JAVA課程設(shè)計(jì)Hannoi塔實(shí)驗(yàn)報(bào)告

永磁同步電機(jī)雙環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的仿真研究Java程序設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告（2011）PAGE16PAGE1Java程序設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告(2011--2012年度第1學(xué)期)Hannoi塔專業(yè)學(xué)生姓名班級學(xué)號指導(dǎo)教師完成日期Hannoi塔PAGE3Hannoi塔目錄目錄 21概述 11.1課程設(shè)計(jì)目的 11.2課程設(shè)計(jì)內(nèi)容 12系統(tǒng)需求分析 12.1系統(tǒng)目標(biāo) 12.2主體功能 12.3開發(fā)環(huán)境 13系統(tǒng)概要設(shè)計(jì) 23.1系統(tǒng)的功能模塊劃分 23.2系統(tǒng)流程圖 24系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì) 25測試 145.1測試方案 145.2測試結(jié)果 146小結(jié) 16參考文獻(xiàn) 17附錄1源程序清單 18PAGE17題目1概述1.1課程設(shè)計(jì)目的隨著社會(huì)的進(jìn)步，我們用來娛樂的游戲世界也越來越豐富，越來越復(fù)雜。本程序的Hannoi塔游戲不但包括了游戲最基本的功能，而且還能培養(yǎng)用戶的邏輯思維能力，同時(shí)也給玩家提供了一定的娛樂空間。本游戲還包括一個(gè)自動(dòng)演示搬移Hannoi塔的功能，此功能能夠幫助初次接觸此游戲的用戶了解此游戲的玩法。1.2課程設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)HUI界面的Hannoi塔，用戶可以通過拖動(dòng)鼠標(biāo)移動(dòng)各個(gè)塔上的盤子，程序也可以自動(dòng)演示盤子的移動(dòng)過程2系統(tǒng)需求分析2.1系統(tǒng)目標(biāo)可以正常運(yùn)行程序，并且按照設(shè)計(jì)目的預(yù)想的完成具體功能。2.2主體功能(1)設(shè)計(jì)GUI界面的Hannoi塔。Hannoi塔中有三個(gè)座，名字分別是A、B和C。初始狀態(tài)是A座上有五個(gè)大小不等的盤子，這些盤子從座底到座頂按著大小順序依次擺放在A座上。用戶可以用鼠標(biāo)選中盤子，然后通過拖動(dòng)鼠標(biāo)來移動(dòng)該盤子、釋放鼠標(biāo)來放置該盤子。(2)程序要求用戶在移動(dòng)盤子過程中，不允許把大盤子放在小盤子的上面，用戶最終要完成的是把A座上的全部盤子移動(dòng)到B座或C座上。(3)用戶可以通過單擊Hannoi塔界面上提供的按鈕，讓程序自動(dòng)完成把A座上的盤子全部移動(dòng)到B座或C座上。(4)用戶在移動(dòng)盤子的過程中，可以隨時(shí)單擊Hannoi塔界面上提供的按鈕，重新開始游戲。2.3開發(fā)環(huán)境JDK1.6。3系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)的功能模塊劃分(1)Tower.java(主類)Tower類負(fù)責(zé)創(chuàng)建Hannoi塔的主窗口，該類含有main方法，Hannoi塔從類開始執(zhí)行。Tower類的成員變量中有兩種重要類型的對象：一個(gè)int基本型數(shù)據(jù)和一個(gè)char型數(shù)組。兩種類型的對象分別是：HannoiTower和Button對象。(2)HannoiTower.javaHannoiTower類是javax.swing包中JPanel容器的子類，創(chuàng)建的容器被添加到Tower窗口的中心。HannoiTower類的成員變量有兩種重要類型的對象、一個(gè)int基類型數(shù)據(jù)和一個(gè)char型數(shù)組。兩種類型的對象分別是：Disk、TowerPoint。(3)TowerPoint.javaTowerPoint類負(fù)責(zé)在HannoiTower中創(chuàng)建表示位置的塔點(diǎn)對象。(4)Disk.javaDisk類是Button的一個(gè)子類，創(chuàng)建的對象是HannoiTower容器中的一個(gè)按鈕，用來表示HannoiTower中的盤子。3.2系統(tǒng)流程圖TowerTowerButtonHannoiTowButtonHannoiTowerTowerPointDiskTowerPointDisk4系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)Tower類Tower類是javax.swing包中Frame的一個(gè)子類，標(biāo)明該類的主要成員變量和方法：成員變量tower是HannoiTower創(chuàng)建的對象。tower對象是一個(gè)容器，刻畫了Hannoi塔的結(jié)構(gòu)，該對象被添加到窗口的中心。盤子數(shù)目是int型數(shù)據(jù)，它的默認(rèn)值是5。盤子數(shù)目的值是用來確定tower對象中“盤子”的數(shù)目。towerName是char型數(shù)組，長度為3，其三個(gè)單元的默認(rèn)取值依次是A、B和C。towerName數(shù)組的單元的值用來確定tower中三個(gè)塔的名字。renew和auto是Button創(chuàng)建的按鈕對象，名字依次為“重新開始”和“自動(dòng)演示搬盤子”，renew和auto都將當(dāng)前窗口注冊為自己的ActionEvent事件監(jiān)視器。方法Tower()是構(gòu)造方法，負(fù)責(zé)完成窗口的初始化。main方法是Hannoi塔程序運(yùn)行的入口方法。actionPerformed(ActionEvent)方法是HannoiTower類實(shí)現(xiàn)的ActionListener接口中的方法。HannoiTower創(chuàng)建的窗口是renew和auto兩個(gè)按鈕的ActionEvent事件監(jiān)視器。當(dāng)用戶單擊按鈕時(shí)，窗口將執(zhí)行actionPerformed(ActionEvent)方法進(jìn)行相應(yīng)的操作。當(dāng)用戶單擊renew按鈕時(shí)，actionPerformed(ActionEvent)方法所進(jìn)行的操作是保持當(dāng)前的盤子數(shù)目的值，并讓tower對象根據(jù)盤子數(shù)目的值設(shè)置其初始狀態(tài)。當(dāng)用戶單擊auto按鈕時(shí)，actionPerformed(ActionEvent)方法所進(jìn)行的操作是讓tower對象返回其中的AutoMoveDisc對象，該對象是一個(gè)對話框，用戶可以通過對話框讓程序自動(dòng)地移動(dòng)“盤子”。代碼（Tower.java）importjavax.swing.*;importjava.awt.*;importjava.awt.event.*;publicclassTowerextendsFrameimplementsActionListener,Runnable{HannoiTowertower=null;Buttonrenew,auto=null;chartowerName[]={'A','B','C'};int盤子數(shù)目,盤寬,盤高;Threadthread;TextArea信息條=null;publicTower(){thread=newThread(this);盤子數(shù)目=5;盤寬=80;盤高=18;信息條=newTextArea(12,12);信息條.setText(null);tower=newHannoiTower(盤子數(shù)目,盤寬,盤高,towerName,信息條);renew=newButton("重新開始");auto=newButton("自動(dòng)演示搬盤子");renew.addActionListener(this);auto.addActionListener(this);add(tower,BorderLayout.CENTER);add(renew,BorderLayout.SOUTH);add(auto,BorderLayout.NORTH);add(信息條,BorderLayout.EAST);addWindowListener(newWindowAdapter(){publicvoidwindowClosing(WindowEvente){System.exit(0);}};setVisible(true);setBounds(60,20,670,540);validate();}publicvoidactionPerformed(ActionEvente){if(e.getSource()==renew){if(!(thread.isAlive())){this.remove(tower);信息條.setText(null);tower=newHannoiTower(盤子數(shù)目,盤寬,盤高,towerName,信息條);add(tower,BorderLayout.CENTER);validate();}else{}}if(e.getSource()==auto){if(!(thread.isAlive())){thread=newThread(this);}try{thread.start();}catch(Exceptioneee){}}}publicvoidrun(){this.remove(tower);信息條.setText(null);tower=newHannoiTower(盤子數(shù)目,盤寬,盤高,towerName,信息條);add(tower,BorderLayout.CENTER);validate();tower.自動(dòng)演示搬運(yùn)盤子(盤子數(shù)目,towerName[0],towerName[1],towerName[2]);}publicstaticvoidmain(Stringargs[]){newTower();}}HannoiTower類HannoiTower類是javax.swing包中JPanel容器的一個(gè)子類，創(chuàng)建的對象tower是Tower窗口的成員之一，被添加到Tower窗口的中心位置。成員變量盤子數(shù)目是int型數(shù)據(jù)。盤子數(shù)目值用來確定tower對象中盤子的數(shù)目。盤子是Disk型數(shù)組，該數(shù)組的長度由盤子數(shù)目值來確定。Disk數(shù)組的每個(gè)單元中存放一個(gè)Disk對象，依次表明tower對象中有怎樣多的盤子。towerName是char型數(shù)組，長度為3，其三個(gè)單元的默認(rèn)取值依次是A、B和C。Height的值確定每個(gè)盤子的高度。pointA、pointB、pointC都是TowerPoint型數(shù)組，三個(gè)數(shù)組的長度與盤子數(shù)目相同，即都是盤子數(shù)目。pointA、pointB和pointC的單元都是TowerPoint創(chuàng)建對象，分別用來表示Hannoi塔中三個(gè)座上的塔點(diǎn)。A座、B座和C座上的三個(gè)塔點(diǎn)分別由pointA、pointB和pointC中的單元來確定。每個(gè)座上的五個(gè)塔點(diǎn)都是從座頂?shù)阶滓来螌?yīng)數(shù)組的相應(yīng)單元中的TowerPoint對象。方法HannoiTower(char[])是構(gòu)造方法，負(fù)責(zé)完成tower容器的初始化。tower容器調(diào)用paintComponent(Graphics)方法繪制出塔點(diǎn)的位置和必要的視圖。代碼（HannoiTower.java）importjavax.swing.*;importjava.awt.*;importjava.awt.event.*;publicclassHannoiTowerextendsJPanelimplementsMouseListener,MouseMotionListener{TowerPointpoint[];intx,y;booleanmove=false;Disk盤子[];intstartX,startY;intstartI;int盤子數(shù)目=0;intwidth,height;chartowerName[]={'A','B','C'};TextArea信息條=null;publicHannoiTower(intnumber,intw,inth,char[]name,TextAreatext){towerName=name;盤子數(shù)目=number;width=w;height=h;信息條=text;setLayout(null);addMouseListener(this);addMouseMotionListener(this);盤子=newDisk[盤子數(shù)目];point=newTowerPoint[3*盤子數(shù)目];intspace=20;for(inti=0;i<盤子數(shù)目;i++){point[i]=newTowerPoint(40+width,100+space,false);space=space+height;}space=20;for(inti=盤子數(shù)目;i<2*盤子數(shù)目;i++){point[i]=newTowerPoint(160+width,100+space,false);space=space+height;}space=20;for(inti=2*盤子數(shù)目;i<3*盤子數(shù)目;i++){point[i]=newTowerPoint(280+width,100+space,false);space=space+height;}inttempWidth=width;intsub=(int)(tempWidth*0.2);for(inti=盤子數(shù)目-1;i>=0;i--){盤子[i]=newDisk(i,this);盤子[i].setSize(tempWidth,height);tempWidth=tempWidth-sub;}for(inti=0;i<盤子數(shù)目;i++){point[i].放置盤子(盤子[i],this);if(i>=1)盤子[i].set上方有盤(true);}}publicvoidpaintComponent(Graphicsg){super.paintComponent(g);g.drawLine(point[0].getX(),point[0].getY(),point[盤子數(shù)目-1].getX(),point[盤子數(shù)目-1].getY());g.drawLine(point[盤子數(shù)目].getX(),point[盤子數(shù)目].getY(),point[2*盤子數(shù)目-1].getX(),point[2*盤子數(shù)目-1].getY());g.drawLine(point[2*盤子數(shù)目].getX(),point[2*盤子數(shù)目].getY(),point[3*盤子數(shù)目-1].getX(),point[3*盤子數(shù)目-1].getY());g.drawLine(point[盤子數(shù)目-1].getX()-width,point[盤子數(shù)目-1].getY(),point[3*盤子數(shù)目-1].getX()+width,point[3*盤子數(shù)目-1].getY());intleftx=point[盤子數(shù)目-1].getX()-width;intlefty=point[盤子數(shù)目-1].getY();intw=(point[3*盤子數(shù)目-1].getX()+width)-(point[盤子數(shù)目-1].getX()-width);inth=height/2;g.setColor(Color.orange);g.fillRect(leftx,lefty,w,h);g.setColor(Color.red);intsize=4;for(inti=0;i<3*盤子數(shù)目;i++){g.fillOval(point[i].getX()-size/2,point[i].getY()-size/2,size,size);}g.drawString(""+towerName[0]+"塔",point[盤子數(shù)目-1].getX(),point[盤子數(shù)目-1].getY()+30);g.drawString(""+towerName[1]+"塔",point[2*盤子數(shù)目-1].getX(),point[盤子數(shù)目-1].getY()+30);g.drawString(""+towerName[2]+"塔",point[3*盤子數(shù)目-1].getX(),point[盤子數(shù)目-1].getY()+30);g.drawString("將全部盤子從"+towerName[0]+"塔搬運(yùn)到"+towerName[1]+"塔或"+towerName[2]+"塔",point[盤子數(shù)目-1].getX(),point[盤子數(shù)目-1].getY()+80);}publicvoidmousePressed(MouseEvente){Disk盤子=null;Rectanglerect=null;if(e.getSource()==this)move=false;if(move==false)if(e.getSource()instanceofDisk){盤子=(Disk)e.getSource();startX=盤子.getBounds().x;startY=盤子.getBounds().y;rect=盤子.getBounds();for(inti=0;i<3*盤子數(shù)目;i++){intx=point[i].getX();inty=point[i].getY();if(rect.contains(x,y)){startI=i;break;}}}}publicvoidmouseMoved(MouseEvente){}publicvoidmouseDragged(MouseEvente){Diskdisk=null;if(e.getSource()instanceofDisk){disk=(Disk)e.getSource();move=true;e=SwingUtilities.convertMouseEvent(disk,e,this);}if(e.getSource()==this){if(move&&disk!=null){x=e.getX();y=e.getY();if(disk.get上方有盤()==false)disk.setLocation(x-disk.getWidth()/2,y-disk.getHeight()/2);}}}publicvoidmouseReleased(MouseEvente){Diskdisk=null;move=false;Rectanglerect=null;if(e.getSource()instanceofDisk){disk=(Disk)e.getSource();rect=disk.getBounds();e=SwingUtilities.convertMouseEvent(disk,e,this);}if(e.getSource()==this){booleancontainTowerPoint=false;intx=0,y=0;intendI=0;if(disk!=null){for(inti=0;i<3*盤子數(shù)目;i++){x=point[i].getX();y=point[i].getY();if(rect.contains(x,y)){containTowerPoint=true;endI=i;break;}}}if(disk!=null&&containTowerPoint){if(point[endI].是否有盤子()==true){disk.setLocation(startX,startY);}else{if(endI==盤子數(shù)目-1||endI==2*盤子數(shù)目-1||endI==3*盤子數(shù)目-1){point[endI].放置盤子(disk,this);if(startI!=盤子數(shù)目-1&&startI!=2*盤子數(shù)目-1&&startI!=3*盤子數(shù)目-1){(point[startI+1].獲取盤子()).set上方有盤(false);point[startI].set有盤子(false);}else{point[startI].set有盤子(false);}}else{if(point[endI+1].是否有盤子()==true){DisktempDisk=point[endI+1].獲取盤子();if((tempDisk.getNumber()-disk.getNumber())>=1){point[endI].放置盤子(disk,this);if(startI!=盤子數(shù)目-1&&startI!=2*盤子數(shù)目-1&&startI!=3*盤子數(shù)目-1){(point[startI+1].獲取盤子()).set上方有盤(false);point[startI].set有盤子(false);tempDisk.set上方有盤(true);}else{point[startI].set有盤子(false);tempDisk.set上方有盤(true);}}else{disk.setLocation(startX,startY);}}else{disk.setLocation(startX,startY);}}}}if(disk!=null&&!containTowerPoint){disk.setLocation(startX,startY);}}}publicvoidmouseEntered(MouseEvente){}publicvoidmouseExited(MouseEvente){}publicvoidmouseClicked(MouseEvente){}publicvoid自動(dòng)演示搬運(yùn)盤子(int盤子數(shù),charone,chartwo,charthree){if(盤子數(shù)==1){信息條.append(""+one+"到:"+three+"塔\n");Diskdisk=在塔中獲取最上面的盤子(one);intstartI=在塔中獲取最上面盤子的位置(one);intendI=在塔中獲取最上面盤子的上方位置(three);if(disk!=null){point[endI].放置盤子(disk,this);point[startI].set有盤子(false);try{Thread.sleep(1000);}catch(Exceptionee){}}}else{自動(dòng)演示搬運(yùn)盤子(盤子數(shù)-1,one,three,two); 信息條.append(""+one+"到:"+three+"塔\n");Diskdisk=在塔中獲取最上面的盤子(one);intstartI=在塔中獲取最上面盤子的位置(one);intendI=在塔中獲取最上面盤子的上方位置(three);if(disk!=null){point[endI].放置盤子(disk,this);point[startI].set有盤子(false);try{Thread.sleep(1000);}catch(Exceptionee){}} 自動(dòng)演示搬運(yùn)盤子(盤子數(shù)-1,two,one,three);}}publicDisk在塔中獲取最上面的盤子(char塔名){Diskdisk=null;if(塔名==towerName[0]){for(inti=0;i<盤子數(shù)目;i++){if(point[i].是否有盤子()==true){disk=point[i].獲取盤子();break;}}}if(塔名==towerName[1]){for(inti=盤子數(shù)目;i<2*盤子數(shù)目;i++){if(point[i].是否有盤子()==true){disk=point[i].獲取盤子();break;}}}if(塔名==towerName[2]){for(inti=2*盤子數(shù)目;i<3*盤子數(shù)目;i++){if(point[i].是否有盤子()==true){disk=point[i].獲取盤子();break;}}}returndisk;}publicint在塔中獲取最上面盤子的上方位置(char塔名){intposition=0;if(塔名==towerName[0]){inti=0;for(i=0;i<盤子數(shù)目;i++){if(point[i].是否有盤子()==true){position=Math.max(i-1,0);break;}}if(i==盤子數(shù)目){position=盤子數(shù)目-1;}}if(塔名==towerName[1]){inti=0;for(i=盤子數(shù)目;i<2*盤子數(shù)目;i++){if(point[i].是否有盤子()==true){position=Math.max(i-1,0);break;}}if(i==2*盤子數(shù)目){position=2*盤子數(shù)目-1;}}if(塔名==towerName[2]){inti=0;for(i=2*盤子數(shù)目;i<3*盤子數(shù)目;i++){if(point[i].是否有盤子()==true){position=Math.max(i-1,0);break;}}if(i==3*盤子數(shù)目){position=3*盤子數(shù)目-1;}}returnposition;}publicint在塔中獲取最上面盤子的位置(char塔名){intposition=0;if(塔名==towerName[0]){inti=0;for(i=0;i<盤子數(shù)目;i++){if(point[i].是否有盤子()==true){position=i;break;}}if(i==盤子數(shù)目){position=盤子數(shù)目-1;}}if(塔名==towerName[1]){inti=0;for(i=盤子數(shù)目;i<2*盤子數(shù)目;i++){if(point[i].是否有盤子()==true){position=i;break;}}if(i==2*盤子數(shù)目){position=2*盤子數(shù)目-1;}}if(塔名==towerName[2]){inti=0;for(i=2*盤子數(shù)目;i<3*盤子數(shù)目;i++){if(point[i].是否有盤子()==true){position=i;break;}}if(i==3*盤子數(shù)目){position=3*盤子數(shù)目-1;}}returnposition;}}Disk類是javax.swing包中Button類的子類，所創(chuàng)建的對象稱作Hannoi塔中的“盤子”。HannoiTower類有Disk類型的數(shù)組盤子。盤子數(shù)組的單元是用Disk創(chuàng)建的對象，被放置在Tower所創(chuàng)建的容器tower中，用來表示tower中的“盤子”。成員變量number的值確定所創(chuàng)建的“盤子”上的數(shù)字號碼，通過該號碼的大小來確定盤子的大小關(guān)系，即號碼大的盤子大于號碼小的盤子。方法Disk()構(gòu)造方法。創(chuàng)建盤子對象時(shí)需要使用該構(gòu)造方法。setNumber(intn)。盤子調(diào)用該方法設(shè)置其上的數(shù)字號碼。getNumber()方法。盤子調(diào)用該方法返回其上的數(shù)字號碼。set上方有盤()方法。盤子調(diào)用該方法設(shè)置其所在的塔點(diǎn)。get上方有盤()方法。盤子調(diào)用該方法返回其所在的塔點(diǎn)。代碼（Disk.java）importjava.awt.*;publicclassDiskextendsButton{intnumber;boolean上方有盤=false;publicDisk(intnumber,HannoiTowercon){this.number=number;setBackground(Color.blue);addMouseMotionListener(con);addMouseListener(con);}publicbooleanget上方有盤(){return上方有盤;}publicvoidset上方有盤(booleanb){上方有盤=b;}publicintgetNumber(){returnnumber;}}TowerPoint類TowerPoint所創(chuàng)建的對象將作為HannoiTower類中TowerPoint型數(shù)組pointA、pointB和pointC中的元素。成員變量x和y是TowerPoint對象中的兩個(gè)int型數(shù)據(jù)，用來表示塔點(diǎn)在容器tower中的坐標(biāo)。tower容器的坐標(biāo)原點(diǎn)是容器的左上角，向右是x軸的正方向，向下是y軸的正方向。有盤子是boolean數(shù)據(jù)，如果當(dāng)前塔點(diǎn)上有盤子時(shí)，該數(shù)據(jù)為true；否則為false。盤子是Disk聲明的對象，用來存放當(dāng)前塔點(diǎn)上的盤子對象的引用，如果當(dāng)前塔點(diǎn)上有盤子，盤子存放的引用是null，即盤子是空對象。方法TowerPoint(int,int)是構(gòu)造方法，用來創(chuàng)建塔點(diǎn)對象。塔點(diǎn)對象調(diào)用是否有盤子()方法可以返回一個(gè)boolean數(shù)據(jù)，如果調(diào)用該方法的塔點(diǎn)上有盤子，是否有盤子()方法返回true；否則返回false。塔點(diǎn)對象調(diào)用set有盤子(boolean)方法可以根據(jù)參數(shù)的值設(shè)置當(dāng)前塔點(diǎn)上是否有盤子。塔點(diǎn)對象調(diào)用getX()和getY()方法可以返回塔點(diǎn)的坐標(biāo)中的x軸坐標(biāo)和y軸坐標(biāo)。塔點(diǎn)對象調(diào)用Equals(TowerPoint)方法可以判斷當(dāng)前塔點(diǎn)是否和參數(shù)指定的塔點(diǎn)相同。塔點(diǎn)對象調(diào)用Equals(TowerPoint)方法putDisc(Componentcom,Containercon)方法，將參數(shù)com指定的盤子放置在參數(shù)con指定的容器中，盤子所在位置由當(dāng)前的塔點(diǎn)坐標(biāo)所確定，即將盤子放置在當(dāng)前塔點(diǎn)上。塔點(diǎn)對象調(diào)用getDiscOnPoint()方法可以返回當(dāng)前塔點(diǎn)上的盤子。塔點(diǎn)對象調(diào)用removeDisc(C