连连看原理

用 JAVA 开发游戏连连看(注：这篇文章是在2004.12完成的，当时是为了向《电脑爱好者》投稿，这是原稿，由于此杂志面向的读者原因，因此文章中有些地方显得过“白”，在此后，稿子经过两次修改，虽然最终得以发表，但已改得基本上没有太多的技术性了，而且两次改稿下来，一共写了近6万字，累~~~，现在将其略作修改放在主页上，希望对大家有所帮助)提起 JAVA ，相信大家也不会陌生了吧， JAVA 是一门相当优秀的语言。

目前 JAVA 领域 J2EE 、 JSP 、STRUTS 等技术不知有多么的热门，他们的主要用途是用来进行企业开发， J2ME 也由于能够被大量的移动设备所支持，因此，也有不少的程序，特别是游戏是在 J2ME 平台上开发的，反而是 J2SE ，似乎只是被人们用来做一做程序界面的，就连 APPLET 也很少有人使用了（有了 FLASH ，谁还用 APPLET 啊）。

用 JAVA 来开发桌面平台的游戏，似乎很少有人这么做，也可能大家一想到做游戏都会想到 C 、 C++ 、汇编等。

前段日子我迷上的 QQ 游戏中的“连连看”，游戏之余，突发奇想，也想自己用做一个试试，经过十来天的奋战，终于完成了。

我选择了 JAVA 来开发这个游戏，之所以选择 JAVA ，是因为：1.很少有人用 JAVA 来开发桌面游戏，是因为 JAVA 在网络方面的强大优势使人们忽略了 JAVA在桌面平台上的开发，特别是游戏方面，而并不是因为 JAVA 做不到，而我，却希望通过我的尝试来告诉大家：原来 JAVA 也能做出漂亮的桌面游戏的（我可不是在夸我的程序：））2.由于 JAVA 生来就是为网络服务的，因此，一旦有需要，很容易将单机版的游戏改为网络版的（我现在就在做：））3.由于现在有很多手机都支持 J2ME ，而 J2ME 和 J2SE 是一脉相承的，因此，用 JAVA 编写的游戏可以很容易移植到 J2ME 平台上，想想当你的游戏在手机上运行是一样多么愉快的事情啊。

开发的周期并不是很长，可是开发过程中我也遇到不少困难，也有不少收获，我希望将我的开发过程写下来，与大家共同进步：）在我的开发过程中，你可以发现我是这么做的：1.使用数组实现算法的核心2.使用布局和按钮来实现操作3.使用布局实现用户界面4.使用线程在同一时间做更多的事情5.使用静态变量来减少内存的开销，并且保持信息的一致性6.使用文件来保存用户的配置信息7.使用声音让程序更有生气（之一）动手前的准备看看别人现成的游戏在盖房子之前，我们都会先打好地基，然后搭起框架，最后再就是一点一点添砖加瓦，做软件也是一样的道理，都是从大体的框加向细节部分设计实现，现在，我们开始吧。

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：if ( 存在上次选择的点 ) {if ( 当前点与上次选择的点可消除 ) {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：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。