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自学Java-AI结合GUI开发一个石头迷阵的游戏

news 来源：原创 2025/5/14 13:02:48

自学Java-AI结合GUI开发一个石头迷阵的游戏

  • 准备环节
  • 1、创建石头迷阵的界面
  • 2、打乱顺序
  • 3、控制上下左右移动
  • 4、判断是否通关
  • 5、统计移动步骤，重启游戏
  • 6、拓展问题

准备环节

在这里插入图片描述
技术：
1、GUI界面编程
2、二维数组
3、程序流程控制
4、面向对象编程

∙ \bullet ∙创建一个模块用于开发石头迷阵游戏，模块名称取名为：stone-maze
∙ \bullet ∙导入项目需要的资源包到src目录下：主要是一些图片文件，在image文件夹下
∙ \bullet ∙创建项目包：com.itheima.

1、创建石头迷阵的界面

∙ \bullet ∙定义主界面类，MainFrame继承JFrame
∙ \bullet ∙初始化窗口大小
∙ \bullet ∙初始化界面图片
∙ \bullet ∙初始化界面菜单：系统退出，重启游戏

完成代码如下：

package com.itheima;

import javax.swing.*;
// 自定义窗口类，创建对象，展示一个主窗口。
public class MainFrame extends JFrame {
    // 设置图片位置
    private static final String imagePath = "stone-maze/src/image/";
    // 准备一个数组，用户存储数字色块的行列位置：4行4列
    private int[][] imageData = {
            {1, 2, 3, 4},
            {5, 6, 7, 8},
            {9, 10, 11, 12},
            {13, 14, 15, 0}
    };

    public MainFrame() {
        // 1、调用一个初始化方法：初始化窗口大小等信息。
        initFrame();
        // 2、初始化界面：展示数字色块。
        initImage();
        // 3、初始化系统菜单：点击弹出菜单信息是系统退出，重启游戏。
        initMenu();

        // 设置窗口可见
        this.setVisible(true);
    }

    private void initMenu() {
        JMenuBar menuBar = new JMenuBar(); // 创建一个菜单栏
        JMenu menu = new JMenu("系统");
        JMenuItem exitJi = new JMenuItem("退出");
        menu.add(exitJi); // 添加子菜单
        exitJi.addActionListener(e -> { // 添加点击事件
            // 退出游戏
            dispose();
        });
        JMenuItem restartJi = new JMenuItem("重启");
        menu.add(restartJi);
        restartJi.addActionListener(e -> { // 添加点击事件
            // 重启游戏
        });
        menuBar.add(menu); // 添加到菜单栏中
        this.setJMenuBar(menuBar);
    }

    private void initImage() {
        // 1、展示一个行列矩阵的图片色块依次铺满窗口（4 * 4）
        for (int i = 0; i < imageData.length; i++) { // 遍历行
            for (int j = 0; j < imageData[i].length; j++) { // 遍历列
                // 拿到图片的名称
                String imageName = imageData[i][j] + ".png";
                // 2、创建一个JLabel对象，设置图片给他展示。
                JLabel label = new JLabel();
                // 3、设置图片到label对象中去。
                label.setIcon(new ImageIcon(imagePath + imageName));
                // 4、设置数字色块的位置
                label.setBounds(25 + j * 100, 60 + i * 100, 100, 100);
                // 5、把这个图片展示到窗口中
                this.add(label);
            }
        }

        // 设置窗口的背景图片
        JLabel background = new JLabel(new ImageIcon(imagePath + "background.png"));
        background.setBounds(0, 0, 450, 484);
        this.add(background);
    }

    private void initFrame() {
        // 设置窗口标题
        this.setTitle("石子迷宫 V 1.0");
        // 设置窗口大小
        this.setSize(465, 575);
        // 设置窗口关闭方式
        this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        // 设置窗口的居中显示
        this.setLocationRelativeTo(null);
        // 设置布局方式为绝对位置定位
        this.setLayout(null);
    }
}

2、打乱顺序

∙ \bullet ∙打乱界面的图片顺序，让游戏具备可玩性：使用方法如下

打乱二维数组中的元素顺序：initRandomArray();

完成代码如下：

private void initRandomArray() {
        // 1、打乱数组
        for (int i = 0; i < imageData.length; i++) { // 遍历行
            for (int j = 0; j < imageData[i].length; j++) { // 遍历列
                // 随机两个行列位置，让这两个位置交换。
                int i1 = (int)(Math.random() * imageData.length);
                int j1 = (int)(Math.random() * imageData.length);

                int i2 = (int)(Math.random() * imageData.length);
                int j2 = (int)(Math.random() * imageData.length);

                int temp = imageData[i1][j1];
                imageData[i1][j1] = imageData[i2][j2];
                imageData[i2][j2] = temp;
            }
        }
    }

3、控制上下左右移动

∙ \bullet ∙给窗口绑定上下左右按键事件

∙ \bullet ∙控制位置的交换
–定位当前空白色块的位置。
–根据用户点击的方位确定交换哪个数据，到数组中交换。

∙ \bullet ∙重新绘制主界面的内容
–让主界面按照二维数组的最新内容刷新界面

public enum Direction {
    UP, DOWN, LEFT, RIGHT;
}

完成代码如下：

package com.itheima;

import javax.swing.*;
import java.awt.event.KeyAdapter;
import java.awt.event.KeyEvent;

// 自定义窗口类，创建对象，展示一个主窗口。
public class MainFrame extends JFrame {
    // 设置图片位置
    private static final String imagePath = "stone-maze/src/image/";
    // 准备一个数组，用户存储数字色块的行列位置：4行4列
    private int[][] imageData = {
            {1, 2, 3, 4},
            {5, 6, 7, 8},
            {9, 10, 11, 12},
            {13, 14, 15, 0}
    };

    // 定义两个整数变量记录当前空白色块的位置。
    private int row; // 当前空白色块的行位置
    private int col; // 当前空白色块的列位置

    public MainFrame() {
        // 1、调用一个初始化方法：初始化窗口大小等信息。
        initFrame();
        // 4、打乱数组色块的顺序，再提示图片
        initRandomArray();
        // 2、初始化界面：展示数字色块。
        initImage();
        // 3、初始化系统菜单：点击弹出菜单信息是系统退出，重启游戏。
        initMenu();
        // 5、给当前窗口绑定上下左右按键事件。
        initKeyPressEvent();
        // 设置窗口可见
        this.setVisible(true);
    }

    private void initKeyPressEvent() {
        // 给当前窗口绑定上下左右按键事件。
        this.addKeyListener(new KeyAdapter() {
            @Override
            public void keyPressed(KeyEvent e) {
                // 判断当前按键的编号
                int keyCode = e.getKeyCode();
                // 判断按键编号，上下左右
                switch (keyCode) {
                    case KeyEvent.VK_UP:
                        switchAndMove(Direction.UP);
                        // 用户按下上键，把图片上移。
                        break;
                    case KeyEvent.VK_DOWN:
                        switchAndMove(Direction.DOWN);
                        // 用户按下下键，把图片下移。
                        break;
                    case KeyEvent.VK_LEFT:
                        switchAndMove(Direction.LEFT);
                        // 用户按下左键，把图片左移。
                        break;
                    case KeyEvent.VK_RIGHT:
                        switchAndMove(Direction.RIGHT);
                        // 用户按下右键，把图片右移。
                        break;
                }
            }
        });
    }

    // 控制数据交换和图片移动
    private void switchAndMove(Direction r) {
        // 判断图片的方向，再控制图片移动。
        switch (r) {
            case UP:
                // 上交换的条件是行必须 < 3，然后才开始交换。
                if (row < imageData.length - 1) {
                    // 当前空白色块位置：rol  col
                    // 需要被交换的位置：row + 1  col
                    int temp = imageData[row][col];
                    imageData[row][col] = imageData[row + 1][col];
                    imageData[row + 1][col] = temp;
                    // 更新当前空白色块的位置。
                    row++;
                }
                break;
            case DOWN:
                if (row > 0) {
                    // 当前空白色块位置：row  col
                    // 需要被交换的位置：row - 1  col
                    int temp = imageData[row][col];
                    imageData[row][col] = imageData[row - 1][col];
                    imageData[row - 1][col] = temp;
                    // 更新当前空白色块的位置。
                    row--;
                }
                break;
            case LEFT:
                // 左交换的条件是列必须 < 3，然后才开始交换。
                if (col < imageData.length - 1) {
                    // 当前空白色块位置：row  col
                    // 需要被交换的位置：row  col + 1
                    int temp = imageData[row][col];
                    imageData[row][col] = imageData[row][col + 1];
                    imageData[row][col + 1] = temp;
                    // 更新当前空白色块的位置。
                    col++;
                }
                break;
            case RIGHT:
                if (col > 0) {
                    int temp = imageData[row][col];
                    imageData[row][col] = imageData[row][col - 1];
                    imageData[row][col - 1] = temp;
                    col--;
                }
                break;
        }
        // 重新刷新界面！！！
        initImage();
    }

    private void initRandomArray() {
        // 1、打乱数组
        for (int i = 0; i < imageData.length; i++) { // 遍历行
            for (int j = 0; j < imageData[i].length; j++) { // 遍历列
                // 随机两个行列位置，让这两个位置交换。
                int i1 = (int)(Math.random() * imageData.length);
                int j1 = (int)(Math.random() * imageData.length);

                int i2 = (int)(Math.random() * imageData.length);
                int j2 = (int)(Math.random() * imageData.length);

                int temp = imageData[i1][j1];
                imageData[i1][j1] = imageData[i2][j2];
                imageData[i2][j2] = temp;
            }
        }

        // 定义空白色块的位置。
        // 去二维数组中遍历每个数据，只要发现这个数据等于0，这个位置就是当前空白色块的位置。
        OUT:
        for (int i = 0; i < imageData.length; i++) { // 遍历行
            for (int j = 0; j < imageData[i].length; j++) { // 遍历列
                if (imageData[i][j] == 0) {
                    // 定位空白色块的位置
                    row = i;
                    col = j;
                    break OUT; // 跳出两个for循环
                }
            }
        }

    }

    private void initMenu() {
        JMenuBar menuBar = new JMenuBar(); // 创建一个菜单栏
        JMenu menu = new JMenu("系统");
        JMenuItem exitJi = new JMenuItem("退出");
        menu.add(exitJi); // 添加子菜单
        exitJi.addActionListener(e -> { // 添加点击事件
            // 退出游戏
            dispose();
        });
        JMenuItem restartJi = new JMenuItem("重启");
        menu.add(restartJi);
        restartJi.addActionListener(e -> { // 添加点击事件
            // 重启游戏
        });
        menuBar.add(menu); // 添加到菜单栏中
        this.setJMenuBar(menuBar);
    }

    private void initImage() {
        // 先清空窗口上的全部图层
        this.getContentPane().removeAll();

        // 1、展示一个行列矩阵的图片色块依次铺满窗口（4 * 4）
        for (int i = 0; i < imageData.length; i++) { // 遍历行
            for (int j = 0; j < imageData[i].length; j++) { // 遍历列
                // 拿到图片的名称
                String imageName = imageData[i][j] + ".png";
                // 2、创建一个JLabel对象，设置图片给他展示。
                JLabel label = new JLabel();
                // 3、设置图片到label对象中去。
                label.setIcon(new ImageIcon(imagePath + imageName));
                // 4、设置数字色块的位置
                label.setBounds(20 + j * 100, 60 + i * 100, 100, 100);
                // 5、把这个图片展示到窗口中
                this.add(label);
            }
        }

        // 设置窗口的背景图片
        JLabel background = new JLabel(new ImageIcon(imagePath + "background.png"));
        background.setBounds(0, 0, 450, 484);
        this.add(background);

        // 刷新新图层，重新绘制窗口
        this.repaint();
    }

    private void initFrame() {
        // 设置窗口标题
        this.setTitle("石子迷宫 V 1.0");
        // 设置窗口大小
        this.setSize(463, 543);
        // 设置窗口关闭方式
        this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        // 设置窗口的居中显示
        this.setLocationRelativeTo(null);
        // 设置布局方式为绝对位置定位
        this.setLayout(null);
    }
}

4、判断是否通关

∙ \bullet ∙用户每操作一步，需要立即判断是否已经通关，如果通过，需要显示胜利的标记。
在这里插入图片描述

完成代码如下：

package com.itheima;

import javax.swing.*;
import java.awt.event.KeyAdapter;
import java.awt.event.KeyEvent;

// 自定义窗口类，创建对象，展示一个主窗口。
public class MainFrame extends JFrame {
    // 设置图片位置
    private static final String imagePath = "stone-maze/src/image/";
    // 准备一个数组，用户存储数字色块的行列位置：4行4列
    private int[][] imageData = {
            {1, 2, 3, 4},
            {5, 6, 7, 8},
            {9, 10, 11, 12},
            {13, 14, 15, 0}
    };

    // 定义一个二维数组，用于存储最终游戏成功的数据顺序
    private int[][] winData = new int[][] {
            {1, 2, 3, 4},
            {5, 6, 7, 8},
            {9, 10, 11, 12},
            {13, 14, 15, 0}
    };

    // 定义两个整数变量记录当前空白色块的位置。
    private int row; // 当前空白色块的行位置
    private int col; // 当前空白色块的列位置

    public MainFrame() {
        // 1、调用一个初始化方法：初始化窗口大小等信息。
        initFrame();
        // 4、打乱数组色块的顺序，再提示图片
        initRandomArray();
        // 2、初始化界面：展示数字色块。
        initImage();
        // 3、初始化系统菜单：点击弹出菜单信息是系统退出，重启游戏。
        initMenu();
        // 5、给当前窗口绑定上下左右按键事件。
        initKeyPressEvent();
        // 设置窗口可见
        this.setVisible(true);
    }

    private void initKeyPressEvent() {
        // 给当前窗口绑定上下左右按键事件。
        this.addKeyListener(new KeyAdapter() {
            @Override
            public void keyPressed(KeyEvent e) {
                // 判断当前按键的编号
                int keyCode = e.getKeyCode();
                // 判断按键编号，上下左右
                switch (keyCode) {
                    case KeyEvent.VK_UP:
                        switchAndMove(Direction.UP);
                        // 用户按下上键，把图片上移。
                        break;
                    case KeyEvent.VK_DOWN:
                        switchAndMove(Direction.DOWN);
                        // 用户按下下键，把图片下移。
                        break;
                    case KeyEvent.VK_LEFT:
                        switchAndMove(Direction.LEFT);
                        // 用户按下左键，把图片左移。
                        break;
                    case KeyEvent.VK_RIGHT:
                        switchAndMove(Direction.RIGHT);
                        // 用户按下右键，把图片右移。
                        break;
                }
            }
        });
    }

    // 控制数据交换和图片移动
    private void switchAndMove(Direction r) {
        // 判断图片的方向，再控制图片移动。
        switch (r) {
            case UP:
                // 上交换的条件是行必须 < 3，然后才开始交换。
                if (row < imageData.length - 1) {
                    // 当前空白色块位置：rol  col
                    // 需要被交换的位置：row + 1  col
                    int temp = imageData[row][col];
                    imageData[row][col] = imageData[row + 1][col];
                    imageData[row + 1][col] = temp;
                    // 更新当前空白色块的位置。
                    row++;
                }
                break;
            case DOWN:
                if (row > 0) {
                    // 当前空白色块位置：row  col
                    // 需要被交换的位置：row - 1  col
                    int temp = imageData[row][col];
                    imageData[row][col] = imageData[row - 1][col];
                    imageData[row - 1][col] = temp;
                    // 更新当前空白色块的位置。
                    row--;
                }
                break;
            case LEFT:
                // 左交换的条件是列必须 < 3，然后才开始交换。
                if (col < imageData.length - 1) {
                    // 当前空白色块位置：row  col
                    // 需要被交换的位置：row  col + 1
                    int temp = imageData[row][col];
                    imageData[row][col] = imageData[row][col + 1];
                    imageData[row][col + 1] = temp;
                    // 更新当前空白色块的位置。
                    col++;
                }
                break;
            case RIGHT:
                if (col > 0) {
                    int temp = imageData[row][col];
                    imageData[row][col] = imageData[row][col - 1];
                    imageData[row][col - 1] = temp;
                    col--;
                }
                break;
        }
        // 重新刷新界面！！！
        initImage();
    }

    private void initRandomArray() {
        // 1、打乱数组
        for (int i = 0; i < imageData.length; i++) { // 遍历行
            for (int j = 0; j < imageData[i].length; j++) { // 遍历列
                // 随机两个行列位置，让这两个位置交换。
                int i1 = (int)(Math.random() * imageData.length);
                int j1 = (int)(Math.random() * imageData.length);

                int i2 = (int)(Math.random() * imageData.length);
                int j2 = (int)(Math.random() * imageData.length);

                int temp = imageData[i1][j1];
                imageData[i1][j1] = imageData[i2][j2];
                imageData[i2][j2] = temp;
            }
        }

        // 定义空白色块的位置。
        // 去二维数组中遍历每个数据，只要发现这个数据等于0，这个位置就是当前空白色块的位置。
        OUT:
        for (int i = 0; i < imageData.length; i++) { // 遍历行
            for (int j = 0; j < imageData[i].length; j++) { // 遍历列
                if (imageData[i][j] == 0) {
                    // 定位空白色块的位置
                    row = i;
                    col = j;
                    break OUT; // 跳出两个for循环
                }
            }
        }

    }

    private void initMenu() {
        JMenuBar menuBar = new JMenuBar(); // 创建一个菜单栏
        JMenu menu = new JMenu("系统");
        JMenuItem exitJi = new JMenuItem("退出");
        menu.add(exitJi); // 添加子菜单
        exitJi.addActionListener(e -> { // 添加点击事件
            // 退出游戏
            dispose();
        });
        JMenuItem restartJi = new JMenuItem("重启");
        menu.add(restartJi);
        restartJi.addActionListener(e -> { // 添加点击事件
            // 重启游戏
        });
        menuBar.add(menu); // 添加到菜单栏中
        this.setJMenuBar(menuBar);
    }

    private void initImage() {
        // 先清空窗口上的全部图层
        this.getContentPane().removeAll();

        // 判断是否赢了
        if (isWin()) {
            // 展示胜利的图片
            JLabel label = new JLabel(new ImageIcon(imagePath + "win.png"));
            label.setBounds(124, 230, 266, 88);
            this.add(label);
        }

        // 1、展示一个行列矩阵的图片色块依次铺满窗口（4 * 4）
        for (int i = 0; i < imageData.length; i++) { // 遍历行
            for (int j = 0; j < imageData[i].length; j++) { // 遍历列
                // 拿到图片的名称
                String imageName = imageData[i][j] + ".png";
                // 2、创建一个JLabel对象，设置图片给他展示。
                JLabel label = new JLabel();
                // 3、设置图片到label对象中去。
                label.setIcon(new ImageIcon(imagePath + imageName));
                // 4、设置数字色块的位置
                label.setBounds(20 + j * 100, 60 + i * 100, 100, 100);
                // 5、把这个图片展示到窗口中
                this.add(label);
            }
        }

        // 设置窗口的背景图片
        JLabel background = new JLabel(new ImageIcon(imagePath + "background.png"));
        background.setBounds(0, 0, 450, 484);
        this.add(background);

        // 刷新新图层，重新绘制窗口
        this.repaint();
    }

    private boolean isWin() {
        // 判断是否赢了
        for (int i = 0; i < imageData.length; i++) { // 遍历行
            for (int j = 0; j < imageData[i].length; j++) { // 遍历列
                // 判断当前遍历到的数据是否和winData中的数据是否一致
                if (imageData[i][j] != winData[i][j]) {
                    // 如果不一致，则返回false
                    return false;
                }
            }
        }
        // 如果一致，则返回true，则显示胜利的图片
        return true;
    }

    private void initFrame() {
        // 设置窗口标题
        this.setTitle("石子迷宫 V 1.0");
        // 设置窗口大小
        this.setSize(463, 543);
        // 设置窗口关闭方式
        this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        // 设置窗口的居中显示
        this.setLocationRelativeTo(null);
        // 设置布局方式为绝对位置定位
        this.setLayout(null);
    }
}

5、统计移动步骤，重启游戏

∙ \bullet ∙每成功移动一步，都需要累加一次步数
∙ \bullet ∙定义一个变量用于累加步数，并实时展示到界面上

6、拓展问题

∙ \bullet ∙数字华容道的乱序操作，并不是可以随意打乱的，必须满足一定的算法去打乱顺序，这样才是有解的，才能让玩家恢复到有序。有没有简单的算法???在这里插入图片描述

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