面向葫芦娃编程

Final Project

各个包及其中类的职责

creature包

Being类为最基本的类，含有所有事物（包括生物和非生物，非生物暂时未涉及到）的基本属性，name和对应的图片image；
Creature类为所有生物的父类，除了父类的属性外，还添加了死后对应的图片deadImage和攻击力attack（在对战决定胜负的时候起作用）；
CalabashBrother类为葫芦娃的类，含有葫芦娃对应的颜色和序号，创建葫芦娃对象时只需要传入相应葫芦娃的序号即可；
CBEnum类为枚举类，包含了所有葫芦娃的基本信息；
Grandpa类为老爷爷；
Demon类为所有妖精的父类（包括蛇精、小喽啰、蝎子精），添加了死后对应的图片deadImage和攻击力attack（在对战决定胜负的时候起作用）；
Minions、Scorpion、Snake类分别为小喽啰、蝎子精和蛇精；
Cheer和Fight两个接口规定了部分角色应该有的功能(为了方便多线程的处理，暂时只设置葫芦娃可以对妖精发动攻击，cheer方法尚未加入)。

field包

BattleField类为葫芦娃与妖精战斗的战场，有打印当前战场（print）和重置当前战场（clean）的功能；此外，每一次生物的移动、攻击、死亡、清理（将尸体移动至其他地方）都是在battleField类里实现的，所以它还会负责记录每一次的操作并最后一起储存到文件中；
Cell类为战场上的每一个格点，葫芦娃或者妖精可以占据一个格点，一个格点只能被一名角色占据；
Position为对坐标的表示。

formation包

Formation为所有八个阵列的父类，包含构造方法和一个布阵的方法，构造方法需要传入阵列的行和列的大小，布阵的方法需要传入队列；
八个子类阵列有各自不同的布阵方法，各个阵列的人数已经提前规定。

sample包

Controller类负责和fxml文件和main文件之间的对接；
Coordinator类担任指挥员的角色，负责葫芦娃的排序以及一个队伍排成相应的阵列；
Main类负责对各个角色、队伍、指挥员的初始化以及对各个事件的监听。

image包

内含所用用的图片。

example包

内有可以进行战斗回放的一些文件。

面向对象**的体现

1.封装

对绝大多数的类进行了封装处理，例如在CalabashBrother类中

private String color;
private int rank;
    
public CalabashBrother(int CBindex){
    super(CBEnum.values()[CBindex-1].getName(),CBEnum.values()[CBindex-1].getImage(),CBEnum.values()[CBindex-1].getDeadImage(),CBEnum.values()[CBindex-1].getAttack());
    this.color=CBEnum.values()[CBindex-1].getColor();
    this.rank=CBindex;
}
    
public CalabashBrother(String name,int rank){
    super(name,null,null,0);
    this.rank=rank;
}
    
public String getColor(){
    return this.color;
}
public int getRank(){
    return rank;
}

对于类中的实例变量，使用private访问权限限制外界的访问，提供相应的get、set方法来访问相关属性，以提供对属性的赋值与读取操作。采用封装，也符合“高内聚（封装细节，便于修改内部代码，提高可维护性），低耦合（简化外部调用，便于调用者使用，便于扩展和写作）”的**。

2.继承

对于继承的体现主要集中的creatrue包和formation包中，使用继承之后，可以将一些共有的属性和方法定义在父类中，当某一个类需要使用到这些方法和属性的时候，就可以直接通过extends关键字就可以直接调用父类中的成员变量和方法，方便快捷，有利于代码的复用。

3.多态

在使用了继承之后，利用java多态的特点，简化了代码编写和修改过程，对于creature和formation各自方法的调用更加方便灵活。

各类机制

1.图形化

使用了javafx实现图形化，通过Controller，Main和sample.fxml之间的相互“配合”，将GUI部分和其他部分分离，彼此之间的依赖性减少。

2.线程

每一个生物都有各自的线程，来进行移动或是攻击，对于葫芦娃和妖精分别设置了两个不同的线程，便于日后进行不同的扩展

 public class ThreadCB extends Thread {
    private Thread t;
    private CalabashBrother calabashBrother;

    ThreadCB(CalabashBrother calabashBrother) {
        this.calabashBrother=calabashBrother;
    }

    public void run() {
        while (!exit) {
           ...
        }
    }

    public void start () {
        if (t == null) {
            t = new Thread (this);
            t.start ();
        }
    }
 }

其中，对于线程的关闭，采用了一个exit标志，若游戏结束，则将exit标志设计为true，则所有线程都将关闭，若一个生物死亡，则用break跳出循环，单独关闭这个线程。为了防止资源共享产生的冲突，在实现移动和攻击的方法的时候，都使用了synchronized修饰符，保障多线程的安全性。

3.泛型

public class Cell<T extends Creature> {
   private Position position;
   private T creature;
   private boolean ifEmpty;
       
   public void setCreature(T creature) {
       if(creature!=null && ifEmpty) {
           this.creature = creature;
           ifEmpty=false;
       }else if(creature==null) {
           this.creature=null;
           ifEmpty=true;
       }
       ...
   }
}

对于Cell类采用了泛型，这样在外界也可以直接了解到Cell里面放的是什么生物。

4.注解

对于一些现在已经被弃用的方法，添加了@Deprecated注解；也使用了元注解，来记录开发信息。

@Documented
@Target(ElementType.PACKAGE)
@Inherited
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface AuthorAnno {
   String name() default "Xue Yuhao";
   String studentNumber() default "171250641";
   int revision() default 1;
}

5.单元测试

对BubbleSort方法进行了单元测试，但是尝试测试BattleField里的方法的时候，由于都涉及到了图片的加载，产生了初始化的错误...所以无法进行单元测试。

@org.junit.Test
   public void testBubbleSort1(){
       calabashBrothers[0]=calabashBrother3;
       calabashBrothers[1]=calabashBrother4;
       calabashBrothers[2]=calabashBrother6;
       calabashBrothers[3]=calabashBrother2;
       calabashBrothers[4]=calabashBrother1;
       calabashBrothers[5]=calabashBrother7;
       calabashBrothers[6]=calabashBrother5;
       coordinator.BubbleSort(calabashBrothers);
       int[] result=new int[]{1,2,3,4,5,6,7};
       int[] rank=new int[7];
       for(int i=0;i<7;i++){
           rank[i]=calabashBrothers[i].getRank();
       }
       assertEquals(Arrays.toString(result),Arrays.toString(rank));
   }

6.文件输入输出

FileReader fileReader = new FileReader(file);
BufferedReader reader = new BufferedReader(fileReader);
String line = null;
while ((line = reader.readLine()) != null) {
   content.add(line);
}
reader.close();

File file=new File("demo.txt");
try {
   if(!file.exists()){
       file.createNewFile();
   }
   FileWriter writer = new FileWriter(file, false);   //覆盖原文件
   for (int i = 0; i < content.size(); i++) {
       writer.write(content.get(i) + "\n");
   }
   writer.close();
} catch (Exception e) {
   e.printStackTrace();
}

为了读取和保存一局游戏，使用了FileWriter和FileReader类。在打开文件的时候，基于装饰器模式，使用了BufferedReader。

7.异常处理

在涉及到输入输出时必然会遇到对异常的处理。同时，在调用Thread.sleep()方法时，也会涉及到对异常的处理。

try {
   Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
   e.printStackTrace(); 
}

设计思路

对角色、阵列进行封装，便于后续的使用和维护，而指挥员角色的存在将角色和阵列有效地结合了起来；
总步骤大致为，在主类里初始化阵列和两个队伍（葫芦娃和妖精），再有指挥员来指挥队伍排成相应的队列，再一起空降至最初的阵列中，最后在安排老爷爷和蛇精的位置，再将阵列打印出来。

游戏过程

按空格键开始随机对战，首先会为每一个生物（葫芦娃、小喽啰、蝎子精）单独创建一个线程，然后各自在场地上移动，两个阵营都不能越过界限，当葫芦娃抵达界限且正前方有妖精时，会对妖精发起攻击，根据彼此攻击力的不同，获胜的概率也不同，败者直接死亡并被移动至坟墓区域（各自区域的最边上），当一方阵营全部死亡后，游戏结束，并将本场游戏中的所有操作存至一个文件中，默认为demo.txt（注：为了确保游戏一定能结束，在移动的过程中，两个阵营都会往中间靠拢，所以一定能决出最终胜负）；
按L键可以读出一个特定的文件，根据文件的内容来进行游戏，其中，文件的第一行标记了Demon阵营的阵列，后面的每一行都是一个操作，每按一次N键执行一个操作，直至结束；
按R键可以重新恢复至初始状态（注：初始状态下妖精为方円阵，游戏在正在进行的过程中无法恢复至初始状态）；
界面左边为游戏的一些基础介绍，右边的按钮可以自行选择Demon阵营的阵列（各自的人数都已经提前决定）。
附效果图：

总结与反思

经过一学期的“磨练”，深刻意识到自己以前认为的“面向对象”与真实的“面向对象”**之前的差距，在以后写代码的过程中也会更加注重面向对象的**以及代码的规范性；
掌握了Maven的使用，更加便于包的导入，同时也方便对项目的管理；
对注解、单元测试的掌握，增强了代码的可读性和正确性；
希望对设计模式可以更加熟练的掌握，在以后码代码的时候可以熟练运用；
对泛型、javafx、lambda表达式的掌握仍有欠缺，希望可以继续深入理解，在以后可以更加熟练地运用；
希望可以利用假期的时间继续丰富大作业的具体内容，使它变得更加生动有趣。

Moonquakes/java-homework