(pointB[i].isHaveDisc()==true){if(i>0){endPoint=pointB[i-1];break;}else if(i==0)break;}}if(i==pointB.length)endPoint=pointB[pointB.length-1];}if(cEnd==towerName[2]){for(i=0;i<pointC.length;i++){if(pointC[i].isHaveDisc()==true){if(i>0){endPoint=pointC[i-1];break;}else if(i==0)break;}}if(i==pointC.length)endPoint=pointC[pointC.length-1];}if(endPoint!=null&&disc!=null){endPoint.putDisc(disc,con);endPoint.setHaveDisc(true);}}}Disc类/* Disc类* javax.swing包中JButton的子类，负责实现Hannoi中的“盘子“视图*/import javax.swing.*;import java.awt.*;public class Disc extends JButton{int number; //创建盘子上的数字号码，以数字大小来确定盘子的大小，数字大的盘子大于数字小的盘子TowerPoint point; //TowerPoint类对象，是盘在”塔点“，用于标明盘子所在的塔点位置Disc(Color col){setBackground(col); //设置盘子的背景颜色}public void setNumber(int n){ //设置盘子上的数字号码number=n;}public int getNumber(){ //返回盘子上的数字号码return number;}public void setPoint(TowerPoint p){ //设置盘子所在的塔点位置point=p;}public TowerPoint getPoint(){//返回盘子的塔点位置return point;}}HandleMouse类/* HandleMouse类* 该类主要实现MouseListener好MouseMotionListener接口，其中创建的对象handleMouse为tower容器的成员之一，* 主要功能是：监视tower容器中Disc盘子对象上的鼠标事件。