基于Java的推箱子游戏设计与实现
摘 要
社会在进步，人们生活质量也在日益提高。高强度的压力也接踵而来。社会中急需出现新的有效方式来缓解人们的压力。此次设计符合了社会需求，Java推箱子游戏可以让人们在闲暇之余，体验游戏的乐趣。具有操作简单,易于上手的特点。
推箱子游戏的玩法十分简单------控制人物绕过障碍物，到达目的地。此次毕业设计基于Java语言。将游戏地图做成通用的关卡设计，关卡用二维数组实现，在二维数组中设置值域来表示不同对象，运用二维数组的遍历算法来加载对应图片实现了游戏图片初始化状态。同时，通过初始化多个不同二维数组实现了游戏地图关卡的设计，方法巧妙且简单易行，有效的解决了图片排布问题。充分运用类和方法的调用来实现游戏关卡的初始化。用读取键值的方法判断游戏人物移动、停止、到达目的地。舒缓的音乐配合有趣的步骤，相信能引起很多人的兴趣。作为一个具有悠久历史的游戏，也能够引起人的怀念和共鸣。
关键词Java 游戏 二维数组 算法 读取键值 栈
引 言
策略性游戏可以锻炼人的思维能力还能缓解人的压力，使人们暂时忘却生活当中的烦恼，增强人们的逻辑思维能力，游戏的艺术美也吸引着越来越多的玩家和厂商，寓教于乐，在放松人们心情的同时还可以活跃双手。在人类的社会生活当中，游戏占有很大的比重，并且随着社会的发展而不断发展。而且游戏本身具有激发人类潜在行为的特质，是一种能够吸引人们参与其中的活动，其本身具有强烈的吸引力使游戏者卷入其中；再者适当的游戏、合理的时间安排，能够让玩家在娱乐的同时还可以锻炼其反应速度及灵敏程度，亦可让玩家从压力中释放出来。因此游戏逐渐成为人们生活中不可缺少的一部分，游戏产业也正逐步发展成熟。
经典的推箱子游戏是一个来自日本的古老游戏，目的是在训练你的逻辑思考能力。它的玩法也非常简单，在一个狭小的仓库中，要求把木箱放到指定的位置，稍不小心就会出现箱子无法移动或者通道被堵住的情况，所以需要巧妙的利用有限的空间和通道，合理安排移动的次序和位置，控制人物不停的移动将箱子推到目的位置才能顺利的完成任务。难点在于移动的位置，以及箱子到达指定位置的顺序，只有多加思考才能获得游戏的胜利。反复推敲，锻炼了人们的耐性。本次的开发尽量多的设置了关卡数目，增强游戏的耐玩性，同时在画面上有所提高，借鉴了许多达人的经验和技术，引发了我对游戏的热爱，丰富了个人生活，相信推箱子游戏在今后的社会总会越来越引人注目。
3 详细设计
3.1 游戏总体结构与代码
推箱子的小游戏界面如图3-1所示：
图3-1小游戏界面
（1）界面框架与按钮设计
本游戏界面简单清晰，操作界面优美，有很强的带入性，游戏操作模块分为："悔一步"，"重来"，"上一关"，"下一关"，"第1关"，"最终关"，"选关""音乐关"并且各个按钮的名称与相关功能为：
"悔一步"：返回上一移动状态（可以连续返回多步）；
"重来"：重新开始当前关；
"上一关"：返回到当前关的上一关；
"下一关"：跳转到当前关的下一关；
"第1关"：游戏系统默认开始关为第一关，此按钮让玩家可以方便从其它关卡直接跳转到第一关；
"最终关"：可以跳转到最后一关，即游戏系统默认的最后一个关。
mainFrame()
{
super("推箱子v2.0");
setSize(720,720);
setVisible(true);
setResizable(false);
setLocation(300,20);
setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
Container cont=getContentPane();
cont.setLayout(null);
cont.setBackground(Color.black);
Menu choice=new Menu(" 选项");
choice.add(renew);choice.add(last);choice.add(next);choice.add(choose);choice.add(back);
choice.addSeparator();choice.add(exit);
renew.addActionListener(this);
last.addActionListener(this);
next.addActionListener(this);
choose.addActionListener(this);
exit.addActionListener(this);
back.addActionListener(this);
Menu setmuc=new Menu(" 设置音乐")
setmuc.add(nor);setmuc.add(qin);setmuc.add(po);setmuc.add(guang);setmuc.add(eye);
nor.addActionListener(this);
qin.addActionListener(this);
po.addActionListener(this);
guang.addActionListener(this);
eye.addActionListener(this);
Menu help=new Menu(" 帮助");
help.add(about);
about.addActionListener(this);
MenuBar bar=new MenuBar();
bar.add(choice);bar.add(setmuc);bar.add(help);
setMenuBar(bar);
}
3.2 选关模块
"选关"：选择想要挑战的关卡。当游戏玩家想要自主选择关卡时，可以随意输入想要跳入的关卡，节约了时间，玩家同过选择的关卡可以有效地挑战自我，连接上次的游戏进度。
其中，这个部分的部分代码为：
void Tuixiangzi(int i)
{
Levelmap=new Readmap(i);
Levelmaptmp=new Readmap(i);
map=Levelmap.getmap();
manX=Levelmap.getmanX();
manY=Levelmap.getmanY();
maptmp=Levelmaptmp.getmap();
repaint();
}
int maxlevel(){return max;}
public void paint(Graphics g)
{
for(int i=0; i<20; i++)
for(int j=0; j<20; j++)
{
g.drawImage(myImage[map[j][i]],i*len,j*len,this);
}
g.setColor(new Color(0,0,0));
g.setFont(new Font("楷体_2312",Font.BOLD ,30));
g.drawString("现在是第",150,40);
g.drawString(String.valueOf (level),310,40);
g.drawString("关",360,40);
}
推箱子选关模式如图3-2所示
图3-2 选关模块
3.3 地图的绘制形成
地图以二维数组的形式进行存储，不同的数家代表了不同的含义。在本小游戏的地图文件中，0~9这十个数字的定义如下所示：
编号0：代表未定义的区域；
编号1：代表障碍物（或者边界）；
编号2：代表草地；
编号3：代表箱子（未到指定位置）；
编号4：代表目的地；
编号5：代表小人向下移动方向；
编号6：代表小人向左移动方向；
编号7：代表小人向右移动方向；
编号8：代表小人向上移动方向；
编号9：代表到达指定位置时的箱子。
例如下图3-3所示（左边是二维数组的地图文件，右边是相对应的小游戏界面）：
图3-3 地图文件与相应界面
推箱子小游戏的游戏性，其主要功能是给用户一个良好的游戏界面，游戏中包括50关的地图文件。地图文件是是先写好的，所有界面信息以数的形式存放在一个20*20的二维数组当中并且把这些地图文件统一放在一个地图文件中，便于程序调用地图文件。然后，每一关就会按照这些数组数据重新绘制地图，从而达到小游戏的可用性及其相应的目的。
推箱子地图文件如图3-4所示：
图3-4地图文件
部分代码如下所示：
private int[][] mymap=new int[20][20];
FileReader r;
BufferedReader br;
String bb="";
int[] x;int c=0;
Readmap(int k)
{
level=k;
String s;
File f=new File("maps\\"+level+".map");
r=new FileReader(f);
br=new BufferedReader(r);
}
while ((s=br.readLine())!=null)
{
bb=bb+s;
}
byte[] d=bb.getBytes();
int len=bb.length();
int[] x=new int[len];
for(int i=0;i<bb.length();i++)x[i]=d[i]-48;
for(int i=0;i<20;i++)
{
for(int j=0;j<20;j++)
{
mymap[i][j]=x[c];
if(mymap[i][j]==5)
{
mx=j;my=i;
}
c++;
}
}
3.4 小人与箱子移动的算法
小人与箱子的移动中包括了正移动以及"悔一步"的负移动。
正移动：小人向上、下、左、右的移动是一个判断算法，其判断都是通过判断小人前面是否是草地或者是箱子或者是障碍物（或者边界）。如果是障碍物或者是边界，就不能够进行移动；如果是没有箱子或者是障碍物，就可以自由移动；又如果是有箱子，就要判断是否可以移动箱子，最后再讨论箱子被推过的位置，小人移动的位置，以及它们的原位置和被遮挡住的新位置的图形变化等等，需要运用算法使其重新绘制地图，填补空白。算法判断完毕后，传出数据并且将其记录在一个堆栈中，以备"悔一步"时使用。
负移动：通过记录在堆栈中的数据来判断，前一步小人的移动方向以及移动中使用过的算法，逆向将代码重新运行，同时绘制并刷新地图以达到前一步的状态。
其中，这个部分的部分代码为：
void moveup()
{
if(map[manY-1][manX]==2||map[manY-1][manX]==4)
{
if(maptmp[manY][manX]==4||maptmp[manY][manX]==9)
map[manY][manX]=4;
else map[manY][manX]=2;
map[manY-1][manX]=8;
repaint();manY--;mystack.push(10);
}
else if(map[manY-1][manX]==3)
{
if(map[manY-2][manX]==4)
{
if(maptmp[manY][manX]==4||maptmp[manY][manX]==9)
map[manY][manX]=4;
else map[manY][manX]=2;
map[manY-1][manX]=8;
map[manY-2][manX]=9;
repaint();manY--;mystack.push(11);
}
else if(map[manY-2][manX]==2)
{
if(maptmp[manY][manX]==4||maptmp[manY][manX]==9)
map[manY][manX]=4;
else map[manY][manX]=2;
map[manY-1][manX]=8;
map[manY-2][manX]=3;
repaint();manY--;mystack.push(11);
}
else {map[manY][manX]=8;repaint();}
}
else if(map[manY-1][manX]==9)
{
if(map[manY-2][manX]==4)
{
if(maptmp[manY][manX]==4||maptmp[manY][manX]==9)
map[manY][manX]=4;
else map[manY][manX]=2;
map[manY-1][manX]=8;
map[manY-2][manX]=9;
repaint();manY--;mystack.push(11);
}
else if(map[manY-2][manX]==2)
{
if(maptmp[manY][manX]==4||maptmp[manY][manX]==9)
map[manY][manX]=4;
else map[manY][manX]=2;
map[manY-1][manX]=8;
map[manY-2][manX]=3;
repaint();manY--;mystack.push(11);
}
else {map[manY][manX]=8;repaint();}
}
if(map[manY-1][manX]==1)
{
map[manY][manX]=8;repaint();
}
}
3.5 小人上下移动模块
在本小游戏系统中，小人与箱子的移动应该是能带给玩家较为逼真的视觉感受，这样才能体现系统的有效性与娱乐性。玩家通过控制小人，推动箱子在草地上避过障碍物与边界死角来到达指定的终点位置。
其中，这个部分代码分为上下左右移动。其中代码原理相同，转向利用下一步位置的判断。
void moveleft(){
......}
void movedown(){
......}
void moveright(){
......}
小人向后转的代码如下：
void backup(int t)
{
int n=t;
if(n==10)
{
if(maptmp[manY][manX]==4||maptmp[manY][manX]==9)
{
map[manY][manX]=4;
}
else map[manY][manX]=2;
}
else if(n==11)
{
if(maptmp[manY][manX]==4||maptmp[manY][manX]==9)
{
map[manY][manX]=9;
}
else map[manY][manX]=3;
if(maptmp[manY-1][manX]==4||maptmp[manY-1][manX]==9)
{
map[manY-1][manX]=4;
}
else map[manY-1][manX]=2;
}
map[manY+1][manX]=8;
repaint();manY++;
}
小人移动如图3-5所示：
图3-5 小人移动
3.6 悔棋模块
在推箱子小游戏中，数据的存储是非常重要的，不然就无法进行"悔一步"的操作。本小游戏系统受用了堆栈的存储方式来存储并且控制小人与箱子的移动以及地图文件的变换。而"悔一步"的操作让玩家可以进行反悔这一步操作，可避免因一时失手走错而导致的阻塞书面，可以节省玩家重新开始的时间。
其中，这个部分的部分代码为：
else if(e.getSource()==btnback||e.getSource()==back)
{
if(panel.isMystackEmpty())JOptionPane.showMessageDialog(this, "您还未移动！！！");
else
{
switch(panel.back())
{
case 10:panel.backup(10);break;
case 11:panel.backup(11);break;
case 20:panel.backdown(20);break;
case 21:panel.backdown(21);break;
case 30:panel.backleft(30);break;
case 31:panel.backleft(31);break;
case 40:panel.backright(40);break;
case 41:panel.backright(41);break;
}
}
推箱子悔棋如图3-6所示：
图3-6悔棋模块
3.7 音乐控制
在推箱子小游戏中，音乐的选择是非常重要的，通过音乐选择可以提高游戏的娱乐性。让游戏玩家可以再轻松越快的环境中进行游戏，同时游戏的随关卡转换也是本次设计的一大特点。使用了Java MIDI技术中的Sequence类和Sequencer容器和其中的getSequence()方法等。
其中，这个部分的部分代码为：
public void itemStateChanged(ItemEvent ie)
{
int no=jc.getSelectedIndex();
switch(no)
{
case 0:sound.setMusic("nor.mid");
if(sound.isplay())
sound.mystop();
sound.loadSound();
btnmuc.setLabel("音乐关");
nor.setEnabled(false);
qin.setEnabled(true);
guang.setEnabled(true);
eye.setEnabled(true);
po.setEnabled(true);
panel.requestFocus();
break;
case 1:sound.setMusic("qin.mid");
if(sound.isplay())
sound.mystop();
sound.loadSound();
btnmuc.setLabel("音乐关");
nor.setEnabled(true);
qin.setEnabled(false);
guang.setEnabled(true);
eye.setEnabled(true);
po.setEnabled(true);
panel.requestFocus();
break;
case 2:......
case 3:......
case 4:sound.setMusic("eyes on me.mid");
if(sound.isplay())
sound.mystop();
sound.loadSound();
btnmuc.setLabel("音乐关");
nor.setEnabled(true);
qin.setEnabled(true);
guang.setEnabled(true);
eye.setEnabled(false);
po.setEnabled(true);
panel.requestFocus();break;
}
运行结果如图3-7所示：
图3-7 音乐选择
4 游戏测试
4.1 软件测试
[4.1.1 软件测试](#4.1.1 软件测试)简介
测试是软件开发过程中的一个非常重要的环节。通过测试可以用来检验一个系统的性能和品质是否达到系统最初设计时给出的各项需求指标。
测试的目的就是希望能以最少的人力和时间发现潜在的各种错误和缺陷。应根据开发各阶段的需求、设计等文档或程序的内部结构精心设计测试用例，并利用这些用例来运行程序以便发现错误，这个过程与整个软件开发过程基本上是平行进行的。一个规范化的测试过程通常包括以下基本的测试活动：
（1）制定测试计划。在充分考虑了整个项目的开发时间和开发进度以及一些人为因素和客观条件后制定测试计划，保证其是基本可行的。测试计划应主要包括测试的内容、进度安排、测试所需的环境等。
（2）编制测试大纲。测试大纲是测试的依据。
（3）根据测试大纲设计和生成测试用例，产生测试设计说明文档。
（4）实施测试。依据预先编制好的测试大纲和设计好的测试用例，对被测软件进行完整的测试。
（5）生成测试报告。
[4.2 测试](#4.2 测试)方法
软件测试方法可以分为静态测试和动态测试。
（1）静态测试：是指被测试程序不在机器上运行，而是采用人工检测和计算机辅助分析的手段对程序进行检测。
（2）动态测试：是指通过运行程序来发现错误，可以采用黑盒测试法和白盒测试法。黑盒测试法也称功能测试或数据驱动测试，其是在完全不考虑软件的内部结构和特性的情况下，测试软件的外部特性。在测试过程中，把程序看作一个不能打开的黑盒子，测试者在程序接口进行测试，只需要检查程序功能是否达到了系统功能需求各项指标，判断程序是否能在保持外部信息的完整性的同时适当程度地接受数据输入并产生相应的输出信息。经常使用的黑盒测试方法主要有等价类划分、边界值划分、错误推测和因果图等，主要应用于软件确认测试。白盒测试法也称结构测试或逻辑驱动测试，它是在知道产品内部工作过程前提下，根据程序的内部结构和逻辑来设计测试用例，对程序的路径和过程进行测试，检查是否满足设计的需要。白盒测试常用的技术有逻辑覆盖、循环覆盖和基本路径测试等。
[4.3 测试](#4.3 测试)步骤
有效的软件测试实际上分为4步进行，即：单元测试、集中测试、确认测试、系统测试。
（1）单元测试
单元测试也称模块测试，侧重于模块中的内部处理逻辑和数据结构。
（2）集成测试
即使所有模块通过了单元测试，但在集成以后仍可能出现问题，这就需要集成测试来发现错误。集成测试通常可以分为非增量式集成和增量式集成。
（3）确认测试
经过集成测试以后，软件就被集成起来，这时软件接口方面的问题都已解决，将进入确认测试阶段。确认测试的任务是进一步检查软件的功能和性能是否与用户要求的达成一致。
（4）系统测试
是将已经确认的软件、计算机硬件、外设和网络等其它因素结合在一起，进行系统的各种集成测试和确认测试，其目的是通过与系统的需求相比较，发现所开发的系统与用户需求相矛盾的地方。系统测试是为了发现错误而执行程序的过程，成功的测试是发现了至今尚未发现的错误的测试。
测试的目的就是希望能以最少的人力和时间发现潜在的各种错误和缺陷。应根据开发各阶段的需求、设计等文档或程序的内部结构精心设计测试用例，并利用这些实例来运行程序，以便发现错误。信息系统测试应包括软件测试、硬件测试和网络测试。硬件测试、网络测试可以根据具体的性能指标来进行，此处所说的测试更多的是指软件测试。
系统测试是保证系统质量和可靠性的关键步骤，是对系统开发过程中的系统分析系统设计和实施的最后复查。根据测试的概念和目的，在进行信息系统测试时应遵循以基本原则。
应尽早并不断地进行测试。测试不是在应用系统开发完之后才进行的。由于原始问题的复杂性、开发各阶段的多样性以及参加人员之间的协调等因素，使得毛开发各个阶段都有可能出现错误。因此，，测试应贯穿在开发的各个阶段，尽早纠正错误，消除隐患。
测试工作应该避免由原开发软件的人或小组承担，一方面，开发人员往往不愿召认自己的工作，总认为自己开发的软件没有错误;另一方面，开发人员的错误很对由本人测试出来，很容易根据自己编程的思路来制定测试思路，具有局限性。测试工作应由专门人员来进行，这样会更客观，更有效。
设计测试方案的时候，不仅要确定输入数据，而且要根据系统功能确定预期的输出结果。将实际输出结果与预期结果相比较就能发现测试对象是否正确。
在设计测试用例时，不仅要设计有效合理的输入条件，也要包含不合理、失效的输入条件。测试的时候，人们往往习惯按照合理的、正常的情况进行测试，而忽略了对异常、不合理、意想不到的情况进行测试，而这些可能就是隐患。
在测试程序时，不仅要检验程序是否做了该做的事，还要检验程序是否做了不该做的事。多余的工作会带来副作用，影响程序的效率，有时会带来潜在的危害或错误 。
严格按照测试计划来进行，避免测试的随意性。测试计划应包括测试内容、进度安排、人员安排、测试环境、测试工具和测试资料等。严格的按照测试计划可以;认证进度，使各方面都得以协调进行。
妥善保存测试计划、测试用例，作为软件文档的组成部分，为维护提供方便。
测试用例都是精心设计出来的，可以为重新测试或追加测试提供方便。当纠正锱 前的测试用例，或在其基础上修改，然后进行测试。
测试是开发过程中一个独立且非常重要的阶段，测试过程基本上与开发过程平行。
一个规范化的测试过程通常包括以下基本的测试活动。
(1)拟定测试计划。在制定测试计划时，要充分考虑整个项目的开发时间和开发进童以及一些人为因素和客观条件等，使得测试计划是可行的。测试计划的内容主要有测试的内容、进度安排、测试所需的环境和条件、测试培训安排等。
(2)编制测试大纲。测试大纲是测试的依据。它明确详尽地规定了在测试中针对系统的每一项功能或特性所必须完成的基本测试项目和测试完成的标准。
(3)根据测试大纲设计和生成测试用例。在设计测试用例的时候，可综合利用前面介绍的测试用例和设计技术，产生测试设计说明文档，其内容主要有被测项目、输人数据、测试过程、预期输出结果等。
(4)实施测试。测试的实施阶段是由一系列的测试周期组成的。在每个测试周期中，测试人员和开发人员将依据预先编制好的测试大纲和准备好的测试用例，对被测软件或设备进行完整的测试。
(5)生成测试报告。测试完成后，要形成相应的测试报告，主要对测试进行概要说明，列出测试的结论，指出缺陷和错误，另外，给出一些建议，如可采用的修改方法，各项修改预计的工作量及修改的负责人员。
总的来说测试包括一下基本流程和步骤：
[4.4 游戏系统性能分析](#4.4 游戏系统性能分析)
经过对系统进行测试和运行。总结出游戏系统性能如下：
（1）界面友好，游戏操作方便
系统风格可爱，界面简单，功能较完善，游戏操作简单。
（2）系统响应较快，运行较稳定
在系统运行时，游戏过程中的消息响应处理很快，且系统整体运行安全且稳定。
（3）部分系统功能仍需完善
由于开发时间等方面的原因，该系统还可以在联网进行玩家比赛、难度调节等方面予以完善。