【正文】 ........................................38附錄1 程序清單 ........................................................38 ........................................38 ..........................................39 .......................................44 其它程序清單 ..................................................49基于 J2ME的手機五子棋游戲的設(shè)計與實現(xiàn)1 概述 課題研究背景手機游戲的實現(xiàn)方式主要包括嵌入式游戲、瀏覽器游戲、短消息服務(wù)游戲、J2ME和其它的解釋語言。J2ME與臺式機中的Java相比還是有一定的限制，但是它已經(jīng)極大的提高了移動電話支持游戲的能力。手機是現(xiàn)代生活方式的產(chǎn)物，如同因特網(wǎng)的普及導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)游戲的高速發(fā)展一樣，手機的普及，對滿足不同功能的手機軟件的需求也就越來越迫切，這就需要比較好的手機軟件開發(fā)平臺，此時具有平臺無關(guān)性優(yōu)點的J2ME開發(fā)平臺也就應(yīng)運而生。與傳統(tǒng)的主流的PC游戲相比，手機游戲的價值在于打發(fā)一些無聊的時間，作為一個移動的娛樂終端，手機游戲施展身手的機會永遠可能是在地鐵站、公交車或者是洗手間這些地方，也許在龐大的游戲行業(yè)里，手機游戲?qū)⒂肋h扮演著一個邊緣者的角色，因為誰也不能指望一個人在家的時候用手機玩游戲或者看電影。隨著移動開發(fā)技術(shù)的不斷升級和終端設(shè)備成本的下降，近年來，手機在普通消費人群中得到了極大的普及。其益智、趣味和休閑的特點迎合了消費者的娛樂需要，手機游戲的開發(fā)推廣已經(jīng)成為手機生產(chǎn)商和運營商重要的業(yè)務(wù)增長點，游戲軟件產(chǎn)業(yè)價值不斷提升。手機游戲按手機平臺分類，主要有J2ME、Brew、UniJa等。作為SUN公司針對微型嵌入式消費電子產(chǎn)品開發(fā)的編程系統(tǒng)，J2ME技術(shù)是當(dāng)前手機軟件開發(fā)的主流平臺，各大手機生產(chǎn)廠商目前的主流產(chǎn)品絕大都使用J2ME技術(shù)。 課題研究意義本設(shè)計基于J2ME技術(shù)，開發(fā)一款五子棋游戲軟件，可以供人們閑暇時間隨時隨地娛樂，提高棋藝。 通過對該課題的研究與實踐，首先，進一步熟悉面向?qū)ο笳Z言，加深對J2ME層次結(jié)構(gòu)的了解。其次，了解手機游戲開發(fā)的特點和現(xiàn)狀。2 開發(fā)技術(shù)背景 JAVA語言概述Java的出現(xiàn)是源于對獨立于平臺語言的需要，希望這種編程語言能編寫出嵌入各種家用電器等設(shè)備的芯片上、且易于維護的程序。這樣，一旦電器設(shè)備更換了芯片就不能保證程序正確運行。Java的出現(xiàn)標(biāo)志著真正的分布式系統(tǒng)的到來。Java的特點： 平臺無關(guān)性：平臺無關(guān)性是指Java能運行于不同的平臺。使用Java編寫的程序能在世界范圍內(nèi)共享。 　　安全性：Java的編程類似C++，學(xué)習(xí)過C++的讀者將很快掌握J(rèn)ava的精髓。Java對程序提供了安全管理器，防止程序的非法訪問。類的封裝性、繼承性等有關(guān)對象的特性，使程序代碼只需一次編譯，然后通過上述特性反復(fù)利用。Java提供了眾多的一般對象的類，通過繼承即可使用父類的方法。Java提供的Object類及其子類的繼承關(guān)系如同一棵倒立的樹形，根類為Object類，Object類功能強大，經(jīng)常會使用到它及其它派生的子類。庫函數(shù)提供了用HTTP和FTP協(xié)議傳送和接受信息的方法。 　健壯性：Java致力于檢查程序在編譯和運行時的錯誤。Java自己操縱內(nèi)存減少了內(nèi)存出錯的可能性。并且Java還提供了Null指針檢測、數(shù)組邊界檢測、異常出口、Byte code校驗等功能。J2ME實際上是一系列規(guī)范的集合，由JCP組織制定相關(guān)的Java Specification Request（JSR）并發(fā)布，各個廠商會按照規(guī)范在自己的產(chǎn)品上進行實現(xiàn)，但是必須要通過TCK測試，這樣確保兼容性。J2ME支持個人手持移動設(shè)備，如手機、PDA等。J2ME提高了移動電話支持游戲的能力，比SMS或WAP更容易控制和交互的界面，并且可以通過無線網(wǎng)絡(luò)連接到遠程的服務(wù)器。目前手機訪問Inter只能訪問WML網(wǎng)頁，而不是主流的HTML網(wǎng)頁，也不能顯示復(fù)雜的圖形格式，能提供的功能很有限，并且，因為現(xiàn)有的解決方案不夠智能化，又不能訪問本地存儲區(qū)，如果進行在線交易會增加服務(wù)器負荷，使服務(wù)器的反應(yīng)速度變慢，使無線Inter的應(yīng)用受到了很大限制。因為J2ME是基于Java語言的，所以它天生就具有以下優(yōu)點：新的應(yīng)用、服務(wù)和內(nèi)容可以通過不同類型的網(wǎng)絡(luò)動態(tài)下載。標(biāo)準(zhǔn)化語言組件和庫意味著由于支持配置和描述所帶來的約束使應(yīng)用和內(nèi)容可以在不同設(shè)備之間靈活地傳輸。這種特點降低了傳輸費用，減輕了可能的網(wǎng)絡(luò)故障帶來的影響。這些特性使第三方軟件開發(fā)商可以很容易地介入應(yīng)用程序的開發(fā)，并且可以很方便地將應(yīng)用程序安裝到手機上，開發(fā)周期也大大縮短，而且還能支持應(yīng)用程序的動態(tài)下載和升級。J2ME程序設(shè)計的幾個原則：第一，使用面向?qū)ο缶幊獭５诙?，使用MVC模式。第三，自動存儲用戶設(shè)定　　使用RMS來存儲用戶的信息，這樣不僅可以減少用戶的輸入，而且對用戶友好。第四，一些系統(tǒng)設(shè)置允許用戶關(guān)閉。第五，將低級用戶界面的繪制動作放在一個獨立的線程里面去。 J2ME的體系結(jié)構(gòu)Java 2技術(shù)是一系列產(chǎn)品的集合，Java 2技術(shù)體系結(jié)構(gòu)如圖21所示。與J2SE、J2EE和JavaCard一樣，J2ME同樣包含了一個小型的虛擬機和一系列的Java API。J2ME是一種通過許多部件和規(guī)范的技術(shù)，這眾多的部件和規(guī)范幫助J2ME來滿足這眾多的消費產(chǎn)品的不同的需要。就像使用所有Java技術(shù)一樣，J2ME的核心也在一種虛擬機中。就像它名稱的含義，KVM比較小，通常只有128K或更少。為了使J2ME程序廣泛適用于各類嵌入式平臺，J2ME采用了模塊化的結(jié)構(gòu)，底層是宿主機的操作系統(tǒng)，內(nèi)部則分為三層：Java Virtual Machine（虛擬機層)；Configuration（配置層)；Profile (簡表層)。其體系結(jié)構(gòu)如圖22所示。配置（Configuration）層：面對的是大量各種不同的小型嵌入式設(shè)備，它們在外觀和功能上均各不相同。讀者也可以將配置理解成為對硬件的描述，所以通過定義配置的方法就能夠清楚地描述硬件功能。配置在J2ME的體系結(jié)構(gòu)中起著承上啟下的作用，定義了針對存儲空間、電源配置、網(wǎng)絡(luò)連接等硬件功能和特性包括：規(guī)定了所支持的Java編程語言特性；規(guī)定了所支持的Java虛擬機特性；規(guī)定了所支持的基本Java類庫及其API函數(shù)。CLDC和CDC的大部分功能都來源于J2SE。CLDC、CDC和J2SE之間的關(guān)系如圖23所示。CDC的目標(biāo)設(shè)備包括主要包括電視機頂盒、車載娛樂系統(tǒng)、高端PDA等，它們通常具備32位或64位的CPU，2MB以上可以用于Java平臺實現(xiàn)和運行相關(guān)應(yīng)用程序的內(nèi)存空間。CLDC的目標(biāo)設(shè)備主要包括移動電話，雙向呼叫器和入門級的PDA等，它們通常具有16位或32位的CPU，配置128KB～512KB的內(nèi)存可用于Java平臺實現(xiàn)和運行相關(guān)應(yīng)用程序。簡表（Profiles）層：簡表層定義了特定系列設(shè)備上可用的應(yīng)用程序編程接口（API）的最小集。應(yīng)用程序是針對特定的簡表編寫的，因此可以移植到支持該簡表的任何設(shè)備上。用戶和開發(fā)人員看到最多的就是這一層。配置是用于一組通用設(shè)備的最小的Java平臺，而簡表則為具體的設(shè)備家族或特別的應(yīng)用程序提供更具體的功能。配置和簡表規(guī)范是由多種多樣的設(shè)備生產(chǎn)商和用戶共同開發(fā)并建立的?，F(xiàn)在，一般是配置捆綁了虛擬機和一套針對各自的平臺所能夠用的橫向分組設(shè)備的Java類庫；另外至少需要一個簡表來為平臺提供附加的Java類，這個簡表通常會為各自的相應(yīng)設(shè)備提供用戶界面、輸入和數(shù)據(jù)庫類。 移動信息設(shè)備簡表 移動信息設(shè)備簡表(MIDP)為移動電話和入門級PDA設(shè)計，為移動應(yīng)用程序提供了所需的全部核心功能，包括應(yīng)用程序模型、用戶界面、持久性數(shù)據(jù)存儲、聯(lián)網(wǎng)能力及應(yīng)用程序管理功能。CLDC與MIDP組成了完備的Java運行環(huán)境大大提升了手持移動智能設(shè)備的功能，并且最小化了設(shè)備內(nèi)存和電源消耗。圖24 MIDP框架圖MIDP提供核心應(yīng)用程序功能，包括用戶界面、網(wǎng)絡(luò)連接、本地數(shù)據(jù)存儲和應(yīng)用程序生命周期管理。MIDP中含有下列API包:A. : 用戶界面(UI)API，它為MIDP應(yīng)用提供了一整套實現(xiàn)用戶界面的功能特性。C. : 這個MIDlet包明確定義了MIDP應(yīng)用，也定義了和應(yīng)用環(huán)境之間的交互。圖25 MIDlet生命周期流程圖 開發(fā)平臺隨著手機軟件開發(fā)的發(fā)展，市場上同時并存許多手機游戲開發(fā)平臺。此外，WAP采用的Brower/Serve方式訪問Inter，能提供的功能很有限，并且因為現(xiàn)有的WAP解決方案不夠智能化，又不能訪問本地存儲區(qū)，如果進行在線交易會增加服務(wù)器負荷，使服務(wù)器的反應(yīng)速度變慢，使無線Inter的應(yīng)用受到了很大限制。其Java語言的特性，使其具有以下優(yōu)點:。這種特點降低了傳輸費用，減輕了可能的網(wǎng)絡(luò)故障帶來的影響。Java相對當(dāng)前用于無線軟件開發(fā)的編程語言和工具來說具有更加完善的抽象機制和更高級的程序構(gòu)造，這使得應(yīng)用開發(fā)更加有效。這些特性使第二方軟件開發(fā)商可以很容易地介入應(yīng)用程序的開發(fā)，并且可以很方便地將應(yīng)用程序安裝到手機上，開發(fā)周期大大縮短，而且還能支持應(yīng)用程序的動態(tài)下載和升級。這種嵌入式思想也極大地推動了J2ME的發(fā)展壯大?；贘2ME平臺，它將Java語言的與平臺無關(guān)的特性移植到小型電子設(shè)備上，允許移動無線設(shè)備之間共享應(yīng)用程序。Java Studio Micro Edition大致上是把NetBeans IDE和J2ME Wireless Toolkit結(jié)合在一起的產(chǎn)品。四種模擬器種類，如表21所示。手機游戲的實現(xiàn)方式主要包括嵌入式游戲、瀏覽器游戲、短消息服務(wù)游戲、J2ME和其它的解釋語言。在NetBeans環(huán)境中編寫并在模擬器中運行簡單明了。 需求分析 系統(tǒng)的性能需求首先，手機游戲最大的問題在于每一款手機擁有自己的屏幕大小和特定的API及性能。J2ME提出的一系列標(biāo)準(zhǔn)使得使用J2ME開發(fā)的游戲可以在配備J2ME的任何廠家的移動設(shè)備上運行。受手機屏幕大小和顯示的影響。其次，軟件具有人工智能算法原理要簡單，并且運行快速。游戲是需要快速反應(yīng)的。另外，所制作的軟件在結(jié)構(gòu)上應(yīng)具有很好的可擴展性，便于以后的功能擴展。無“禁手”的規(guī)則基本是人人皆知。區(qū)別于一般的生活中的人與人的對弈，用在手機上為人機對弈，在手機屏幕上構(gòu)造一個游戲棋盤，并且設(shè)計黑、白棋子。五子棋手機游戲是大眾游戲，游戲者只要具備一般的操作知識就可以進入游戲。此款手機游戲為棋類游戲，就是為了讓人們閑暇時間休閑、鍛煉棋藝，游戲設(shè)計盡可能地模擬現(xiàn)實生活中的場景。 b) 棋子選擇功能：玩家可選擇走棋先后順序，黑先白后。d) 勝負判斷：涉及人工智能，用以判斷人與機器的輸贏狀況，游戲無“禁手”，五子首先連成一線則為勝。在總體規(guī)劃期間相對要考慮到游戲的擴展性，因為在最初設(shè)計游戲的時候不可能面面俱到，而且隨著技術(shù)的發(fā)展，也需要游戲具有很好的擴充性。各主要模塊的功能描述如下：歡迎模塊：這部分是游戲出現(xiàn)的第一個界面，主要是為了說明已經(jīng)進入五子棋游戲系統(tǒng)。提供的選擇項有游戲說明，開始游戲和退出游戲。該模塊中包含悔棋、暫停游戲、放棄本局這些功能。系統(tǒng)主要功能模塊如圖31所示。游戲規(guī)則界面棋子類型選擇選擇黑子 玩家先行選擇白子 機器先行棋盤對弈界面結(jié)果判斷界面開始游戲退出游戲落子走棋實現(xiàn)悔棋暫停/恢復(fù)游戲放棄本局基于J2ME的手機五子棋游戲歡迎模塊勝負判斷模塊規(guī)則說明模塊對弈模塊圖32 系統(tǒng)基本流程圖 系統(tǒng)用例圖 游戲設(shè)計用例圖如圖33所示。程序總體設(shè)計階段首要任務(wù)就是設(shè)計好相應(yīng)的類，只要類設(shè)計好了可以讓程序一目了然。首要的類是MIDlet類的子類Wuziqi，它是整個程序的框架，程序的運行必須從它開始。主要類的作用說明：a) extendextendextendextend選擇棋子人機對弈落子走棋悔棋暫停游戲放棄本局玩家該java文件是設(shè)計MIDlet程序的基本框架。b) 該文件生成的類顯示開始游戲入口以及游戲說明。將手機上的軟鍵轉(zhuǎn)化為游戲鍵進行走棋控制。d) 該文件生成的類負責(zé)創(chuàng)建棋子對象，棋子對象可以獲取本身的顏色外觀?？梢耘袛嘣擖c上是否有棋子、指定當(dāng)前點上的棋子、獲取當(dāng)前點上的棋子、移動當(dāng)前點上的棋子。4 系統(tǒng)詳細設(shè)計 界面設(shè)計該部分主要說明手機游戲畫面顯示，包括一開始項目的創(chuàng)建、畫面的低級繪制、圖像的獲取、UI組件的顯示及如何進行游戲按鍵處理。各個類如表41所示。 ItemsChoiceGroup 提供一個UI組件代表一列選項ImageItem 提供一個圖像ItemTicker 提供一個Item在display上面顯示一條滾動的文字低級UIGraphics 提供二維圖像工具Canvas 提供一個創(chuàng)建低級UI圖像的基類 項目創(chuàng)建 首先是在NetBeans IDE環(huán)境中創(chuàng)建項目，如圖41所示。再選擇相應(yīng)的平臺，如圖43所示。MIDlet事件處理分為高級與低級事件處理，則可實現(xiàn)設(shè)備內(nèi)的應(yīng)用程序與用戶之間的交互機制。