JAVA程序设计:一篇文章教你完整写出贪吃蛇小游戏_贪吃蛇java的设计与实现

1 运行展示

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2 设计思路

        设计一个贪吃蛇游戏，我们应当遵循了一系列步骤来确保游戏的基本功能：蛇的移动、吃苹果、游戏结束判断、以及重新开始游戏。以下是设计思路的分步总结.

        1. 初始化游戏界面

• 使用Swing组件：利用JFrame和JPanel创建游戏窗口和绘图面板。
• 设置游戏参数：定义蛇的大小、游戏区域的大小、苹果的位置等参数。
• 初始化游戏状态：设置蛇的初始长度、位置、移动方向等。

        2. 游戏逻辑实现

• 蛇的移动：通过数组记录蛇身体每一部分的位置，并在每次移动时更新这些位置。
• 吃苹果：检测蛇头和苹果的位置，若重合则增加蛇的长度，并重新放置苹果。
• 碰撞检测：检查蛇头是否触碰到边界或自身，若是，则游戏结束。

        3. 绘制游戏界面

• 重写paintComponent方法：使用Graphics对象绘制蛇、苹果和游戏结束时的提示信息。
• 使用计时器：javax.swing.Timer用于控制游戏的更新频率，每个时间间隔都会重绘界面并更新游戏状态。

        4. 控制游戏

• 键盘监听：实现KeyListener接口，根据用户的按键输入改变蛇的移动方向。
• 暂停功能：通过监听特定的按键（如P键）来实现游戏的暂停和继续。

        5. 重新开始游戏

• 添加按钮：在游戏面板中添加一个重新开始的按钮。
• 事件监听：为按钮添加ActionListener，在游戏结束时显示按钮，并在点击时重置游戏状态。

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3 技术列举

使用到的Java概念

• 面向对象编程：通过类和对象来模拟游戏中的实体（如蛇、苹果）和行为（如移动、吃苹果）。
• 事件驱动编程：使用事件监听器来响应用户的输入（键盘事件）和交互（按钮点击事件）。
• 图形用户界面（GUI）：使用Java Swing库来创建和管理窗口、按钮、绘图等GUI组件。
• 多线程和并发：使用计时器（Timer）来控制游戏逻辑的周期性执行，这涉及到Java的并发编程。

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4 核心功能实现思路

          在贪吃蛇游戏中，最主要的两个功能是蛇的移动和游戏状态的管理（包括吃苹果和碰撞检测）。这两个功能是游戏运行的核心，决定了游戏的基本玩法和用户体验。

        1. 蛇的移动

       蛇的移动是贪吃蛇游戏的基础。玩家通过控制蛇的移动来吃苹果，游戏的乐趣和挑战性主要来自于如何控制蛇的移动路径和速度。

实现思路：

• 数据结构：使用两个数组分别存储蛇身体每一部分的x和y坐标。蛇头是数组的第一个元素，蛇尾是最后一个元素。
• 移动逻辑：在每个时间间隔，根据蛇的当前移动方向更新蛇头的位置，然后让蛇身体的每一部分移动到前一部分的位置，实现蛇的整体移动。
• 方向控制：通过监听键盘事件，允许玩家改变蛇的移动方向，但不能让蛇直接反向移动。

        2. 游戏状态的管理

        游戏状态的管理决定了游戏的进程和结束条件。它包括检测蛇是否吃到苹果以增长身体，以及蛇是否撞到自己或游戏边界导致游戏结束。

实现思路：

• 吃苹果：
  • 检测碰撞：在蛇移动后，检查蛇头的位置是否与苹果的位置重合。如果是，表示蛇吃到了苹果。
  • 增长蛇身：增加蛇的长度，并在游戏区域内随机生成一个新的苹果位置。
• 碰撞检测：
  • 边界检测：检查蛇头是否移动出游戏区域的边界。如果是，游戏结束。
  • 自身碰撞检测：检查蛇头是否与蛇身的其他部分位置重合。如果是，同样游戏结束。
• 游戏结束处理：当游戏结束时，停止游戏循环，可能显示游戏结束的信息，并提供重新开始游戏的选项。

        这两个功能的实现是构建一个可玩的贪吃蛇游戏的关键。它们不仅涉及到游戏的基本逻辑和用户交互，还需要考虑如何在界面上有效地反映游戏状态的变化，提供流畅和有趣的游戏体验。

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5 核心功能代码实现

        1. 蛇的移动

private void move() {
        for (int z = dots; z > 0; z--) {
            x[z] = x[(z - 1)];
            y[z] = y[(z - 1)];
        }
 
        if (leftDirection) {
            x[0] -= DOT_SIZE;
        }
 
        if (rightDirection) {
            x[0] += DOT_SIZE;
        }
 
        if (upDirection) {
            y[0] -= DOT_SIZE;
        }
 
        if (downDirection) {
            y[0] += DOT_SIZE;
        }
    }

        2. 游戏状态的管理

                 1 吃苹果方法

private void checkApple() {
    if ((x[0] == apple_x) && (y[0] == apple_y)) {
        dots++;
        locateApple();
    }
}

                2 碰撞检测方法

private void checkCollision() {
    for (int z = dots; z > 0; z--) {
        if ((z > 4) && (x[0] == x[z]) && (y[0] == y[z])) {
            inGame = false;
        }
    }
 
    if (y[0] >= HEIGHT) {
        inGame = false;
    }
 
    if (y[0] < 0) {
        inGame = false;
    }
 
    if (x[0] >= WIDTH) {
        inGame = false;
    }
 
    if (x[0] < 0) {
        inGame = false;
    }
 
    if (!inGame) {
        timer.stop();
    }
}

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6 全部代码实现

import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.awt.event.KeyEvent;
import java.awt.event.KeyListener;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Random;
 
public class SnakeGame extends JPanel implements KeyListener, ActionListener {
 
    private final int WIDTH = 300;
    private final int HEIGHT = 300;
    private final int DOT_SIZE = 10;
    private final int ALL_DOTS = 900;
    private final int RANDOM_POSITION = 29;
    private final int DELAY = 140;
    private final int x[] = new int[ALL_DOTS];
    private final int y[] = new int[ALL_DOTS];
    // 在SnakeGame类中添加
    private JButton restartButton;
    private int dots;
    private int apple_x;
    private int apple_y;
 
    private boolean leftDirection = false;
    private boolean rightDirection = true;
    private boolean upDirection = false;
    private boolean downDirection = false;
    private boolean inGame = true;
    private boolean paused = false;
 
    private Timer timer;
    private Random random;
 
    private ArrayList<Integer> highScores = new ArrayList<>();
 
    public SnakeGame() {
        initBoard();
    }
 
    private void initBoard() {
        restartButton = new JButton("Restart");
        restartButton.setBounds(WIDTH / 2 - 50, HEIGHT / 2, 100, 30);
        restartButton.addActionListener(this);
        restartButton.setFocusable(false);
        restartButton.setVisible(false); // 初始时不显示按钮
        this.add(restartButton);
        addKeyListener(this);
        setBackground(Color.black);
        setFocusable(true);
        setPreferredSize(new Dimension(WIDTH, HEIGHT));
        initGame();
    }
 
    private void initGame() {
        dots = 3;
        for (int z = 0; z < dots; z++) {
            x[z] = 50 - z * 10;
            y[z] = 50;
        }
        locateApple();
        timer = new Timer(DELAY, this);
        timer.start();
    }
 
    private void restartGame() {
        dots = 3;
        for (int z = 0; z < dots; z++) {
            x[z] = 50 - z * 10;
            y[z] = 50;
        }
        rightDirection = true;
        leftDirection = false;
        upDirection = false;
        downDirection = false;
        inGame = true;
        restartButton.setVisible(false); // 重置游戏时隐藏按钮
        timer.start(); // 重新开始计时
        locateApple(); // 重新放置苹果
    }
 
    public void paintComponent(Graphics g) {
        super.paintComponent(g);
        doDrawing(g);
    }
 
    private void doDrawing(Graphics g) {
        if (inGame) {
            g.setColor(Color.red);
            g.fillOval(apple_x, apple_y, DOT_SIZE, DOT_SIZE);
 
            for (int z = 0; z < dots; z++) {
                if (z == 0) {
                    g.setColor(Color.green);
                    g.fillRect(x[z], y[z], DOT_SIZE, DOT_SIZE);
                } else {
                    g.setColor(new Color(45, 180, 0));
                    g.fillRect(x[z], y[z], DOT_SIZE, DOT_SIZE);
                }
            }
            Toolkit.getDefaultToolkit().sync();
        } else {
            gameOver(g);
        }
    }
 
    private void gameOver(Graphics g) {
        String msg = "Game Over";
        Font small = new Font("Helvetica", Font.BOLD, 14);
        FontMetrics metr = getFontMetrics(small);
 
        g.setColor(Color.white);
        g.setFont(small);
        g.drawString(msg, (WIDTH - metr.stringWidth(msg)) / 2, HEIGHT / 2);
 
        checkHighScore();
        displayHighScores(g);
        restartButton.setVisible(true); // 显示重新开始按钮
    }
 
    private void checkHighScore() {
        highScores.add(dots);
        Collections.sort(highScores, Collections.reverseOrder());
 
        while (highScores.size() > 3) {
            highScores.remove(highScores.size() - 1);
        }
    }
 
    private void displayHighScores(Graphics g) {
        g.drawString("High Scores:", 100, HEIGHT / 2 + 50);
        for (int i = 0; i < highScores.size(); i++) {
            g.drawString((i + 1) + ". " + highScores.get(i), 100, HEIGHT / 2 + 65 + i * 15);
        }
    }
 
    private void checkApple() {
        if ((x[0] == apple_x) && (y[0] == apple_y)) {
            dots++;
            locateApple();
        }
    }
 
    private void move() {
        for (int z = dots; z > 0; z--) {
            x[z] = x[(z - 1)];
            y[z] = y[(z - 1)];
        }
 
        if (leftDirection) {
            x[0] -= DOT_SIZE;
        }
 
        if (rightDirection) {
            x[0] += DOT_SIZE;
        }
 
        if (upDirection) {
            y[0] -= DOT_SIZE;
        }
 
        if (downDirection) {
            y[0] += DOT_SIZE;
        }
    }
 
    private void checkCollision() {
        for (int z = dots; z > 0; z--) {
            if ((z > 4) && (x[0] == x[z]) && (y[0] == y[z])) {
                inGame = false;
            }
        }
 
        if (y[0] >= HEIGHT) {
            inGame = false;
        }
 
        if (y[0] < 0) {
            inGame = false;
        }
 
        if (x[0] >= WIDTH) {
            inGame = false;
        }
 
        if (x[0] < 0) {
            inGame = false;
        }
 
        if (!inGame) {
            timer.stop();
        }
    }
 
    private void locateApple() {
        int r = (int) (Math.random() * RANDOM_POSITION);
        apple_x = ((r * DOT_SIZE));
 
        r = (int) (Math.random() * RANDOM_POSITION);
        apple_y = ((r * DOT_SIZE));
    }
 
    @Override
    public void actionPerformed(ActionEvent e) {
        if (inGame) {
            checkApple();
            checkCollision();
            move();
        } else if (e.getSource() == restartButton) {
            restartGame();
        }
        repaint();
    }
 
    @Override
    public void keyPressed(KeyEvent e) {
        int key = e.getKeyCode();
 
        if ((key == KeyEvent.VK_LEFT) && (!rightDirection)) {
            leftDirection = true;
            upDirection = false;
            downDirection = false;
        }
 
        if ((key == KeyEvent.VK_RIGHT) && (!leftDirection)) {
            rightDirection = true;
            upDirection = false;
            downDirection = false;
        }
 
        if ((key == KeyEvent.VK_UP) && (!downDirection)) {
            upDirection = true;
            rightDirection = false;
            leftDirection = false;
        }
 
        if ((key == KeyEvent.VK_DOWN) && (!upDirection)) {
            downDirection = true;
            rightDirection = false;
            leftDirection = false;
        }
 
        if (key == KeyEvent.VK_P) {
            paused = !paused;
            if (paused) {
                timer.stop();
            } else {
                timer.start();
            }
        }
    }
 
    @Override
    public void keyReleased(KeyEvent e) {
    }
 
    @Override
    public void keyTyped(KeyEvent e) {
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        SwingUtilities.invokeLater(() -> {
            JFrame frame = new JFrame("Snake Game");
            frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
            frame.add(new SnakeGame());
            frame.pack();
            frame.setResizable(false);
            frame.setVisible(true);
            frame.setLocationRelativeTo(null);
        });
    }
}
 

7 总结

        本文提供了一个贪吃蛇游戏的完整Java实现，包括游戏设计思路、关键功能的实现方法、以及完整的代码。游戏使用Java Swing库构建图形用户界面，通过面向对象编程、事件驱动编程、图形用户界面（GUI）设计、以及多线程和并发控制，实现了一个基本但功能完整的贪吃蛇游戏。游戏的核心功能包括蛇的移动、吃苹果、碰撞检测、游戏状态管理、以及游戏的重新开始功能。