【记录与感想】CS61b-21sp project0（2048游戏）

项目概述

本项目是cs61b课程开课以来的第一个项目，游戏本身非常简单。它在 4×4 的方格网格上进行，每个方格可以是空的，也可以包含一个带有整数（大于或等于 2 的 2 的幂）的图块。在第一步之前，应用程序会将一个包含 2 或 4 的图块添加到最初为空的棋盘上的随机方格中。选择 2 或 4 是随机的，选择 2 的概率为 75%，选择 4 的概率为 25%。

然后玩家通过箭头键选择一个方向来倾斜棋盘：北、南、东或西。所有方块都朝那个方向滑动，直到运动方向上没有空隙（一开始可能没有）。一个方块可能会与另一个方块合并，从而为玩家赢得积分。

在这个项目中，您将构建这款游戏的核心逻辑。也就是说，我们已经整合了所有 GUI 代码、处理按键和大量其他框架。 您的工作将是完成最重要和最有趣的部分。

具体来说，您将填写 Model.java 文件中的 4 个方法，这些方法控制用户按下某些按键后发生的情况。

三个函数（易）

要求我们实现三个测试函数emptySpaceExists(Board b)、maxTileExists(Board b)、atLeastOneMoveExists(Board b)，难度不大，跟随作者的思路就能够按部就班地写下来，用时1.5h
其中第三个函数的实现要求判断上下左右能否移动，我使用的是二维数组来存（之前打竞赛有些基础），更加简洁易懂一些。

/** Returns true if at least one space on the Board is empty.*  Empty spaces are stored as null.* */public static boolean emptySpaceExists(Board b) {// TODO: Fill in this function.boolean judge = false;for(int i = 0; i < 4; i++){for(int j = 0; j < 4; j++){if(b.tile(i,j) == null){judge = true;break;}}}return judge;}

/*** Returns true if any tile is equal to the maximum valid value.* Maximum valid value is given by MAX_PIECE. Note that* given a Tile object t, we get its value with t.value().*/public static boolean maxTileExists(Board b) {// TODO: Fill in this function.boolean judge = false;for(int i = 0; i < 4; i++){for(int j = 0; j < 4; j++){if(b.tile(i,j) != null){if(b.tile(i,j).value() == MAX_PIECE){judge = true;break;}}}}return judge;}

/*** Returns true if there are any valid moves on the board.* There are two ways that there can be valid moves:* 1. There is at least one empty space on the board.* 2. There are two adjacent tiles with the same value.*/public static boolean atLeastOneMoveExists(Board b) {// TODO: Fill in this function.boolean judge = false;if(emptySpaceExists(b)){return true;}int [][] directions = {{-1,0}, {1,0}, {0,-1}, {0,1}};	//二维数组代表方向for(int i = 0; i < 4; i++){for(int j = 0; j < 4; j++){for(int t = 0; t < 4; t++){int newRow = i + directions[t][0];int newColumn = j + directions[t][1];if(borderJudge(newRow) && borderJudge(newColumn)){if(b.tile(i,j).value() == b.tile(newRow,newColumn).value())return true;}}}}return judge;}

核心函数（难）

难点一：与直觉相反

以往做的算法题以及线性代数中，从上到下的 i 是逐渐增大的过程，一般是从 i = 0开始，但是在该项目中，方阵的起点是左下角，这也就意味着第四行的下标 i = 0，在仔细研究给出的实例和Google表单测验后才恍然领悟

难点二：不兼容问题

在看到youtube上实例视频的评论后得知，照抄Josh Hug教授的代码但无法运行的原因是，win11英文语言和中文语言的箭头代表参数不同。
例如：向上箭头在英文系统中就是 “↑” ，然而在中文的windows系统中却是 “向上箭头”
如果不在GUISource.java文件中修改，项目将不能运行

public String getKey() {	//修改的函数String command = _source.readKey();switch (command) {case "向上箭头" :command = "Up";break;case "向右箭头" :command = "Right";break;case "向下箭头" :command = "Down";break;case "向左箭头" :command = "Left";break;default :break;}

难点三：核心逻辑的编写（以north为主，其他方向类比即可）

①当运动方向上的三个相邻的图块具有相同的值时，则运动方向上的前两个图块会合并，而后一个图块则不会合并

如一列元素是 (2, 2, 2, 0)^(T),当按下 ↑ 后，应该显示的是 (4, 2, 0, 0)^(T)，而不是 (2, 4, 0, 0)^(T) ，因此在程序中的 i 和 j 都是从3到0（从上到下）进行循环。

②合并后的图块不会在该格子处再次合并。因此，每次移动时，每个图块最多只能成为一次合并的一部分（可能为零）

如一列元素是 (2, 2, 2, 2)^(T)，当按下 ↑ 后，应该显示的是 (4, 4, 0, 0)^(T)，而不是 (8, 0, 0, 0)^(T)，这就需要我们运用一个boolean类型的book数组，用于记录在本次操作中该格子是否已经合并过。

同时我们可以将每一列都看作是单独的一部分，因此没有必要开一个二维book，只需要在循环 i 时更新[ ]book即可。

③除north外的其他三个方向的类比

一开始的思路是想读取键盘的输入，找了一圈没有发现对应的函数，后想在接受键盘输入的play( )函数中插入自己的一段代码，用于将参数同步到正在写的tilt( )函数中。后来忽然发现，tilt( )函数传的参数是Side side，虽然project的指引中没说，但我敏锐地感觉到这就是要用的参数。经尝试，验证了我的猜想。

④核心逻辑的编写

见下图，系本人手写的思路概要请添加图片描述

实现代码

public boolean tilt(Side side) {boolean changed;changed = false;// TODO: Modify this.board (and perhaps this.score) to account// for the tilt to the Side SIDE. If the board changed, set the// changed local variable to true.//向侧面倾斜。如果棋盘发生变化，则将改变的局部变量设置为 trueif(side == Side.EAST){board.setViewingPerspective(Side.EAST);}if(side == Side.SOUTH){board.setViewingPerspective(Side.SOUTH);}if(side == Side.WEST){board.setViewingPerspective(Side.WEST);}for(int i = 3; i >= 0; i--){   //不考虑行boolean []book=new boolean[4];for(int j = 3; j >= 0; j--){   //只考虑单列if(board.tile(i,j) != null && j != 3){int j2 = j + 1;Tile t = board.tile(i, j);while(j2 < 3 && board.tile(i, j2) == null){j2++;}if(j2 == 3 && board.tile(i, j2) == null) {   //上面全是0board.move(i, 3, t);changed = true;}else if(t.value() == board.tile(i, j2).value()){   //上面最近的一个相等if(!book[j2]) {board.move(i, j2, t);book[j2] = true;score += 2 * t.value();}else{board.move(i,j2-1,t);}changed = true;}else if(j2 != j){ //上面最近的一个不等 + 不挨着，要是挨着直接没变化board.move(i, j2 - 1, t);changed = true;}}}}board.setViewingPerspective(Side.NORTH);checkGameOver();if (changed) {setChanged();}return changed;}