【文章內(nèi)容簡介】 .................................................. 12 表 游戲的運(yùn)行平臺 ............................................................................................ 12 ? 概述 連連看游戲簡介 電腦游戲在人類的發(fā)展史中一直扮演著極其重要的角色，尤其是在工作日趨緊張、經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的現(xiàn)代社會中，電腦游戲已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義中孩子的專利。伴著游戲產(chǎn)業(yè)日益壯大，現(xiàn)代人類日常生活中經(jīng)常用游戲來休閑娛樂，游戲市場有很大的潛力，很多國家都對游戲市場十分重視。 游戲大致分為兩大類，即單機(jī)游戲（ Console Game）和網(wǎng)絡(luò)游戲（ Online Game）。所謂單機(jī)游戲指僅使用一臺計算機(jī)或者其它游戲平臺就可以獨(dú)立運(yùn)行的 電子游戲 。如 Windows 操作系統(tǒng)自帶的紙牌、掃雷等小游戲程序，這一類游戲操作簡單，難度比較低，對硬件的環(huán)境要求不高。而網(wǎng)絡(luò)游戲又稱 “ 在線游戲 ” ，簡稱 “ 網(wǎng)游 ” 。指以 互聯(lián)網(wǎng) 為傳輸媒介，以 游戲運(yùn)營商 服務(wù)器和用戶計算機(jī)為處理終端，以游戲客戶端軟件為 信息交互 窗口的旨在實(shí)現(xiàn)娛樂、休閑、交流和取得虛擬成就的具有可持續(xù)性的個體性多人在線游戲。 連連看游戲就是很經(jīng)典的小游戲。連連看來源于街機(jī)游戲 “ 四川麻將 ” 和“ 中國龍 ” ，是給一堆圖案中的相同圖案進(jìn)行配對的簡單游戲， 20xx 年，一個叫做朱俊的網(wǎng)友將這種形式搬到了 PC 上，立刻成為辦公一族的新寵，并迅速傳遍了世界各地 [1]。飽受工作壓力的人們沒有太多的時間進(jìn)行復(fù)雜的游戲，而對于這種動動鼠標(biāo)就能過關(guān)的游戲情有獨(dú)鐘。之后村子的連連看風(fēng)靡版，阿達(dá)的連連看奧運(yùn)版，連連看反恐版，還有敏敏連連看，水晶連連看等遍地開花，造就了一個連連看的新世界。連連看游戲規(guī)則簡單，在一個擺放了游戲牌的棋盤內(nèi)，只要將相同花色的兩個游戲牌 用三根以內(nèi)的直線連在一起就可以消除，在規(guī)定的時間內(nèi)消除了棋盤內(nèi)的所有游戲牌，即可獲得游戲勝利，否則游戲失敗。 連連看游戲并沒有絢爛的畫面和龐大的場景，操作簡單，對硬件和環(huán)境要求不高，但是卻變化無窮，容易上手，男女皆宜，節(jié)奏很快，令人上癮。適度游戲，不僅能增強(qiáng)思維能力，提高智力，鍛煉眼力，還能起到健腦益智的效果。局域網(wǎng)連連看對戰(zhàn)這樣的智力游戲也被人們所接受，從而連連看從棋盤也走向了網(wǎng)絡(luò)，局域網(wǎng)連連看對戰(zhàn)不限制地點(diǎn)的模式深受連連看愛好者的喜愛。連連看游戲上手極其簡單，但是要熟練地掌握其中的操作與圖案消除技巧，難度卻不低，其普及程度也是非常高。連連看游戲很快成為家喻戶曉的大眾游戲之一，也成為電腦游戲發(fā)展史上的一個經(jīng)典。由于連連看游戲具有的數(shù)學(xué)性、動態(tài)性與知名度，也經(jīng)常拿來作為程序設(shè)計的練習(xí)題材。傳統(tǒng)的連連看游戲的最初運(yùn)行界面如圖 所示。 圖 傳統(tǒng)連連看游戲運(yùn)行界面 狀態(tài)空間搜索簡介 狀態(tài)是指在系統(tǒng)中決定系統(tǒng)狀態(tài)的最小數(shù)目的變量的有序集合。而所謂狀態(tài)空間也叫做解空間，是指該系統(tǒng)的全部可能狀態(tài)的集合 [2]。狀態(tài)空間搜索就是通過在狀態(tài)空間中的初始狀態(tài)出發(fā)，按照一定的順序和條件對空間中的狀態(tài)進(jìn)行遍歷，最終找到目標(biāo)狀態(tài) [2]。由于求解問題的過程中分枝有很多，主要是求解過程中求解條件的不確定性，不完備性造成的，使得求解的路徑很多這就構(gòu)成了一個圖，稱為狀態(tài)空間。問題的求解實(shí)際上就是在這個圖中找到一條路徑可以從開始到結(jié)果。這個尋找的過程就是狀態(tài)空間搜索。 狀態(tài)空間搜索廣泛應(yīng)用于優(yōu)化問題中，如經(jīng)典的 “ 01 背包問題 ” 、 “ 旅行商問題 ” 、 “ 迷宮問題 ” 、 “ 最大團(tuán)問題 ” 、 “ n 皇后問題 ” 等，在計算機(jī)求解的過程中，都需要進(jìn)行狀態(tài)空間 搜索。 狀態(tài)空間至少包含問題的一個最優(yōu)解。如對于有 n 種可選物品的 01 背包問題，其解空間由長度為 n 的 01 向量組成，該解空間包含了對變量所有可能的 01 賦值。如當(dāng) n=3 時，其解空間為 {(0,0,0), (0,0,1), (0,1,0), (0,1,1), (1,0,0), (1,0,1), (1,1,0), (1,1,1)}，這個解空間可以用一顆完全二叉樹來表示，如圖 所示?？梢园呀饪臻g看作樹或者圖的形式，葉節(jié)點(diǎn)表示一個可能的解，從根節(jié)點(diǎn) 到葉節(jié)點(diǎn)的任一路徑表示解空間的一個元素。 圖 僅 3 個物品的 01 背包問題的狀態(tài)空間樹 面向?qū)ο蠓椒ê喗? 隨著軟件形式化方法及新型軟件的開發(fā)，傳統(tǒng)的軟件工程方法的局限性逐漸暴露出來 [3,4]。傳統(tǒng)的軟件工程方法是面向過程的，將數(shù)據(jù)和處理過程分離，增加了軟件開發(fā)的難度。由于問題空間與解空間的模型、描述方式的不同，它們之間存在著復(fù)雜的轉(zhuǎn)換過程，尤其對于復(fù)雜系統(tǒng)及普遍存在的需求變化，就更難適應(yīng)。同時，傳統(tǒng)的軟件工程方法難于支持軟件復(fù)用。 面向?qū)ο蟮姆椒▌t是將軟件系統(tǒng)看作一系列離散的解空間對象的集合，并使問題空間的對象與解空間對象盡量一致，這些解空間對象相互 之間發(fā)送消息而相互作用，從而獲得問題空間的解 [3,4]。這樣，問題空間與解空間的結(jié)構(gòu)、描述的模型十分一致，減少了軟件系統(tǒng)開發(fā)的復(fù)雜度，使系統(tǒng)易于理解和維護(hù)。 如果是按照以下 4 個概念設(shè)計和實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)，稱為是面向?qū)ο蟮模矗好嫦驅(qū)ο?=對象 +類 +繼承 +通信 [3,4]。 面向?qū)ο缶幊?（ Object Oriented Programming， OOP， 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計 ）是一種計算機(jī)編程架構(gòu)。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的一些顯著的特性包括 [3,4]： 1．程序設(shè)計的重點(diǎn)在于數(shù)據(jù)而不是過程； 2．程序被劃分為所謂的對象； 3．?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為表現(xiàn)對象的特性而設(shè)計； 4．函數(shù)作為對某個對象數(shù)據(jù)的操作，與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)緊密的結(jié)合在一起； 5．重要數(shù)據(jù)被隱藏起來，不能為外部函數(shù)訪問； 6．對象之間可以通過函數(shù)溝通； 7．新的數(shù)據(jù)和函數(shù)可以在需要的時候輕而易舉的添加進(jìn)來； 8．在程序設(shè)計過程中遵循由下至上（ bottomup）的設(shè)計方法。 論文內(nèi)容與結(jié)構(gòu) 本章為第 1 章，即緒論部分，本章之后，各章安排如下。 第 2 章，標(biāo)題為 “ 面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計 ” ，闡述待開發(fā)的連連看游戲的面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計過程，包括用例建模、活動圖建模、對象狀態(tài)建模、對象交互建模、類圖建模，并詳細(xì)介紹了游戲中類 的設(shè)計。 第 3 章，標(biāo)題為 “ 算法設(shè)計 ” ，重點(diǎn)闡述分支限界法對兩張游戲牌進(jìn)行 “ 尋路 ” 的算法，來判斷兩張游戲牌能否消去，同時給出了自動找出一對能消去的游戲牌、游戲牌重新排列、隨機(jī)發(fā)牌、處理選中游戲牌、服務(wù)端套接字處理數(shù)據(jù)包、客戶端套接字處理數(shù)據(jù)包等主要過程的算法設(shè)計。 第 4 章，標(biāo)題為 “ 面向?qū)ο髮?shí)現(xiàn) ” ，闡述待開發(fā)的連連看游戲的面向?qū)ο髮?shí)現(xiàn)過程，并給出編程時使用到的具體技術(shù)，如： Windows GDI 雙緩沖、 Socket套接字編程。 結(jié)論部分，總結(jié)開發(fā)出來的連連看游戲系統(tǒng)的特點(diǎn)，并論證面向?qū)ο蠓椒ê头种藿缢惴ㄋ枷朐谶B連看游戲開發(fā)的可行性，并分析了開發(fā)出的連連看游戲的優(yōu)勢和不足。 ? 面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計 用例圖建模 用例建模與用例圖的概念 用例建模是用于描述一個系統(tǒng)的功能（即系統(tǒng)應(yīng)該做什么）的建模技術(shù)，用例建模不僅用于獲取新系統(tǒng)的客戶需求，還可以作為對已有系統(tǒng)進(jìn)行升級時的指南。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。 用例模型（ Use Case Model） [4]是表達(dá)系統(tǒng)外部事物（執(zhí)行者）與系統(tǒng)之間交互的可視化工具。一個系統(tǒng)的用例模型由若干用例圖組成，主要用于需求分析階段，它的建立是系統(tǒng)開發(fā)者和用戶反復(fù)討論的結(jié)果，表明了開發(fā)者和用戶對需求規(guī)格說明達(dá)成的共識。用例模型驅(qū)動了需求分析之后各階段的開發(fā)工作，不僅在開發(fā)過程中保證了系統(tǒng)所有功能的實(shí)現(xiàn)，而且被用于驗(yàn)證和檢測所開發(fā)的系統(tǒng)，從而影響到開發(fā)工作的各個階段。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。在用例模型中，功能以用例來表示，每個用例指明了一個完整的功能 。系統(tǒng)由若干用例組成，系統(tǒng)的邊界定義了一個系統(tǒng)所具有功能。通過執(zhí)行者與系統(tǒng)中的用例進(jìn)行交互，具體描述系統(tǒng)是如何提供這些功能來完成相應(yīng)的服務(wù)的 [4]。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（ Use Case Diagram） [4,5]描述了各種外部執(zhí)行者與系統(tǒng)所提供的用例（ use case）之間的連接。在用例圖中標(biāo)識用例名和執(zhí)行者名，用例圖中使用連線描述執(zhí)行者和用例之間的關(guān)系。用例與用例之間也可以發(fā)生聯(lián)系 —— 通過它們之間的連線表示，并在連 線附近用文字描述聯(lián)系的內(nèi)容。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。 “ 與系統(tǒng)交互 ” 是指執(zhí)行者向系統(tǒng)發(fā)送消息，或從系統(tǒng)那里接收消息，或與系統(tǒng)交換信息。 游戲的用例圖 待開發(fā)的連連看局域網(wǎng)對戰(zhàn)游戲系統(tǒng)，支持單人游戲，也支持在一臺機(jī)器上或者局域網(wǎng)不同的兩臺機(jī)器上最多有兩個玩家同時游戲，但這兩個玩家的性質(zhì)完全相同，因此處于系統(tǒng)邊界之外的參與者只有一個，就是玩家。而系統(tǒng)需要提供單人游戲模式、局域網(wǎng)雙人對戰(zhàn)模式，這顯然是處于系統(tǒng)內(nèi)。 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。在進(jìn)行局域網(wǎng)雙人對戰(zhàn)時，首先要設(shè)置局域網(wǎng)連接，因此 “ 局域網(wǎng)連接 ” 用例應(yīng)作為 “ 局域網(wǎng)雙人對戰(zhàn) ” 用例的擴(kuò)展用例。 連連看局域網(wǎng)對戰(zhàn)游戲的用例圖，如圖 所示。 圖 連連看局域網(wǎng)對戰(zhàn)游戲用例圖 用例說明 獲得用例圖后，至少要給出于執(zhí)行著直接關(guān)聯(lián)的類的描述。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。 “ 進(jìn)行單人游戲 ” 用例的用例描述如表 所示。 表 “進(jìn)行單人游戲 ” 用例的用例描述 名稱 描述 用例名稱 進(jìn)行單人游戲 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(xiàng)，啟動開始單人游戲。 2．在棋盤內(nèi)除了最上方和最下方兩行，最左邊和最右邊一列，其余每一個位置隨機(jī)擺一張花色的游戲牌，每一種花色的游戲牌出現(xiàn)的次數(shù)必須是偶數(shù)，并且滿足存在一對能夠消去的游戲牌（花色相同、存在一條拐彎次數(shù)不超過 2 的路徑），啟動計時器的秒數(shù)，游戲開始。 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。 “ 進(jìn)行局域網(wǎng)雙人對戰(zhàn)游戲 ” 用例的用例描述如表 所示。 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。如果是同時作為服務(wù)端和客戶端的玩家，轉(zhuǎn) 2，否則轉(zhuǎn) 3； 2．服務(wù)端啟動局域網(wǎng)對戰(zhàn)模式，設(shè)置創(chuàng)建監(jiān)聽，等待客戶端連接，如果客戶端連接上服務(wù)端，轉(zhuǎn) 4； 3．客戶端啟動局域網(wǎng)對戰(zhàn)模式，進(jìn)行連接服務(wù)端的操作，等待服務(wù)端啟動游戲； 4．服務(wù)端啟動游戲，在棋盤內(nèi)除了最上方和最下方兩行，最左邊和最右邊一列，其余每一個位置隨機(jī)擺一張花色的游戲牌，每一種花色的游戲牌出現(xiàn)的次數(shù)必須是偶數(shù)，并且滿足存在一對能夠消去的游戲牌（花色相同、存在一條拐彎次數(shù)不超過 2 的路徑），啟動計時 器的秒數(shù)，游戲開始； 5．每隔 1 秒鐘，計時器自動減 1，如果時間耗盡，轉(zhuǎn) 14； 6．對每個玩家，執(zhí)行下述步驟： 7．如果某一個玩家用鼠標(biāo)選中一張游戲牌，轉(zhuǎn) 8； 8．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，并將當(dāng)前狀態(tài)通過數(shù)據(jù)包發(fā)送給服務(wù)端，服務(wù) 端將該玩家