Java语言程序设计基础篇_编程练习题***18.33 (游戏:骑士旅途的动画)

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***18.33 (游戏:骑士旅途的动画)

习题思路

代码示例

动画演示

***18.33 (游戏:骑士旅途的动画)

  为骑士旅途的问题编写一个程序，该程序应该允许用户将骑士放到任何一个起始正方形，并单击Solve按钮，用动画展示骑士沿着路径的移动，如图18-16所示

  • 习题思路

  1. 初始化棋盘和骑士位置

    1. Board类：这个内部类继承自Pane，用于绘制棋盘和骑士。棋盘通过绘制水平和垂直线来创建，而骑士则通过红色圆圈表示。
    2. draw方法：此方法用于绘制棋盘和骑士。首先清除所有子节点，然后绘制棋盘网格和初始骑士位置（红色圆圈）。骑士有两个圆圈表示：theKnight（静态位置）和movingKnight（用于动画的移动位置）。
    3. startX和startY：这两个变量用于记录骑士的起始位置。初始时，它们被设置为(0, 0)，即棋盘的左上角。但用户可以通过点击棋盘上的任意格子来改变这些值。

  2. 点击事件处理

    1. 当用户在棋盘上点击时，Board类中的setOnMouseClicked事件处理器会被触发。
    2. 事件处理器计算点击位置对应的格子索引（startX和startY），这是通过将鼠标点击的坐标除以每个格子的大小（棋盘宽度/SIZE或棋盘高度/SIZE）并取整来实现的。
    3. 随后，重置moves列表，即骑士的移动历史，为新的求解过程做准备。

  3. 求解按钮点击事件

    1. 当用户点击“Solve”按钮时，会触发一个事件处理器，该处理器执行以下步骤：
    2. 初始化棋盘状态：创建一个boolean[][] moves数组来跟踪哪些格子已被访问。将起始位置标记为已访问。
    3. 重置和添加起始移动：调用resetMoves()和addMove(startX, startY)来重置移动历史并添加起始位置到历史中。
    4. 递归求解：调用solvePuzzle(moves, 1, startX, startY)开始递归求解过程。该方法尝试从当前位置出发，找到所有可能的下一步，并评估哪一步能导致最少的未访问格子数（通过lookAheadCount方法）。然后，它选择最优的下一步，并递归地尝试解决剩余的问题。
    5. 动画展示：如果找到解决方案，draw方法会被再次调用以更新棋盘上的骑士位置（尽管在这个实现中，movingKnight并未在动画中实际移动），然后调用playAnimation方法来展示骑士的移动路径。

  4. 动画展示

    1. playAnimation方法：此方法使用SequentialTransition和PathTransition来创建动画，展示骑士沿着求解路径移动的过程。对于moves列表中的每一对相邻点，它创建一个PathTransition，该过渡使一个红色圆圈沿着两点之间的直线移动。所有这些过渡被添加到一个SequentialTransition中，以便按顺序播放。

  • 代码示例

编程练习题18_33TheKnightJourney.java

package chapter_18;  import java.util.ArrayList;
import javafx.animation.PathTransition;
import javafx.animation.SequentialTransition;
import javafx.application.Application;
import javafx.geometry.Point2D;
import javafx.geometry.Pos;  
import javafx.scene.Scene;  
import javafx.scene.control.Button;  
import javafx.scene.layout.BorderPane;  
import javafx.scene.layout.Pane;  
import javafx.scene.paint.Color;  
import javafx.scene.shape.Circle;
import javafx.scene.shape.Line;
import javafx.stage.Stage;
import javafx.util.Duration;  public class 编程练习题18_33TheKnightJourney extends Application {private static final int SIZE = 8;private int startX = 0;private int startY = 0;private ArrayList<Point2D> moves = null;private ArrayList<Line> pathList;public static void main(String[] args) {  Application.launch(args);  }  @Override  public void start(Stage primaryStage) throws Exception {pathList = new ArrayList<Line>();BorderPane pane = new BorderPane();Board board = new Board();pane.setCenter(board);Button btSolve = new Button("Solve");pane.setBottom(btSolve);BorderPane.setAlignment(btSolve, Pos.CENTER);Scene scene = new Scene(pane,400,400);primaryStage.setTitle("编程练习题18_33TheKnightJourney");primaryStage.setScene(scene);primaryStage.show();board.draw();btSolve.setOnAction(e -> {boolean[][] moves = new boolean[SIZE][SIZE];moves[startX][startY] = true;resetMoves();addMove(startX,startY);solvePuzzle(moves,1,startX,startY);board.draw();board.playAnimation(pathList);});}private boolean solvePuzzle(boolean[][] moves,int numberMoves,int x,int y) {int nextX = 0;int nextY = 0;int bestMoveX = 0;int bestMoveY = 0;int bestMoveX2 = 0;int bestMoveY2 = 0;int minMoveCount = SIZE;int moveCount = 0;for(int i = 2;i >= -2;i += -4) {for(int j = 1;j >= -1;j += -2) {nextX = x + i;nextY = y + j;if(nextX >= 0&&nextX <= SIZE-1&&nextY >= 0&&nextY <= SIZE-1&&!moves[nextX][nextY]) {moveCount = lookAheadCount(moves,nextX,nextY);if(moveCount <= minMoveCount) {minMoveCount = moveCount;bestMoveX2 = bestMoveX;bestMoveY2 = bestMoveY;bestMoveX = nextX;bestMoveY = nextY;}}nextX = x + j;nextY = y + i;if(nextX >= 0&&nextX <= SIZE-1&&nextY >= 0&&nextY <= SIZE-1&&!moves[nextX][nextY]) {moveCount = lookAheadCount(moves,nextX,nextY);if(moveCount <= minMoveCount) {minMoveCount = moveCount;bestMoveX2 = bestMoveX;bestMoveY2 = bestMoveY;bestMoveX = nextX;bestMoveY = nextY;}}}}moves[bestMoveX][bestMoveY] = true;addMove(bestMoveX,bestMoveY);numberMoves++;if(numberMoves == (SIZE * SIZE))return true;if(moveCount > 0&&solvePuzzle(moves, numberMoves, bestMoveX, bestMoveY))return true;moves[bestMoveX][bestMoveY] = false;moves[bestMoveX2][bestMoveY2] = true;removeLastMoveHistory();addMove(bestMoveX2,bestMoveY2);if(moveCount > 1&&solvePuzzle(moves, numberMoves, bestMoveX2, bestMoveY2)) {return true;}moves[bestMoveX2][bestMoveY2] = false;removeLastMoveHistory();numberMoves--;return false;}private int lookAheadCount(boolean[][] moves,int x,int y) {int maxCount = 0;for(int i = -2;i<=2;i+=4) {for(int j = -1;j <= 1;j += 2) {int nextX = x + i;int nextY = y + j;if(nextX >= 0&&nextX <= SIZE-1&&nextY >=0 && nextY <= SIZE-1&&!moves[nextX][nextY]) {maxCount++;}nextX = x + j;nextY = y + i;if(nextX >= 0&&nextX <= SIZE-1&&nextY >= 0&&nextY <= SIZE-1&&!moves[nextX][nextY])maxCount++;}}return maxCount;}public void resetMoves() {moves = new ArrayList(63);}public void addMove(int x,int y) {moves.add(new Point2D(x, y));}public void removeLastMoveHistory() {moves.remove(moves.size()-1);}private class Board extends Pane{Circle theKnight = new Circle();Circle movingKnight = new Circle();Board(){this.setOnMouseClicked(e ->{startX = (int)(e.getX()/(getWidth()/SIZE));startY = (int)(e.getY()/(getHeight()/SIZE));resetMoves();draw();});}protected void draw() {this.getChildren().clear();this.getChildren().add(theKnight);theKnight.setCenterX(startX * getWidth()/SIZE +15);theKnight.setCenterY(startY * getHeight()/SIZE + 15);theKnight.setRadius(5);theKnight.setFill(Color.RED);movingKnight.setCenterX(startX * getWidth()/SIZE +15);movingKnight.setCenterY(startY * getHeight()/SIZE + 15);movingKnight.setRadius(5);movingKnight.setFill(Color.RED);this.getChildren().add(movingKnight);for(int i = 1;i <= SIZE;i++) {this.getChildren().add(new Line(0,i*getHeight()/SIZE,getWidth(),i*getHeight()/SIZE));			                     this.getChildren().add(new Line(i*getWidth()/SIZE,0,i*getWidth()/SIZE,getHeight()));}if(moves != null) {for(int i = 1;i < moves.size();i++) {Point2D p1 = moves.get(i - 1);Point2D p2 = moves.get(i);Line line = new Line(p1.getX()*(getWidth()/SIZE)+(getWidth()/SIZE/2),p1.getY()*(getHeight()/SIZE)+(getHeight()/SIZE/2),p2.getX()*(getWidth()/SIZE)+(getWidth()/SIZE/2),p2.getY()*(getHeight()/SIZE)+(getHeight()/SIZE/2));pathList.add(line);}}}private void playAnimation(ArrayList<Line> lines) {int i = 0;SequentialTransition sequentialTransition = new  SequentialTransition();Circle c;c = new Circle(5);c.setFill(Color.RED);getChildren().add(c);for(Line l: lines) {PathTransition transition = new PathTransition(Duration.seconds(1), l, c);transition.setOnFinished(e->{if(i<lines.size()-2) {getChildren().add(l);}});sequentialTransition.getChildren().add(transition);}sequentialTransition.play();}}
}

  • 动画演示

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