怎么用Java實現貪吃蛇大作戰小游戲

本篇內容介紹了“怎么用Java實現貪吃蛇大作戰小游戲”的有關知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領大家學習一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細閱讀，能夠學有所成！

1.開發環境及游戲展示

貪吃蛇大作戰在設計與實驗的過程中需要在Window 10系統中進行，并使用開發工具IntelliJ IDEA Community Edition 2020.3.2（jdk-15）完成代碼的編寫、編譯、調試、測試等工作。程序需要的組件如貪吃蛇的蛇頭、蛇身及背景圖片等均使用圖像軟件Adobe Photoshop 2020制作。

1.1 游戲主界面

1.2 移動界面

1.3 獎勵界面

1.游戲達到50分：

2.游戲達到100分：

1.4 F加速功能界面

按下F時，速度提高到100。

1.5 死亡界面

2.需求分析

貪吃蛇游戲是一個小型益智游戲，可用于人們日常的休閑、娛樂等場景。本次游戲設計涉及一維數組、Swing中的常用組件、GUI中的事件處理（事件監聽器、鍵盤監聽器）、類的封裝與繼承、static靜態變量、包裝類、隨機數等方面的知識。

具體需求概要如下：

1.初始化界面為800×800大小，且游戲界面應保持在屏幕中央，窗口應有“貪吃蛇”字樣；

2.游戲界面應有必要的提示文字,提示游戲的得分和蛇的當前速度。開始界面應有操作提示文字（輕按空格游戲以開始/暫停游戲、按住F以加速），文字顏色應美觀；

3.在程序中初始化蛇的位置（靠近面板左側）、蛇的方向（默認向右）、蛇的長度（默認為3），并初始化食物的位置；

4.游戲的開始與暫停的實現：通過空格鍵控制游戲的開始與暫停；

5.蛇移動功能的實現：用W、S、A、D或↑、↓、←、→控制蛇的運動方向為上、下、左、右進行游戲;

6.當蛇頭接觸活動外圍時：蛇頭接觸界面最右（左）端則從對稱的左（右）端出現，以此類推，當蛇頭接觸界面最上（下）端則從對稱的下（上）端出現；

7.蛇吃食物的功能的實現：游戲過程中，蛇頭觸碰到食物時，即為吃食物。此時蛇的長度應加1，速度應增加10，得分增加10，并刷新食物的位置（隨機位置）；

8.蛇加速功能的實現：當按住“F”鍵時，蛇加速運動，速度值達到100；當松開“F”鍵時，蛇恢復至默認速度10；

9.蛇的死亡判定：當蛇頭觸碰到蛇身時，蛇死亡，游戲結束，界面靠近中央提示：“你的小蛇已經死亡，按下空格重新開始！”；

10.游戲的獎勵機制的實現：當得分為10時，游戲提示“Good！”字樣；當得分為50時，游戲提示“Good！！！”字樣；當得分為100時，游戲提示“Perfect！！！”字樣；當得分達到200時，則游戲提示“無人能擋！！！”的字樣；以上提示字樣均位于蛇頭；

基本操作表如下：

3.系統設計

3.1 系統總體功能設計

此貪吃蛇程序大方向上包含貪吃蛇的移動功能、貪吃蛇的主動加速功能、游戲規則判斷功能、主界面控制功能、貪吃蛇吃食物功能。其中貪吃蛇的移動功能中包含移動方向的按鍵控制以及貪吃蛇的自動移動；游戲規則判斷功能包括蛇的死亡判斷、游戲開始與暫停判斷以及越界規則；主界面控制功能包含蛇的初始化以及食物的初始化；貪吃蛇吃食物功能包括蛇身增長、蛇速度增加、積分增加和食物刷新位置。具體功能結構圖如下：

3.2 系統總體流程設計

開始進入貪吃蛇程序時首先判斷是否按下空格鍵，如果按下空格鍵則游戲開始。游戲開始后判斷是否有按鍵輸入，若有按鍵輸入則根據按鍵設置改變蛇的移動方向或者進行加速操作；若沒有按鍵操作則蛇繼續保持原方向運動。在蛇運動過程中判斷蛇是否吃到食物，若吃到食物則游戲得分加10，蛇的移動速度也相應增加；不管是否吃到食物都進行蛇是否死亡的判斷，若死亡則游戲結束；若蛇沒有死亡則繼續判斷是否有空格輸入，若有則游戲暫停，反之則繼續判斷按鍵，根據按鍵改變蛇的運動狀態，繼續游戲，直到蛇死亡，游戲結束。

4.功能設計

4.1 貪吃蛇移動及加速功能設計

貪吃蛇的移動功能主要依賴于選擇語句和鍵盤監聽器來實現，用W、S、A、D或↑、↓、←、→控制蛇的運動方向為上、下、左、右進行游戲。當按下F鍵時，蛇加速運動。

4.2 貪吃蛇吃食物加速及死亡判定功能的設計

在貪吃蛇吃食物以及死亡判定的過程中，使用到了以下參數：

• Timer類的一個參數：int 類型的time，程序中調用timer.setDelay(time)方法更改定時器的參數（time越小，蛇運動越快）；

• 記錄蛇死亡與否的參數:boolean 類型的isDied（true則蛇死，false則蛇活），默認為false；

• 蛇的長度:int 類型的length（初始為3）；

• 積分參數：int 類型的score（初始為0），程序中通過循環控制每吃一次食物加10分；

• 蛇頭的坐標：int類型的snakeX[0]與snakeY[0]，分別儲存蛇頭的橫縱坐標；

• 蛇身的坐標：int[] 類型的snakeX[i]和snakeY[i],分別儲存每一節蛇身的橫縱坐標（i≠0）；

• 食物的坐標：int 類型的foodX，foodY，分別儲存食物的橫縱坐標，foodX與foodY均為使用Random類中的nextInt（）方法產生的隨機數，故食物的坐標是隨機的。

以下使用上述參數時便不再贅述。

4.2.1 貪吃蛇吃食物加速功能的設計

當蛇頭的坐標snakeX[0]與snakeY[0]分別與食物的坐標foodX，foodY相等時，得分score增加10，蛇身長度length加1，Timer參數time減10，從而完成蛇吃到食物后的加分，蛇身加長及加速功能。該功能的流程設計圖如下：

4.2.2 貪吃蛇死亡判定功能的設計

當貪吃蛇吃到自己的時候蛇死亡，即蛇頭坐標snakeX[0]與snakeY[0]分別與蛇身坐標snakeX[i]和snakeY[i]相等時，即蛇死亡。此時isDied=！isDied。

4.3 貪吃蛇主動加速功能的設計

貪吃蛇的主動加速功能即在游戲過程中按住F鍵，蛇的移動速度加快，若按住后松開，則蛇的速度恢復默認值。這主要通過GUI中的鍵盤監聽器來實現，實現了鍵盤監聽器的兩個方法，keyPressed（）與keyReleased（）分別監聽按下F鍵的操作和松開F鍵的操作。其次用到了參數time，程序中改變time的值通過調用timer.setDelay(time)方法（timer為Timer類的一個對象）從而改變定時器的頻率，達到蛇速度加快的效果。

4.4 貪吃蛇獎勵機制功能的設計

貪吃蛇獎勵機制功能主要使用了選擇結構以及通過paintComponent(Graphics g)方法中的畫筆工具來實現。當游戲達到一定的得分時，程序會調用畫筆工具中的g.drawString(“XXX”,snakeX[0],snakeY[0])方法，在蛇頭位置繪制出提示文字。

5.項目結構與項目實現

5.1 項目結構及類間關系

5.2 項目完整源碼

5.2.1 Images類

該類為靜態類，主要存儲貪吃蛇組件的圖片對象。

package snakegame;

import javax.swing.*;
import java.net.URL;

//Images類用于封裝圖片路徑以及獲取圖片（使用靜態對象便于用類名直接訪問）
public class Images {
    //將圖片的路徑封裝成一個對象
    public static URL bodyURL=Images.class.getResource("/snake_images/body.jpg");
    public static URL backURL=Images.class.getResource("/snake_images/back.jpg");
    public static URL snakeDownURL=Images.class.getResource("/snake_images/snakeDown.jpg");
    public static URL snakeLeftURL=Images.class.getResource("/snake_images/snakeLeft.jpg");
    public static URL snakeRightURL=Images.class.getResource("/snake_images/snakeRight.jpg");
    public static URL snakeUpURL=Images.class.getResource("/snake_images/snakeUp.png");
    public static URL foodURL=Images.class.getResource("/snake_images/food.jpg");
    //將圖片封裝為程序中的對象
    public static ImageIcon bodyImg=new ImageIcon(bodyURL);
    public static ImageIcon backImg=new ImageIcon(backURL);
    public static ImageIcon snakeDownImg=new ImageIcon(snakeDownURL);
    public static ImageIcon snakeUpImg=new ImageIcon(snakeUpURL);
    public static ImageIcon snakeRightImg=new ImageIcon(snakeRightURL);
    public static ImageIcon snakeLeftImg=new ImageIcon(snakeLeftURL);
    public static ImageIcon foodImg=new ImageIcon(foodURL);
}

5.2.2 HighestScore

該類實現歷史最高分功能。

package snakegame;

import org.w3c.dom.Text;

import java.io.*;

//該類用于給游戲添加歷史最高分功能
public class HighestScore {
    static int score = 0;//最高分的存儲

    public void highest() throws IOException {
        //得分為最高分時存儲
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(String.valueOf(Text.class.getResourceAsStream("貪吃蛇大作戰/score.txt"))));
        if (GamePanel.score > score) {
            score = GamePanel.score;
            String s1 = String.valueOf(score);
            bos.write(s1.getBytes());
        }
        bos.close();
    }

    //用于游戲開始時從文件讀取最高分的值
    public void readHighest() throws IOException {
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(String.valueOf(Text.class.getResourceAsStream("貪吃蛇大作戰/score.txt"))));
        byte[] bys = new byte[1024];
        int len;
        while ((len = bis.read(bys)) != -1) {
            System.out.print(new String(bys, 0, len));//測試用
            String s2 = new String(bys, 0, len);
            score = Integer.valueOf(s2);
        }
        bis.close();
    }
}

5.2.3 GamePanel類

該類用于繪制貪吃蛇游戲面板，以及實現游戲具體邏輯功能。

package snakegame;

import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.awt.event.KeyAdapter;
import java.awt.event.KeyEvent;
import java.io.IOException;
import java.util.Random;

//貪吃蛇游戲面板的繪制
public class GamePanel extends JPanel {
    Timer timer;
    int time=100;
    static int score;//記錄游戲分數
    //蛇屬性部分
    boolean isDied;
    int length;//設置蛇長
    String direction;//蛇頭朝向
    //分別儲存蛇身的X，Y坐標
    int[] snakeX=new int[300];
    int[] snakeY=new int[300];
    //判斷游戲是否開始
    boolean isStart=false;
    int foodX,foodY;//食物的X，Y坐標
    //貪吃蛇初始化方法
    public void init(){
        length=3;
        snakeX[0]=175;
        snakeY[0]=275;
        snakeX[1]=150;
        snakeY[1]=275;
        snakeX[2]=125;
        snakeY[2]=275;
        foodX=300;
        foodY=400;
        score=0;
        isDied=false;//蛇默認狀態為活著
        direction="R";//U,D,L,R分別表示蛇頭朝向上，下，左，右
    }

    //構造方法
    public GamePanel() throws IOException {
        init();

        if(GamePanel.score>HighestScore.score){
            new HighestScore().highest();
        }
        //焦點定位到當前面板
        this.setFocusable(true);
        //監聽器的實現部分
        this.addKeyListener(new KeyAdapter() {
            @Override
            public void keyPressed(KeyEvent e) {
                super.keyPressed(e);
                int keyCode = e.getKeyCode();
                //按下空格以開始游戲，以及方向鍵的控制
                if (keyCode == KeyEvent.VK_SPACE) {
                    if(isDied){
                        init();
                    }else {
                        isStart = !isStart;
                        repaint();//重繪
                    }
                } else if (keyCode == KeyEvent.VK_UP || keyCode == KeyEvent.VK_W) {
                    direction = "U";
                } else if (keyCode == KeyEvent.VK_DOWN || keyCode == KeyEvent.VK_S) {
                    direction = "D";
                } else if (keyCode == KeyEvent.VK_LEFT || keyCode == KeyEvent.VK_A) {
                    direction = "L";
                } else if (keyCode == KeyEvent.VK_RIGHT || keyCode == KeyEvent.VK_D) {
                    direction = "R";
                }
            }
        });
        //貪吃蛇加速功能的實現
        this.addKeyListener(new KeyAdapter() {
            @Override
            public void keyPressed(KeyEvent e) {
                int keyCode=e.getKeyCode();
                if(keyCode==KeyEvent.VK_F){
                    time=10;
                    timer.setDelay(time);//按下F時加速
                }
            }

            @Override
            public void keyReleased(KeyEvent e) {
                int keyCode=e.getKeyCode();
                if(keyCode==KeyEvent.VK_F){
                    time=100;
                    timer.setDelay(time);//松開F鍵減速恢復默認速度
                }
            }
        });
        //對定時器進行初始化，并實現監聽器
            timer = new Timer(time, new ActionListener() {
                @Override
                public void actionPerformed(ActionEvent e) {
                    //當游戲處于開始狀態且蛇活著時蛇活動，且后一節身子到前一節身子的位置上（每一節身子為25乘25像素）
                    if (isStart && isDied == false) {
                        //蛇身運動部分
                        for (int i = length - 1; i > 0; i--) {
                            snakeX[i] = snakeX[i - 1];
                            snakeY[i] = snakeY[i - 1];
                        }
                        //蛇頭運動部分
                        if ("D".equals(direction)) {
                            snakeY[0] += 25;
                        }
                        if ("U".equals(direction)) {
                            snakeY[0] -= 25;
                        }
                        if ("L".equals(direction)) {
                            snakeX[0] -= 25;
                        }
                        if ("R".equals(direction)) {
                            snakeX[0] += 25;
                        }
                        //防止超出邊界
                        if (snakeX[0] > 750) {
                            snakeX[0] = 25;
                        }
                        if (snakeX[0] < 25) {
                            snakeX[0] = 750;
                        }
                        if (snakeY[0] < 100) {
                            snakeY[0] = 725;
                        }
                        if (snakeY[0] > 725) {
                            snakeY[0] = 100;
                        }
                        //吃食物的動作,吃食物加10分且蛇身變長,蛇的速度提升10
                        if ((snakeX[0] == foodX && snakeY[0] == foodY)) {
                            length++;//蛇身長度加1
                            foodX = (new Random().nextInt(30) + 1) * 25;//隨機生成X坐標[25,750]
                            foodY = (new Random().nextInt(26) + 4) * 25;//隨機生成Y坐標[100,725]
                            score += 10;//吃一次食物積分加10
                            try {
                                new HighestScore().highest();
                            } catch (IOException ioException) {
                                ioException.printStackTrace();
                            }
                            if(time>10)
                                timer.setDelay(time-=10);//吃一次食物速度增加10
                        }
                        //蛇的死亡機制判定
                        for (int i = 1; i < length; i++) {
                            if (snakeX[0] == snakeX[i] && snakeY[0] == snakeY[i]) {
                                isDied = !isDied;
                            }
                        }
                        repaint();
                    }
                }
            });
            timer.start();//定時器啟動
    }

    //繪制面板部分
    @Override
    protected void paintComponent(Graphics g) {
        super.paintComponent(g);
        //填充背景顏色
        this.setBackground(new Color(164, 219, 246));
        //繪制初始蛇頭的圖片（默認右方朝向）
        Images.backImg.paintIcon(this,g,10,10);
        //調整畫筆的顏色并繪制一個矩形面板
        g.setColor(new Color(219,226,219));
        g.fillRect(10,70,770,685);
        //蛇頭的繪制;上下左右不同情況
        if("L".equals(direction)){
            Images.snakeLeftImg.paintIcon(this,g,snakeX[0],snakeY[0]);
        }
        if("R".equals(direction)){
            Images.snakeRightImg.paintIcon(this,g,snakeX[0],snakeY[0]);
        }
        if("U".equals(direction)){
            Images.snakeUpImg.paintIcon(this,g,snakeX[0],snakeY[0]);
        }
        if("D".equals(direction)){
            Images.snakeDownImg.paintIcon(this,g,snakeX[0],snakeY[0]);
        }
        //蛇身的繪制
        for(int i=1;i<length;i++) {
            Images.bodyImg.paintIcon(this, g, snakeX[i], snakeY[i]);
        }
        //食物繪制
       Images.foodImg.paintIcon(this,g,foodX,foodY);
        //游戲的文字提示語
        if(!isStart&&!isDied){
            g.setColor(new Color(12, 191, 222));
            g.setFont(new Font("楷體",Font.BOLD,40));
            g.drawString("輕按空格以開始/暫停游戲！",150,330);
            g.setColor(new Color(246, 2, 31));
            g.setFont(new Font("宋體",Font.CENTER_BASELINE,30));
            g.drawString("按住F以加速",300,380);
        }
        //游戲的得分顯示
        g.setColor(new Color(248, 4, 74));
        g.setFont(new Font("楷體",Font.BOLD,30));
        g.drawString("得分:"+score,420,90);
        //游戲的最高分展示模塊
        try {
            new HighestScore().readHighest();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        g.setColor(new Color(183, 25, 238));
        g.setFont(new Font("楷體",Font.BOLD,30));
        g.drawString("歷史最高分:"+HighestScore.score,10,90);
        //蛇的速度提示
        g.setColor(new Color(248, 136, 36));
        g.setFont(new Font("楷體",Font.BOLD,30));
        g.drawString("當前速度:"+String.valueOf(110-time),550,90);
        //游戲的獎勵鼓勵機制
        if(score==10){
            g.setColor(new Color(127, 232, 20));
            g.setFont(new Font("微軟雅黑",Font.BOLD,50));
            g.drawString("Good!",snakeX[0],snakeY[0]);
        }
        else if(score==50){
            g.setColor(new Color(17, 231, 250));
            g.setFont(new Font("微軟雅黑",Font.BOLD,50));
            g.drawString("Good!!!",snakeX[0],snakeY[0]);
        }else if(score==100){
            g.setColor(new Color(248, 196, 6));
            g.setFont(new Font("微軟雅黑",Font.BOLD,50));
            g.drawString("Perfect!!!",snakeX[0],snakeY[0]);
        }else if(score==200){
            g.setColor(new Color(248, 245, 26));
            g.setFont(new Font("微軟雅黑",Font.BOLD,50));
            g.drawString("無人能擋!!!",snakeX[0],snakeY[0]);
        }
        //小蛇死亡時面板的繪制
        if(isDied){
            g.setColor(new Color(6, 115, 248));
            g.setFont(new Font("微軟雅黑",Font.BOLD,30));
            g.drawString("你的小蛇已經死亡，按下空格重新開始！",170,330);
        }
    }
}

5.2.4 Start類

頁面的總體布局與程序的入口。

package snakegame;

import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.io.IOException;

//貪吃蛇總體界面布局以及程序的主方法
public class Start {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        JFrame jf=new JFrame("貪吃蛇");
        //獲取屏幕的大小，并使用數據使窗口位置居中
        int width= Toolkit.getDefaultToolkit().getScreenSize().width;
        int height= Toolkit.getDefaultToolkit().getScreenSize().height;
        jf.setBounds((width-800)/2,(height-800)/2,800,800);
        jf.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        jf.setResizable(false);//設置窗口大小不能更改
        //添加GamePanel面板
        GamePanel panel=new GamePanel();
        jf.add(panel);
        jf.setVisible(true);
    }
}

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