【正文】 執(zhí)行者 玩家 目的 在單價模式下進(jìn)行游戲 類型 基本的、主要的 過程描述 1．選擇 “ 游戲 ” 菜單中的 “ 開始單人游戲 ” 選項，啟動開始單人游戲。 表 “進(jìn)行局域網(wǎng)雙人對戰(zhàn)游戲 ” 用例的用例描述 名稱 描述 用例名稱 進(jìn)行局域網(wǎng)雙人對戰(zhàn)游戲 執(zhí)行者 玩家 目的 在局域網(wǎng)雙人對戰(zhàn)模式下進(jìn)行游戲 類型 主要的 過程描述 1．玩家選擇作為同時作為服務(wù)端和客戶端，還是僅作為客戶端?；顒訄D實際上也是一種流程圖，它描述活動的序列，即系統(tǒng)從一個活動到另一個活動的控制流，與流程圖不同的是，活動圖還可以描述系統(tǒng)的并發(fā)處理 [4,5]。 活動圖的終止點(diǎn)，即活動圖的最后活動稱為結(jié)束活動，本身無活動。玩家可隨時選擇開始單人游戲，在局域網(wǎng)雙人對戰(zhàn)游戲中，有且只有服務(wù)器端有選擇可以開始游戲的權(quán)利，而客服端只能等待游戲開始。 圖 局域網(wǎng)對戰(zhàn)模式活動圖 開發(fā)工具的選擇 在軟件開發(fā)行業(yè)中，各種可視化程序設(shè)計工具和編譯平臺如： Visual C++、Visual C、 Delphi、 C++Builder、 Java 等都是當(dāng)今的主流。顯然，軟件的運(yùn)行平臺對硬件的要求要低于開發(fā)平臺。 游戲牌對象的狀態(tài)，包括 “ 選中 ” 、 “ 未選中 ” 、 “ 清除 ”3 個狀態(tài)。因此在設(shè)計系統(tǒng)時，就免不了對交互進(jìn)行建模，并用交互圖展現(xiàn)出來。本文選擇用順序圖對交互進(jìn)行建模。 本文設(shè)計的連連看局域網(wǎng)雙人對戰(zhàn)游戲，雖然不涉及 Web，也不涉及數(shù)據(jù)庫，但是也可以吸收 MVC 模式的特點(diǎn)，從某種程度上降低了程序的復(fù)雜度，使程序結(jié)構(gòu)更加直觀。 “ 游戲設(shè)置 ”子系統(tǒng)包含 “ 局域網(wǎng)連接設(shè)置 ” 功能模塊。玩家可隨時選擇開始單人游戲，在局域網(wǎng)雙人對戰(zhàn)游戲中，只有服務(wù)器 端有選擇可以開始游戲，而客服端只能等待游戲開始。 圖 單人游戲模式每隔 1 秒的扣時操作的順序圖 雙人對戰(zhàn)模式下的處理一次鼠標(biāo)點(diǎn)擊事件的順序圖如圖 所示。建立類和對象模型是面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計方法的核心技術(shù)之一，也是面向?qū)ο蠹夹g(shù)的基本任務(wù)，是軟件開發(fā)的基礎(chǔ) [4]。一個系統(tǒng)的類模型可以由多張類圖描述，一個類也可以出現(xiàn)在幾張類圖中。 游戲的類關(guān)系圖 通過需求分析得到的用例模型以及活動圖，可以分析得出 游戲系統(tǒng)中所要涉及的一些基本的對象，如：游戲牌、棋盤區(qū)、控制系統(tǒng)、對話框（窗體）、繪圖系統(tǒng)和數(shù)據(jù)包等。其詳細(xì)定義的相關(guān)類圖如圖 所示。其詳細(xì)定義的相關(guān)類圖如圖 所示。 圖 CClientSocket 類的設(shè)計 監(jiān)聽套接字類的設(shè)計 監(jiān)聽套接字類 CLintenSocket 類繼承自 MFC 的 CSocket 類， CLintenSocket主要針對 OnAccept()（接收到套接字連接請求的處理函數(shù)）、 .m_hWnd（游戲窗體句柄）、 StartGame()（游戲開始）、 SetHWnd()（設(shè)置窗體句柄）等進(jìn)行相應(yīng)定義。 圖 CServerSocket 類的設(shè)計 游戲主對話框類的設(shè)計 連連看局域網(wǎng)對戰(zhàn)游戲主對話框 CCardGameDlg 類主要針對 m_Board（棋盤類）、 .m_ListenSocket（監(jiān)聽套接字）、 ClientSocket()（客戶端套接字）、m_Control()（控制器）、 OnPaint()（畫刷函數(shù)）、 SetClientSize()（設(shè)置客戶端 IP大小）、 OnSet()（設(shè)置網(wǎng)絡(luò)連接）、 OnNew()（啟動網(wǎng)絡(luò)對戰(zhàn)）等進(jìn)行相應(yīng)定義。窮舉搜索的思想是不管狀態(tài)優(yōu)劣， “ 一個都不放過 ” ，顯然是最沒有 “ 技術(shù)含量 ” 的，適用于問題規(guī)模較小或者找不到更好的搜索方法的情況，對于問題規(guī)模較大的情況下不適用。用它可以系統(tǒng)地搜索一個問題的所有解或任一解。如果在當(dāng)前擴(kuò)展結(jié)點(diǎn)處不能再向縱深方向移動，則當(dāng)前的擴(kuò)展結(jié)點(diǎn)就成為死結(jié)點(diǎn)（所有的孩子結(jié)點(diǎn)已經(jīng)產(chǎn)生的結(jié)點(diǎn)稱做死結(jié)點(diǎn)），此時，應(yīng)往回移動（回溯）到最近的一個活結(jié)點(diǎn)處，并使這個活結(jié)點(diǎn)成為當(dāng)前的擴(kuò)展結(jié)點(diǎn)。 return。 } for each(CurrentState 的后繼狀態(tài) NextState) { Backtrack(level + 1, NextState) } } 分支限界法簡介 分支限界法類似于回溯法，也是在問題的解空間上搜索問題解的算法。在分支限界法中，每一個活結(jié)點(diǎn)只有一次機(jī)會成為擴(kuò)展結(jié)點(diǎn)。這個過程一直持續(xù)到找到所求的解或活結(jié)點(diǎn)表為空時為止[2]。 優(yōu)先隊列中規(guī)定的結(jié)點(diǎn)優(yōu)先級常用一個與該結(jié)點(diǎn)相關(guān)的數(shù)值 p 來表示。 void BranchBound() { 定義活結(jié)點(diǎn)列表 Q，一般是優(yōu)先隊列或者 FIFO隊列 定義當(dāng)初始狀態(tài)前活結(jié)點(diǎn) CurrNode CurrNode 進(jìn)隊列 。 } if(NextNode 非法 or NextNode 肯定不包含最優(yōu)解 ) { continue。 A*算法涉及兩張表，即OPEN 表和 CLOSE 表。 CLOSE 表用于存放將要擴(kuò)展或者已經(jīng)擴(kuò)展的節(jié)點(diǎn)。其中， g*(x)是從初始狀態(tài) S0到狀態(tài) x 的最小代價； h*(x)是從狀態(tài) x 到目標(biāo)狀態(tài) T 的最小代價，若有多個目標(biāo)狀態(tài)，則為其中最小的一個。 A*算法的基本搜索步驟如下： void AStar() { 初始化 OPEN← {S0}, CLOSED← Φ, g(S0)← 0, f(S0)← 0, preds0← NULL, found← false。 if(x==T) {記錄解 。 ik。 OPEN← OPEN+{yi}。 f(yi)← g(yi)+h(yi)。} else { 對節(jié)點(diǎn) x 進(jìn)行擴(kuò)展，其子節(jié)點(diǎn)集合為 {y0,y1,...,yk1}。 OPEN← OPEN{x}。 一般來說，在滿足 h(n)≤ h*(n)的前提下， h(n)的值越大越好。 假設(shè) f*(x)是從初始狀態(tài) S0出發(fā)，約束經(jīng)過狀態(tài) x達(dá)到目標(biāo)狀態(tài) T 的最小代價，估值函數(shù) f(x)是對 f*(x)的估計值。對于不同的搜索策略，節(jié)點(diǎn)在 OPEN 表中的排列順序是不同的。 } } } A*算法簡介 回溯法和分支限界法在搜索過程中有一定的盲目性。 for each(CurrNode 生成的孩子節(jié)點(diǎn) NextNode) { if(NextNode 包含解 ) { 記錄解 。用一個大根堆來實現(xiàn)最大優(yōu)先隊列，體現(xiàn)最大效益優(yōu)先的原則；用一個小根堆來實現(xiàn)最小優(yōu)先隊列，體現(xiàn)最小費(fèi)用優(yōu)先的原則。 1．隊列式（ FIFO）分支限界法：隊列式分支限界法將活結(jié)點(diǎn)表組織成一個隊列，并按隊列的先進(jìn)先出原則選取下一個結(jié)點(diǎn)為當(dāng)前擴(kuò)展結(jié)點(diǎn)。在這些孩子結(jié)點(diǎn)中，那些導(dǎo)致不可行解或?qū)е路亲顑?yōu)解的孩子結(jié)點(diǎn)被舍棄，其余孩子結(jié) 點(diǎn)被加入活結(jié)點(diǎn)表中。 分支限界法常以廣度優(yōu)先或以最小耗費(fèi)（最大效益）優(yōu)先的方式搜索解空間樹 [2]。 } if(CurrentState 是非法狀態(tài) ) { return。 回溯法的算法設(shè)計使用偽代碼表示如下。 回溯法從開始結(jié)點(diǎn)（根結(jié)點(diǎn)） 出發(fā)，以深度優(yōu)先的方式搜索整個解空間。但當(dāng)探索到某一步時，發(fā)現(xiàn)原先選擇并不優(yōu)或達(dá)不到目標(biāo)，就退回一步重新選擇，這種走不通就退回再走的技術(shù)為回溯法，而滿足回溯條件的某個狀態(tài)的點(diǎn)稱為 “ 回溯點(diǎn) ” 。 圖 CCardGameDlg 類的設(shè)計 小結(jié) 本章使用面向?qū)ο蠓椒ㄡ槍⒁_發(fā)的連連看局域網(wǎng)對戰(zhàn)游戲進(jìn)行了分析與設(shè)計，對游戲進(jìn)行 UML 建模，獲得了游戲的用例圖、活動圖、順序圖、部分游戲?qū)ο蟮臓顟B(tài)圖和類圖。 圖 CListenSocket 類的設(shè)計 服務(wù)套接字類的設(shè)計 服務(wù)套接字 CServerSocket 類繼承自 MFC 的 CSocket 類， CServerSocket 主要針對 OnReceive()（接收到客戶端套接字發(fā)送過來的數(shù)據(jù)時的處理函數(shù)）、 .m_nWnd（游戲窗體句柄）、 OnClose()（關(guān)閉套接字時的處理函數(shù)）、SetHWnd()（設(shè)置游戲窗體句柄）等進(jìn)行相應(yīng)定義。 CClientSocket 主要針對 SetDraw()（設(shè)置繪圖器對象）、 .m_hWnd（游戲窗體句柄）、 SetControl()（設(shè)置控制器）、 m_pControl（控制器）、 m_pDraw（畫圖）、 GetConTrol()（獲取控制器）、 SetHWnd()（設(shè)置窗體句柄）、 OnReceive()（接收到客戶端套接字發(fā)送過來的數(shù)據(jù)時的處理函數(shù)）等進(jìn)行相應(yīng)定義。其詳細(xì)定義的相關(guān)類圖如圖 所示。其詳細(xì)定義的相關(guān)類圖如圖 所示。短式圖形符號由一個矩形實績方框及在方框內(nèi)書寫的類名表示。類之間的關(guān)系有關(guān)聯(lián)、聚集、繼承、依賴、細(xì)化等。 圖 雙人對戰(zhàn)模式每隔 1 秒的扣時操作的順序圖 雙人對戰(zhàn)模式下，客戶端套接字處理接收到的數(shù)據(jù)包的順序圖，如圖 所示。 單人游戲模式下的活動圖，如圖 所示。 圖 系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)圖 “ 選中游戲牌 ” 過程的順序圖 連連看局域網(wǎng)對戰(zhàn)游戲系統(tǒng)根據(jù)其業(yè)務(wù)邏輯來看，提供了單人游戲模式和局域網(wǎng)雙人對戰(zhàn)模式。 待開發(fā)的連連看局域網(wǎng)對 戰(zhàn)游戲程序，包含游戲模式選擇和游戲設(shè)置兩個子系統(tǒng)。 程序結(jié)構(gòu)介紹 在 Web 開發(fā)中，有一種常用的開發(fā)模式，被稱為 MVC 模式（ ModelView Controller），這種模式開發(fā)的 Web 系統(tǒng)大致由模型（ Model）、視圖（ View）和控制器（ Controller）三個基本部分組成。它通常用來描述一個用例的行為，顯示該用例中所涉及的對象和這些對象之間的消息傳遞情況。 因此，得到棋盤對象的狀態(tài)圖如圖 所示： 圖 棋盤對象的狀態(tài)圖 對象交互建模 交互建模與順序圖的概念 一次交互就是指在特定語境中，為了實現(xiàn)某一個目標(biāo)，而在一組對象之間進(jìn)行交換的一組消息所表示的行為。描述狀態(tài)圖的圖符元素除了圖符和遷移圖符外，還有起始狀態(tài)（用實心圓表示）、結(jié)束狀態(tài)（用一個圓中間套實心圓表示）、條件判定（用空心菱形表示）、發(fā)出信號（用一個一側(cè)為凸尖角的矩形表示）、接收信號（用一個一側(cè)為凹尖角的矩形表示）和并發(fā)（用一條粗短實線表示）等各種圖符元素 [4,5]。 此次開發(fā)的連連看局域網(wǎng)對戰(zhàn)游戲程序，既沒有涉及到數(shù)據(jù)庫，也沒有涉及到中間件等環(huán)境。 單人游戲模式下的活動圖 ，如圖 所示。 游戲的活動圖 連連看局域網(wǎng)對戰(zhàn)游戲系統(tǒng)根據(jù)其業(yè)務(wù)邏輯來看，提供了單人游戲模式和局域網(wǎng)雙人對戰(zhàn)模式。 用帶箭頭的實線表示各種活動狀態(tài)的先后順序，即遷移。 “ 設(shè)置局域網(wǎng)連接 ” 用例的用例描述如表 所示。 3．每隔 1 秒鐘，計時器自動減 1，如果時間耗盡，轉(zhuǎn) 14； 4．如果玩家用鼠標(biāo)選中一張游戲牌，轉(zhuǎn) 5，否則轉(zhuǎn) 3； 5．搜索玩家上一次選中的并且未消去的游戲牌，如果不存在玩家上一次選中的并且未消去的游戲牌，轉(zhuǎn) 12，否則，轉(zhuǎn) 6； 6．如果玩家當(dāng)前選中的游戲牌和上次選中的并且未消去的游戲牌不是同一張游戲牌，轉(zhuǎn) 7；否則，轉(zhuǎn) 13； 7．判斷當(dāng)前選中的游戲牌和上次選中的并且未消去的游戲牌能否消去，如果不能，轉(zhuǎn) 8，如果能，轉(zhuǎn) 9； 8．將玩家上一次選中的并且未消去的游戲牌取消選中，將當(dāng)前選 中的游戲牌指為選中狀態(tài)，并罰時 4秒鐘，轉(zhuǎn) 3； 9．將當(dāng)前選中的游戲牌指為選中狀態(tài)，消去這一對游戲牌，并加時 2 秒鐘，轉(zhuǎn) 11； 10．如果棋盤內(nèi)所有的游戲牌都被消去，轉(zhuǎn) 15，否則，轉(zhuǎn) 14； 11．如果不存在一對能夠消去的游戲牌，則在原有位置重新擺放未消去的游戲牌，直到存在一對能夠消去的游戲牌，轉(zhuǎn) 3； 12．將當(dāng)前選中的游戲牌置為選中狀態(tài)，轉(zhuǎn) 3； 13．將上一次選中的并且未消去的游戲牌置為未選中狀態(tài)，轉(zhuǎn) 3； 14．游戲失敗，則給出相應(yīng)的失敗信息提示，轉(zhuǎn) 16； 15．游戲勝利，則給出相應(yīng)的勝利信息提示； 16．游戲結(jié)束。下面將給出“ 進(jìn)行單人游戲 ” 用例、 “ 進(jìn)行局域網(wǎng)雙人對戰(zhàn)游戲 ” 用例、 “ 設(shè)置局域網(wǎng)連接 ” 用例的用例，與其有關(guān)聯(lián)的擴(kuò)展用例和包含用例、子用例將會在這三個用例中一并描 述。 玩家通過選 擇游戲模式，與 “ 進(jìn)行單人游戲 ” 用例、 “ 進(jìn)行局域網(wǎng)雙人對戰(zhàn) ” 用例這兩個用例進(jìn)行交互。執(zhí)行者（ actor）[4,5]是指在系統(tǒng)外部與系統(tǒng)交互的人或其他系統(tǒng)，他以某種方式參與系統(tǒng)內(nèi)用例的執(zhí)行。用例模型的步驟包括 [4,5]：定義系統(tǒng)，尋找執(zhí)行者和用例，描述用例，定義用例之間的關(guān)系，最后確認(rèn)模型。用例圖的主要成分有用例、執(zhí)行者和系統(tǒng)，它用簡單的圖符準(zhǔn)確地描述了執(zhí)行者與系統(tǒng)的交互情況以及系統(tǒng)的功能。建立用例模型的目的是為了尋找需求規(guī)約，需要通過開發(fā)者和客戶之間進(jìn)行多次交互完成。 第 3 章，標(biāo)題為 “ 算法設(shè)計 ” ，重