Eclipse开发J2ME程序之图形化游戏

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引言

　　现在的手机作为一种娱乐性的电子通信设备，早已超出原先的通话、短信息等基本通信功能，越来越多的娱乐、休闲性软件如手机游戏、电子书、音乐编辑、拍照与图象处理等也都流行于当今各种品牌的手机。其中，游戏软件占有相当大的比重。既然我们已经掌握了手机软件的开发过程，为什么不自己开发一个个性化的手机游戏呢？本文将介绍一个简单的图象化手机游戏--"花皮猫大战流氓兔"的制作过程。花皮猫自然是笔者养的爱猫了，感兴趣的读者也完全可以让自己喜欢的阿猫阿狗担当游戏中的主角，充分展示DIY的魅力！

　　游戏的设计

　　手机游戏的开发首先需要规划好整体流程和具体的游戏规则（或游戏剧本），然后才能根据此剧本进行具体的编码实现。受文章篇幅限制，本游戏剧本设计不能太复杂。首先将游戏定位为人机对弈类游戏，程序运行开始首先显示本游戏的封面画面，停留几秒后自动转入角色选择画面，在玩家选择某一角色后开始游戏。游戏开始时随机决定哪一方先行。人机分别在3乘3大小的棋盘网格中交替落子（双方棋子图案是有区别的），而且只允许在没有落过子的空网格中下子。只要有一方所落棋子在横、竖、斜任何一方向上的总数达到三颗即获胜。如棋盘被填满时双方均未在上述方向达到三颗棋子则该局为平局。无论结果如何，在每局结束后均显示当局胜负结果与总比分。玩家可以选择退出或是重新开始新的一局。以上便是本游戏的主体框架和基本游戏规则，随后进行的编码工作便以此为依据。

　　游戏框架的搭建

　　

　　首先建立项目并新建一Midlet TicTacToe加入其中，继续添加ChoosePieceScreen、GameScreen和Game三个类到项目。作为一款游戏，如果仍拿文字来作软件封面显得也太不专业了。如果要在J2ME程序中使用图片，必须预先将其转换为png格式图片然后在项目上点击鼠标右键，从新建菜单下选择文件菜单项将弹出如上所示对话框。刚开始下半部分是隐藏的，需要通过点击高级按钮将其显示出来。选中链接至文件系统中的文件并通过浏览对话框指定要添加的图片路径。最后在文件名一栏输入图片的文件名并点击完成，将图片添加到项目。下面只须在startApp()中通过如下代码装载图片并通过信息框将其显示出来即可：

　　Image logo = null;

　　try {

　　　logo = Image.createImage("/logo.png");

　　}catch (IOException e) {}

　　Alert splashScreen = new Alert(null, "郎锐2004年作\n版权所有(c)\n2004--2005", logo, AlertType.INFO);

　　splashScreen.setTimeout(4000); // 延迟4秒

　　在持续显示图2四秒后进入角色选择界面：

　　choosePieceScreen = new ChoosePieceScreen(this);

　　Display.getDisplay(this).setCurrent(splashScreen, choosePieceScreen);
此任务在ChoosePieceScreen类中实现，主要的功能有对角色图标的装载显示、对选定角色的确认等。在其构造函数中首先指定当前界面为列表选择方式，然后通过append()将装载的图象与相应的列表文字建立关联。最后，为了响应用户的输入选择还必须调用setCommandListener（）来检测按键事件的发生，并在commandAction()方法中实现对选定角色的确认：

　　super("请选择：", List.IMPLICIT); // 设置列表选择

　　this.midlet = midlet;

　　append(CAT_TEXT, loadImage("/cat.png")); // 添加图象选项到列表

　　append(RABBIT_TEXT, loadImage("/rabbit.png"));

　　setCommandListener(this); // 侦听按键响应

　　……

　　public void commandAction(Command arg0, Displayable arg1) {

　　　if (arg0 == List.SELECT_COMMAND){

　　　　// 检测是否为列表按键响应

　　　　// 检测用户选中的选项

　　　　boolean isPlayerCat = getString(getSelectedIndex()).equals(CAT_TEXT); 　　　　

　　　　midlet.choosePieceScreenDone(isPlayerCat); // 进入游戏画面

　　　}

　　}

　　这里是通过检测用户选择的列表项文字来判断玩家选择的是花皮猫还是流氓兔并通过变量isPlayerCat来标识，在choosePieceScreenDone()方法中新建一个GameScreen对象并将其作为当前显示界面来开始一局新的游戏。GameScreen类负责游戏界面的绘制，如对棋盘和双方棋子的绘制以及对光标移动的处理等工作。

　　游戏界面编程

　　对弈游戏最主要的界面就是棋盘与棋子的绘制。这首先要根据屏幕大小计算棋盘网格间距和棋子的大小：

　　screenWidth = getWidth();// 获取屏幕大小

　　screenHeight = getHeight();

　　if (screenWidth > screenHeight) {// 计算网格大小

　　　boardCellSize = (screenHeight - 2) / 3;

　　　boardLeft = (screenWidth - (boardCellSize * 3)) / 2;

　　　boardTop = 1;

　　}else{

　　　boardCellSize = (screenWidth - 2) / 3;

　　　boardLeft = 1;

　　　boardTop = (screenHeight - boardCellSize * 3) / 2;

　　}

　　绘制棋盘时，首先用背景色清空整个画布然后再分别按行列绘制出黑色网格即可：

　　g.setColor(WHITE);

　　g.fillRect(0, 0, screenWidth, screenHeight);

　　g.setColor(BLACK);

　　for (int i = 0; i < 4;i++) {

　　　g.fillRect(boardLeft, boardCellSize*i+boardTop,(boardCellSize*3)+2,2);

　　　g.fillRect(boardCellSize * i + boardLeft, boardTop, 2, boardCellSize * 3);

　　}
棋子的绘制可以通过在指定位置显示装载的图象来实现。例如，对于花皮猫棋子的绘制可按如下代码先装载预先准备好的图象（大小须与网格相匹配）然后再调用drawImage方法在指定位置绘制。对于流氓兔棋子的绘制只需更改待装载的图象即可：

　　private void drawCat(Graphics g, int x, int y) {

　　　Image image = null;

　　　try {// 装载图象

　　　　image = Image.createImage("/cat.png");

　　　}catch (Exception e) {}

　　　g.drawImage(image, x + 1, y + 1, 0); // 在指定位置绘制图象

　　}

　　至于对移动光标的处理，可以先在将要移动到的网格内侧绘制一个新的、四边与棋盘网格紧密相连的黑色矩形框，然后再在原网格位置用原网格背景进行重绘以擦除上次绘制的光标痕迹。在擦除旧光标痕迹时首先需要判断该位置是空白还是绘制有棋子图案，并根据判断结果绘制白色矩形或是重新装载当前显示的棋子图象。图4给出了几个回合后的游戏截图，只要游戏没有结束，上述绘制模块将会多次反复调用执行。如果程序的智能控制部分判断出游戏已经结束并给出胜负结果，则不再显示棋盘界面而是通过下面这段代码以特定的字体在白色画布上绘制出当前战绩（如图5所示）。

　　Font font = Font.getFont(Font.FACE_SYSTEM, Font.STYLE_PLAIN, Font.SIZE_MEDIUM); // 设置字体

　　int strHeight = font.getHeight();

　　int statusMsgWidth = font.stringWidth(statusMsg);

　　int tallyMsgWidth = font.stringWidth(tallyMsg);

　　int strWidth = tallyMsgWidth;

　　if (statusMsgWidth > tallyMsgWidth)

　　strWidth = statusMsgWidth;

　　int x = (screenWidth - strWidth) / 2; // 计算字符绘制位置

　　x = x < 0 ? 0 : x;

　　int y = (screenHeight - 2 * strHeight) / 2;

　　y = y < 0 ? 0 : y;

　　g.setColor(WHITE); // 白色清空画布

　　g.fillRect(0, 0, screenWidth, screenHeight);

　　g.setColor(BLACK); // 黑色显示信息

　　g.drawString(statusMsg, x, y, (Graphics.TOP 　 Graphics.LEFT));

　　g.drawString(tallyMsg, x, (y + 1 + strHeight), (Graphics.TOP 　 Graphics.LEFT));
在显示此界面时，如果用户按下退出或开始键，则在commandAction方法中将通过如下代码分别执行程序退出处理或是重新开始下一局新的游戏：

　　if (arg0 == exitCommand) // 退出

　　　midlet.quit();

　　else if (arg0 == newGameCommand) // 开始游戏

　　　initialize();

　　人工智能的实现

　　如果说前面介绍的框架是骨骼，界面是皮肉的话，那么接下来将要介绍的人工智能部分则可以说是整个程序的灵魂了。它将进行对弈双方落子的合法性检测、计算机行棋的智能计算、游戏结束检测以及对胜负结果的判定等工作。以上这些都需要有合理的设计才能实现较高的游戏运行效率。考虑到游戏规则始终是围绕双方棋子的排列形状来进行的，因此可以把棋盘网格作为主要因素进行设计。按从左到右，从上到下的次序从0开始依次对棋盘的9个网格进行编号，可以得出如下几组获胜条件：0，1，2；3，4，5；6，7，8；0，3，6；1，4，7；2，5，8；0，4，8；2，4，6。只要有一方有三颗棋子的位置符合其中任何一组即可认定该方获胜（读者可以在纸上验证一下）。在程序实现过程中以WINS数组记录上述几种获胜条件，并在每一次行棋完毕后进行比对，以判断游戏是否有获胜方产生。限于篇幅，下面主要对计算机行棋思路的人工智能设计进行介绍。

　　首先明确计算机的对弈目的：获胜，如果暂时无法获胜则阻止选手获胜，如果双方都暂时无法获胜则可以下一些"随手棋"。在计算出合适的下子位置后将其添加到己方的行棋记录（打谱）以备后用。由此可以写出如下代码：

　　int move = getWinningComputerMove();//如能立即获胜则在获胜位置下子

　　if (move == -1) {

　　　//如选手即将获胜则在选手将获胜的位置下子

　　　move = getRequiredBlockingComputerMove();

　　　if (move == -1) // 如双方均暂时无法获胜则下随手棋

　　　　move = getRandomComputerMove();

　　}

　　computerState 　= bit(move); // 当前计算机占用的所有位置

　　其中，getWinningComputerMove方法通过对所有可能下子位置（即尚未落子的网格）的枚举，智能判断计算机下一步走到哪里才能获胜：

　　int move = -1;

　　for (int i = 0; i < 9;++i) {

　　　if (isFree(i) && isWin(computerState 　 bit(i))) {

　　　　move = i; // 找到获胜位置时中断

　　　　break;

　　　}

　　}

　　如果循环完毕仍没有找到获胜位置则表示目前己方暂无法获胜，需要进一步调用getRequiredBlockingComputerMove方法来计算下一回合对方有无获胜的可能，其实现代码与getWinningComputerMove完全类似，只是以选手的行棋记录playerState替代计算机的行棋记录computerState而已。以上寥寥数行代码即构成了计算机对弈算法的人工智能核心部分，显然人工智能在实现上并没有想象的那么复杂与困难。

　　小结

　　通过本系列文章的介绍，陆续将J2ME手机应用程序的一般开发过程向读者作了一个较为系统和全面的介绍。尤其是本篇对图形化手机游戏的介绍相信一定对读者有不同程度的启发作用，而且本文所述程序框架完全是通用的，读者只需在此基础之上重新设计游戏剧本即可实现类似的手机游戏如"华容道"、"俄罗斯方块"等。本系列文章开发环境为：

　　Windows 2000 Professional + SP4；

　　　　Java2SDK 1.5.0；

　　　　J2ME Wireless ToolKits 2.1；

　　　　SonyErisson J2ME SDK(WTK 1.0.4)；

　　　　SonyErisson T628；

　　　　Eclipse 3.0.1-win32；

　　　　EclipseMe 0.5.5；

　　　　NLpack-eclipse-SDK-3.0.x-win32