本文主要是介绍【记录与感想】CS61b-21sp project0(2048游戏),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
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
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;}
运行效果
写在最后
本项目是我在上大学以来严格来说接触到的第一个项目,在此之前在编程上的学习大多都是语法与算法,集中在算法题上,一道题几十行最多百来行的代码。在真正结束落地项目后才能更真切地感受到,算法是项目中的一个个高性能片段,除算法之外项目还有许许多多的组成部分。
同时,学习CS61B这门课程也培养了我相当的自学能力和独立解决问题的能力,很多问题在国内外的论坛或技术博客中很难找到立竿见影的解决方法,往往需要自己去摸索。
我碰到过的问题如下:
- intellij idea的环境配置问题,甚至intellij都卸载重装了好几次
- GitHub仓库同步课程仓库,以及拉取代码到本地
- git版本控制的操作
- 提交作业到Gradescope的autograder
- 做homework、lab和project遇到的问题
- 运用步入、步进、步出、junit来调试程序
可以说,学习这门课程的过程就是一个逐渐解决问题的过程,也是一个不断碰壁的过程,经过这些才能变得更坚韧。同时也认识到国内外的大学计算机教育的差距,我就读于上海的一所211大学,大一就一门专业课,还是c++语言入门课,老师上课的方式也是上课讲ppt,课下做线上OJ。
像CS61B这样顶尖的课程,它不仅仅能教会学生怎么写代码,更多的还有如何使用各种工具,如github、git等,以及完善的项目评测机,不会出现一个期末大作业,老师就看word报告的情况。
计算机学习没有止境,我们一同前行!
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