中国象棋打谱系统Java语言毕业设计内附详细的Java程序.docx
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中国象棋打谱系统Java语言毕业设计内附详细的Java程序
1.绪论
1.1引言
象棋水平的发展是需要靠信息技术来推动的，国际象棋有两个很好的范例，一个是象棋棋谱编辑和对弈程序的公共平台——WinBoard平台，另一个是商业的国际象棋数据库和对弈软件——ChessBase，他们为国际象棋爱好者和研究者提供了极大的便利。
国际象棋软件有着成功的商业运作，已发展成一种产业。
然而，电脑在中国象棋上的运用还刚刚起步，尽管国内涌现出一大批中国象棋的专业网站和专业软件，但是由于缺乏必要的基础工作，电脑技术在中国象棋上的应用优势还无法体现出来。
在设计中国象棋软件过程中，国际象棋软件有很多值得借鉴的成功经验和优秀的思想。
例如B.Moreland，微软（Microsoft）的程序设计师，业余从事国际象棋引擎Ferret的开发，他的一系列关于国际象棋程序设计的文章非常值得其他棋类程序设计人员借鉴。
然而，中国象棋与国际象棋存在着很大的差异，因此国际象棋的某些成熟技术，无法直接应用于中国象棋，需要对其加以改进和创新。
1.2主要设计内容
本课题采用Java语言编写这个中国象棋对弈系统程序。
主要工作内容：
搜集相关资料，准备参考资料，学习掌握开发方法、开发工具，需求分析，确定游戏程序实施方案，根据要求设计具体的流程图，编写程序，修改、完善程序，系统调试、测试，优化处理。
2.开发工具简介
2.1java语言概述
Java是由SunMicrosystems公司于1995年5月推出的Java程序设计语言和Java平台的总称。
用Java实现的HotJava浏览器（支持Javaapplet）显示了Java的魅力：
跨平台、动感的Web、Internet计算。
从此，Java被广泛接受并推动了Web的迅速发展，常用的浏览器现在均支持Javaapplet。
另一方面，Java技术也不断更新。
Java平台由Java虚拟机（JavaVirtualMachine）和Java应用编程接口（ApplicationProgrammingInterface、简称API）构成。
Java应用编程接口为Java应用提供了一个独立于操作系统的标准接口，可分为基本部分和扩展部分。
在硬件或操作系统平台上安装一个Java平台之后，Java应用程序就可运行。
现在Java平台已经嵌入了几乎所有的操作系统。
这样Java程序可以只编译一次，就可以在各种系统中运行。
Java应用编程接口已经从1.1x版发展到1.2版。
目前常用的Java平台基于Java1.4，最近版本为Java1.6。
2.2java语言的特点
Java语言是一个支持网络计算的面向对象程序设计语言。
Java语言吸收了Smalltalk语言和C++语言的优点，并增加了其它特性，如支持并发程序设计、网络通信、和多媒体数据控制等。
主要特性如下：
1.Java语言是简单的。
Java语言的语法与C语言和C++语言很接近，使得大多数程序员很容易学习和使用Java。
另一方面，Java丢弃了C++中很少使用的、很难理解的、令人迷惑的那些特性，如操作符重载、多继承、自动的强制类型转换。
特别地，Java语言不使用指针，并提供了自动的废料收集，使得程序员不必为内存管理而担忧。
2.Java语言是一个面向对象的。
Java语言提供类、接口和继承等原语，为了简单起见，只支持类之间的单继承，但支持接口之间的多继承，并支持类与接口之间的实现机制（关键字为implements）。
Java语言全面支持动态绑定，而C++语言只对虚函数使用动态绑定。
总之，Java语言是一个纯的面向对象程序设计语言。
3.Java语言是分布式的。
Java语言支持Internet应用的开发，在基本的Java应用编程接口中有一个网络应用编程接口（），它提供了用于网络应用编程的类库，包括URL、URLConnection、Socket、ServerSocket等。
Java的RMI（远程方法激活）机制也是开发分布式应用的重要手段。
4.Java语言是健壮的。
Java的强类型机制、异常处理、废料的自动收集等是Java程序健壮性的重要保证。
对指针的丢弃是Java的明智选择。
Java的安全检查机制使得Java更具健壮性。
5.Java语言是安全的。
Java通常被用在网络环境中，为此，Java提供了一个安全机制以防恶意代码的攻击。
除了Java语言具有的许多安全特性以外，Java对通过网络下载的类具有一个安全防范机制（类ClassLoader），如分配不同的名字空间以防替代本地的同名类、字节代码检查，并提供安全管理机制（类SecurityManager）让Java应用设置安全哨兵。
6.Java语言是体系结构中立的。
Java程序（后缀为java的文件）在Java平台上被编译为体系结构中立的字节码格式（后缀为class的文件）,然后可以在实现这个Java平台的任何系统中运行。
这种途径适合于异构的网络环境和软件的分发。
7.Java语言是可移植的。
这种可移植性来源于体系结构中立性，另外，Java还严格规定了各个基本数据类型的长度。
Java系统本身也具有很强的可移植性，Java编译器是用Java实现的，Java的运行环境是用ANSIC实现的。
8.Java语言是解释型的。
如前所述，Java程序在Java平台上被编译为字节码格式，然后可以在实现这个Java平台的任何系统中运行。
在运行时，Java平台中的Java解释器对这些字节码进行解释执行，执行过程中需要的类在联接阶段被载入到运行环境中。
9.Java是高性能的。
与那些解释型的高级脚本语言相比，Java的确是高性能的。
事实上，Java的运行速度随着JIT（Just-In-Time）编译器技术的发展越来越接近于C++。
10.Java语言是多线程的。
在Java语言中，线程是一种特殊的对象，它必须由Thread类或其子（孙）类来创建。
通常有两种方法来创建线程：
其一，使用型构为Thread（Runnable）的构造子将一个实现了Runnable接口的对象包装成一个线程，其二，从Thread类派生出子类并重写run方法，使用该子类创建的对象即为线程。
值得注意的是Thread类已经实现了Runnable接口，因此，任何一个线程均有它的run方法，而run方法中包含了线程所要运行的代码。
线程的活动由一组方法来控制。
Java语言支持多个线程的同时执行，并提供多线程之间的同步机制（关键字为synchronized）。
11.Java语言是动态的。
Java语言的设计目标之一是适应于动态变化的环境。
Java程序需要的类能动态地被载入到运行环境，也可以通过网络来载入所需要的类。
这也有利于软件的升级。
另外，Java中的类有一个运行时刻的表示，能进行运行时刻的类型检查。
Java语言的优良特性使得Java应用具有无比的健壮性和可靠性，这也减少了应用系统的维护费用。
Java对对象技术的全面支持和Java平台内嵌的API能缩短应用系统的开发时间并降低成本。
Java的编译一次，到处可运行的特性使得它能够提供一个随处可用的开放结构和在多平台之间传递信息的低成本方式。
特别是Java企业应用编程接口（JavaEnterpriseAPIs）为企业计算及电子商务应用系统提供了有关技术和丰富的类库。
2.3关于ECLIPSE
Eclipse是一个开放源代码的、基于Java的可扩展开发平台。
就其本身而言，它只是一个框架和一组服务，用于通过插件组件构建开发环境。
幸运的是，Eclipse附带了一个标准的插件集，包括Java开发工具（JavaDevelopmentTools，JDT）。
虽然大多数用户很乐于将Eclipse当作JavaIDE来使用，但Eclipse的目标不仅限于此。
Eclipse还包括插件开发环境（Plug-inDevelopmentEnvironment，PDE），这个组件主要针对希望扩展Eclipse的软件开发人员，因为它允许他们构建与Eclipse环境无缝集成的工具。
由于Eclipse中的每样东西都是插件，对于给Eclipse提供插件，以及给用户提供一致和统一的集成开发环境而言，所有工具开发人员都具有同等的发挥场所。
这种平等和一致性并不仅限于Java开发工具。
尽管Eclipse是使用Java语言开发的，但它的用途并不限于Java语言；例如，支持诸如C/C++、COBOL和Eiffel等编程语言的插件已经可用，或预计会推出。
Eclipse框架还可用来作为与软件开发无关的其他应用程序类型的基础，比如内容管理系统。
Eclipse是一个开放源代码的、基于Java的可扩展开发平台。
就其本身而言，它只是一个框架和一组服务，用于通过插件组件构建开发环境。
3.程序设计需求分析
3.1任务概述
用java实现具有一定功能的中国象棋对弈软件，主要功能如下：
a.象棋对弈：
红方先走，然后黑方再走，红黑交替，直到一方获胜。
b.新游戏：
任何时候可以重新开始一盘新的对弈。
c.悔棋：
当走错棋的时候可以悔棋。
d.信息提示：
提示当前信息状态。
e.简单的帮助文档：
象棋规则介绍、软件的简单介绍和编制说明。
3.2综合要求
1.硬件配置
CPU：
≥Pentium41.6G
内存：
≥512MB
硬盘剩余空间：
≥2GB
2.软件环境
操作系统：
MicrosoftWindowsXP
安装Sun公司的Java运行环境JRE1.5，安装Java开发工具包（JDK1.5）及ECLIPSE
3.3设计基本要求
1．中国象棋是双方在由9条和10条横线分割而成的棋盘对弈。
竖线与横线的交叉点称做棋点，每个棋子都放置在棋点上，而不是方格中。
河界将棋盘分为两个等分=份，没一边都有一个由9个点组成的区域“将”，“帅”，“士”只能在“九宫”内移动，并且“将”，“帅”，的每一步只可以水平或垂直移动一个棋点。
士：
“士”只能在“九宫”内移动，并且每一步只可以沿对角线方向移动一个棋点。
象；一步必须沿对角线方向走两个棋点。
但它既不能过河，也不能跳过或穿越障碍，即象征走的过程不能被“别眼”。
马：
每一步只可以水平或垂直移动一个棋点。
但它必须沿对角线方向，向左或向右移动，中国象棋的马不能跳过障碍，即在走的过程不能被“别腿”。
车：
可以沿水平或垂直方向移动任意个无障碍的点。
炮：
行走规则和车很类似，但它必须跳过一个棋子来吃掉对方的一个棋子。
被跳过的棋子被称为桥或者屏风。
兵：
过河前每步只能向前移动一个棋点。
过河后，它便增加了向左右移动的能力。
并不允许向后移动。
2．单击“中国象棋”菜单可以选择“制作棋谱”，“保存棋谱”和“演示棋谱”菜单项。
3．选择“制作棋谱”，将出现相应的棋盘，该棋盘可进行实战对弈，可以随时选择“保存棋谱”，将对弈过程保存成一个棋谱文件。
选择“演示棋谱”将显示打开文件对话框供用户选择以保存的棋谱文件。
选择棋谱文件后，将显示用来演示棋谱的棋盘，用户可以选择自动或者手动来演示对弈过程。
4.程序的总体设计
4.1线程的设计
在Java中，创建线程的方法有两种：
一种是通过创建Thread类的子类来实现；另一种是通过实现Runnable接口的类来实现。
这两种创建线程方法并没有本质上的区别，但是由于Java不允许多重继承，所以当一个类要继承另一个非Thread类而实现多线程的话，只能通过实现Runnable接口的方式来实现。
4.1.1通过Thread类实现
定义一个线程类，他继承类Thread并重写其中的run（）方法。
这时在初始化这个类的实例时，目标对象target可以为null，表示这个实例本身具有线程体。
由于Java只支持单继承，用这种方法定义的类不能再继承其他类。
Thread类定义的用来帮助管理线程的方法主要包括以下内容。
●voidrun（）方法：
线程的入口点，运行线程中的代码。
●voidstart（）方法：
通过调用运行方法来启动线程，使之由出生状态转入就绪状态。
●voidsleep（longmilis）:
在一段时间内挂起线程，令线程睡眠，在此期间，线程不消耗CPU资源；以毫秒为单位。
●voidinterrupt（）：
中断线程。
●booleanisAlive（）:
判定线程是否仍在在运行，出于活动状态。
●voidstName（StringthreadName）:
改变线程的名字。
●StringgetName（）:
获取由setName（）方法实质的线程名字的字符串。
●Yield（）:
将CPU控制权主动移交到下一个可运行的线程。
●setPriority（intp）:
设置线程优先级。
●getPriority（）：
获得线程优先级。
●Join（）:
等待一个线程终止。
4.1.2实现Runnable接口
创建线程的最简单的方法就是创建一个实现Runnable接口的类。
然后根据工作需要重新设计线程的run方法；再建立该类的对象。
Runnable抽象了一个执行代码单元。
你可以通过实现Runnable接口的方法创建每一个对象的线程。
为实现Runnable接口，一个类仅需实现一个run（）的简单方法。
4.2线程的生命周期
每个线程的生命周期一共包括5种状态：
出生，就绪，运行，阻塞和死亡。
线程从出生到死亡的过程称为线程的生命周期。
通过特定的操作可以进行状态间的转换。
4.2.1出生
当用关键字new和thread类或其子类建立了一个线程对象后，该线程就处于出生状态。
Thread线程名=newThread（）；
处于新建状态的线程只是一个空闲的线程对象，系统并没有为他分配资源。
在调用start方法之前，线程就一直处于出生状态。
4.2.2就绪
在调用了start方法之后，线程就进入就绪状态，即被加入到处于就绪状态的线程序列中，在等待CPU时间片。
线程名。
Start（）；
4.2.3运行
当处于线程序列中的线程获得CPU时间片的时候，该线程就会自动调用其run方法，进入运行状态。
4.2.4阻塞
线程能够运行，但有某个条件能阻止它的运行。
当线程处于阻塞状态时，调度机制将忽略线程，不会分配给线程任何处理器时间。
直到线程重新进入了就绪状态，它才有可能执行操作。
导致线程进入阻塞状态原因主要包括以下几种。
①通过调用wait（）方法使线程挂起。
直到线程得到了notify（）或notifyAll（）消息，线程才会进入就绪状态。
当与某对象相关的一个线程调用了notify（）方法时，那么等待该特定对象的一个线程便进入就绪状态；当与某对象相关的线程调用了notifyAll（）方法后，等待该对象的所有线程都会回到就绪状态。
②通过调用sleep（）方法使线程进入休眠状态。
在这种情况下，线程在指定的时间内不会运行。
只能等待其结束期后，线程才可以自动进入就绪状态。
③线程在等待某个输入/输出完成。
只能等待该输入/输出操作完成后，线程才可以自动进入就绪状态。
④调用suspend（）方法挂起程序。
可以通过调用resume（）方法使其进入就绪状态。
⑤线程试图在某个对象上调用其同步控制方法，但是对象锁不可用。
4.2.5死亡
死亡状态是线程生命周期中的最后一个阶段。
一共有两种方式可以导致一个线程的死亡。
●自然死亡：
线程的run（）方法正常结束。
●强制死亡：
通过执行stop（）或destroy（）方法使线程终止。
5.程序的详细设计
5.1程序流程图
中国象棋对弈系统共有8个Java源文件。
重要之间的关系如下图；
图1类之间的关系
Chess.Java
该Java文件生成的类负责创建程序的主窗口。
该类含有main方法，程序从该类开始执行。
ChessBoard.java
该文件生成的类负责创建“对弈棋盘”,用户可以用鼠标拖动棋盘上的棋子，当松开鼠标是则将棋子放在棋点。
该棋盘不允许用户将棋子拖放到非棋点上。
棋盘上的rule对象负责判断走棋是否遵守了中国象棋的规则，例如“马”走日，“象”走田，“小卒”一去不回头等等。
如果用户的走法不符合规则，棋子将被放回原处，重新走着。
棋盘的MakeChessManual对象负责记录棋谱，当用户选择“保存棋谱”菜单项时，可以将当前棋谱保存成文件。
另外，该棋盘还能进行悔棋，悔棋将不被记录到棋谱。
Chesspoint.Java
该文件生成的类负责创建棋点对象。
棋点对象可以判断该棋点上是否有棋子，指定当前棋点上的棋子，获取当前棋点上的棋子，移动当前棋点上的棋子。
ChessPiece.java
该文件生成的类负责创建棋子对象。
并绘制棋子的外观。
棋子对象可以获取本身的颜色，大小，名字，也可以设置和获取本身的类别，即红棋和黑棋。
MakeChessManual,java
该文件生成的类负责创建记录棋谱的对象，该对象可以将棋谱记录到一个链接表中，并在一个文本区显示棋谱。
当对弈者悔棋时，该对象将修改棋谱，并更新文本区域的信息。
Ruler.java
该文件生成的类负责创建“走棋规则”对象，该对象负责用户用户的走法是否符合规则。
Demon.java
该文件生成的类负责创建“棋谱演示”对象，该对象可以演示以保存的棋谱。
MoveStep.java
该类创建的对象记录一个棋步。
5.2数据字典
5.2.1主类Chess
1.成员变量（见表11.1）
表1主要成员变量（属性）
成员变量描述
变量类型
名称
菜单条
JMenuBar
bar
菜单
JMenuItem
fileMenu
菜单项
JMenuBar
制作棋谱，保存棋谱，演示棋谱
对弈的棋盘
ChessBoard
board
演示棋谱的棋盘
Demon
demon
棋谱记录者
MakeChessManual
record
保存棋谱的链表
LinkedList
棋谱
2.方法（见表11.2）
表2主要方法
名称
功能
备注
Chess
创建程序主窗口
构造方法
actionPerformed
处理ActionEvent事件
接口方法
main
程序开始运行
5.2.2对弈棋盘ChessBoard
1.成员变量（见表11.3）
表3主要成员变量（属性）
描述
变量类型
名称
棋点数组
ChessPoint[][]
point
棋点的水平和垂直距离
int
UnitWidth,unitHeight
棋盘的行数和列数
int
X轴长，y轴长
棋子颜色
String
红方颜色、黑方颜色
棋子对象
ChessPiece
红车1……黑炮2
走棋规则对象
Rule
rule
负责记录棋谱的对象
MakeChessManual
record
2.方法（见表11.4）
表4主要方法
名称
功能
备注
ChessBoard
创建对弈棋盘
构造方法
paintComponent
绘制棋盘
mousePressed
返回棋子
接口方法
mouseMoved
无
接口方法
mouseDragged
拖动棋子移动
接口方法
mouseReleased
将棋子放到棋点
接口方法
mouseEntered
无
接口方法
mouseExited
无
接口方法
mouseClicked
无
接口方法
5.2.3棋子ChesePiece
1.成员变量（见表11.5）
表5主要成员变量（属性）
描述
变量类型
名称
棋子的名字
String
name
棋子的背景色（和棋盘颜色一致）
Color
backColor
棋子的前景色（作为棋子的颜色）
Color
foreColor
颜色的类别（黑方、红方）
String
颜色类别
2.方法（见表11.6）
表6主要方法
名称
功能
备注
ChesePiece
创建棋子对象
构造方法
paint
绘制棋子的外观
getWidth
获取棋子的宽度
getHeigt
获取棋子的高度
getName
获取棋子的名字
获取棋子颜色
获取棋子的颜色
Set棋子类别
设置棋子的类别
棋子类别
获取棋子的类别
5.2.4棋点ChessPoint
1．成员变量（见表11.7）
表7主要成员变量（属性）
描述
变量类型
名称
棋点的位置坐标
Int
X,y
棋点上是否有棋子
Booean
有棋子
2.方法（见表11.8）
表8主要方法
名称
功能
备注
Chesspoint
创建棋点对象
构造方法
ispiece
判断棋点是否有棋子
set有棋子
设置棋点上是否有棋子
setpiece
在棋点上放置棋子
getpiece
获取棋点上的棋子
removepiece
移掉棋点上的棋子
5.2.5走棋规则Rule
1.成员变量（见表11.9）
表9主要成员变量（属性）
描述
变量类型
名称
走着棋子的起始棋点
int
startI,startJ
走着棋子的终止棋点
int
endI,endJ
2.方法（见表11.10）
表10主要方法
名称
功能
备注
Rule
创建走棋规则对象
构造方法
movepieceRule
判断走棋规则
5.2.6记录棋谱MakeChessManual
1.成员变量（见表11.11）
表11主要成员变量（属性）
描述
变量类型
名称
显示棋盘的文本区
JTextArea
text
激励棋谱列表
LinkedList
棋谱
记录吃掉的棋子的列表，备悔棋用
LinkedList
吃掉的棋子
2.方法（见表11.12）
表12主要方法
名称
功能
备注
MakeChessManual
创建“记录棋谱”对象
构造方法
记录棋谱
记录棋谱
actionperformed
处理Actionevent事件，悔棋
接口方法
5.2.7棋谱演示Demon
1.成员变量（11.13）
表13主要成员变量（属性）
描述
变量类型
名称
保存棋谱的链表
LinkedList
棋谱
自动演示棋谱的线程
Thread
自动演示
用户输入的时间间隔
JTextField
时间间隔
按顺序手动演示
JButton
next
重新演示
JButton
replay
开始自动演示
JButton
auto
暂停或继续自动演示
JButton
stop
2.方法（见表11.14）
表14主要方法
名称
功能
备注
Demon
创建棋谱演示对象
构造方法
Set棋谱
设置棋谱
actionperformed
处理Actionevent事件
接口方法
5.3运行结果及界面
1.主界面
2.象棋对弈
实现：
红方先走，然后黑方再走，红黑交替，直到一方获胜。
并且可记录所走步骤。
3.悔棋：
当走错棋的时候可以悔棋。
（观察右半部分对所走步骤的记录）
4.新游戏：
任何时候可以重新开始一盘新的对
升级会员 