Программа "Морской бой"

Введение



Программа «Морской бой» – чисто игровая программа, предназначена для удовлетворения игровых потребностей пользователя. Она требует использования мыши, так как только с ее помощью пользователь может размещать на игровом поле корабли и «стрелять» по кораблям противника.

Постановка задачи: Разработать программу, реализующую игру «Морской бой» в режиме пользователь – компьютер. В процессе реализации данной задачи использовать основные свойства объектно-ориентированного программирования (в обязательном порядке создать несколько классов (свойство инкапсуляции), которые будут взаимодействовать между собой и, если будет необходимо, использовать также другие свойства ООП).

Цель: Достичь реализации данной задачи наиболее оптимальными методами и с минимальной тратой ресурсов.

Возможности программы: С помощью данной программы пользователь может насладиться игрой «Морской бой» в режиме пользователь – компьютер.






Описание предметной области



Предметная область данного проекта – игра «Морской бой». Она реализуется с помощью нажатий на клавиши мыши (размещение кораблей и выстрелы по кораблям противника, удачные попадания фиксируются желтым цветом).

Правила игры следующие: в поле 10х10 пользователь расставляет свои корабли (корабли не должны лежать друг на друге, стоять рядом, пересекаться). Точно так же компьютер на своем игровом поле расставляет свои корабли. Количество кораблей 10, а именно: один четырехпалубный (одна палуба соответствует одной клетке игрового поля), два трехпалубных, три двухпалубный и четыре однопалубных. После расстановки кораблей пользователь и компьютер поочередно «стреляют» по клеткам игрового поля противника. Если кому-либо из них удалось попасть во вражеский корабль, то, согласно правилам, ход не переходит к противнику (если игрок попал в корабль противника, то он имеет право еще одного выстрела) до следующего промаха. Победа достается тому, кто первым уничтожит все корабли противника. Ниже приводится диаграмма прецедентов, на которой изображены варианты действий для пользователя и компьютера.



Описание классов



С целью более удобного проектирования, настройки, и разделения отдельных исполняемых операций, программа построена на классах, которые взаимодействуют между собой. Использование классов дает улучшенной понимание кода, а значит настройку и последующую модификацию исходного кода программы.

В данной программе четко прослеживаются группы функций, которые из-за выполняемых ними операций стоит объединить в классы. Проанализировав предметную область программы можно выделить следующие классы:

Flot

AI

Referee

HandersOfEvents

Класс Flot – класс, который содержит данные о кораблях (количество кораблей, поле на котором следует размещать корабли и т.д.);

Класс AI – так называемый класс искусственного интеллекта, размещает корабли противника;

Класс Referee – наследник класса AI, который проверяет состояние кораблей и флотов пользователя и компьютера;

Класс HandersOfEvents – наследник класса Referee. Это единственный класс в данной программе, который взаимодействует с формой напрямую.



Также в программе используется структура Ship, которая содержит данные о количестве палуб корабля, расположении частей корабля, следит за состоянием корабля в целом.

 // класс Flot

class Flot

{

public:

int i, j, n; // переменные, используемые в циклах

bool destroy; // флаг, проверяющий наличие флота

TImage *Im; // поле, на котором мы рисуем

Ship ship[10]; // количество кораблей

Flot (TImage *I)

{

destroy = false;

Im = I;

n = 1;

for (i = 0; i < 10; i++)

{

if (i < 6) n = 2;

if (i < 3) n = 3;

if (i == 0) n = 4;

ship[i].destroy = false;

ship[i].col_deck = n;

ship[i].decks = new bool[n];

ship[i].desp_of_part = new TPoint[n];

}

}

int GetStatus();

};

 // класс AI

class AI

{

public:

int Generation (Flot *CPU, int col_ship, int col_deck); // размещение кораблей противника

};

 // класс Referee

class Referee: public AI

{

public:

int i, j, target_player, target_CPU;

bool net1 [10] [10], net2 [10] [10], game_over;

Flot *player, *CPU;

Referee()

{

for (i = 0; i < 10; i++)

for (j = 0; j < 10; j++)

{

net1 [i] [j] = true;

net2 [i] [j] = true;

}

game_over = false;

target_player = 0;

target_CPU = 0;

}

int GoChecking (int x, int y, int n); // запуск функции проверки

int Check (bool net[10] [10], int x, int y); // проверка попадания в старую или новую ячейку

int GoScaning (int x, int y, int n); // запуск функции сканирования

int Scan (Flot *fl, int x, int y); // сканирование (проверка) попадания в корабль

int Miss (int x, int y, int n); // отмечание ячейки в которую попали (но не в корабль)

int EndRaund (int n); // конец игры

};

 // класс HandlersOfEvents

class HandlersOfEvents: public Referee

{

public:

bool play;

int col_deck, col_ship, i, j, k;

HandlersOfEvents (TImage *Im1, TImage *Im2)

{

play = false;

col_deck = 4; col_ship = 1;

player = new Flot(Im1);

CPU = new Flot(Im2);

}

int Play (TImage *Im1, TImage *Im2);

int Move();

int Desposition (int x, int y, TMouseButton Button); // размещение кораблей

int Draw (String key, int x, int y, int n); // рисование

int ShootPlayer (int x, int y, int n); // выстрел игрока

int Shoot (int x, int y); // выстрел компьютера

};

 // структура Ship

struct Ship

{

bool destroy; // флаг уничтожения корабля

int col_deck; // количество палуб

bool *decks; // массив палуб

TPoint *desp_of_part; // расположение частей (палуб) корабля

};



Основные алгоритмы



Ниже в виде схем Насси-Шнейдермана представлены алгоритмы основных функций, используемых в программе, а именно: Функция Draw (Рис. 3), Функция ShootPlayer (x, y, n) (Рис. 4), Функция Shoot (x, y, n) (Рис. 5). Функция Disposition или Generation (Рис. 6)




Определить значение key, x, y

		Key = промах



	Да	Нет

Нарисовать промах в ячейке х, у





		Кеу = попадание



	Да	Нет

Нарисовать в ячейке х, у подбитую палубу





		Кеу = нарисовать корабль



	Да	Нет

і от 1 до количество палуб











		По вертикали



		Да	Нет	





Рисовать палубу в ячейке х, у+і

Рисовать палубу в ячейке х+і, у





Рис. 3 Функция Draw



Проверить куда пришлось попадание

		Мимо

	

	Нет	Да

Нарисовать след от выстрела

		В цель



	Да	Нет

Запомнить, что туда уже стреляли

Нарисовать подбитую палубу



Сообщить о попадании в расстрелянную ранее ячейку



Запомнить, что туда уже стркляли



Рис. 4 Функция ShootPlayer (x, y, n)






Запомнить результата выстрела в ShootPlayer

	в ShootPlayer попадание



	Да	Нет

Флот CPU уничтожен



	Да	Нет

бесконечно





Генерация x, y, для CPU

Конец раунда





Выход











Запомнить результат выстрела компьютера в ShootCPU

Выход





в ShootCPU попадание

	Да	Нет







Флот игрока

уничтожен



	Да	 Нет

Прервать цикл







Конец раунда



Выход







Выход





Рис. 5. Функция Shoot (x, y, n)



Количество палуб col_dec = 4

Количество кораблей col_ship = 1

col_ship < = 10





k от 0 до col_ship







i от 0 до 10









j от 0 до 10













j от 0 до col_dec

















Может ли здесь находиться данная палуба?



	Да	Нет















новые координаты корабля



col_ship = 1?



	Да	Нет



col_dec = 3







	col_ship = 3?



	Да	Нет



col_dec = 2







	col_ship = 6?



	Да	Нет



col_dec = 1





col_ship = col_ship + 1

Рис. 6. Функция Disposition или Generation



Тестирование



Чтобы проверить корректность работы программы нужно провести тестирование. Бой с противником продолжается до полной победы, т.е. пока не будут уничтожены все 10 кораблей одного из противников.

Если первым свои корабли потерял компьютер, игроку выводится сообщение о победе





Рис. 7. Сообщение о победе


Если первым свои корабли потерял игрок, ему выводится сообщение о проигрыше





Рис. 8. Сообщение о проигрыше



В начале игры выводится приглашение к расстановке кораблей:





Рис. 9. Расстановка кораблей



Если игрок выполнил недопустимое действие (например, попытался «наложить» корабль на корабль) ему будет выведено предупреждающее сообщение о его ошибке.








Если расстановка кораблей закончилась выводится приглашение к началу игры





Рис. 10. Начало игры



В случае промаха игроку выводится сообщение о промахе





Рис. 11. Сообщение о промахе




В случае попадания игроку выводится сообщение о попадании





Рис. 12 Сообщение о попадании



В случае попадания в ячейку, которая уже обстреляна, игроку выводится сообщение с предложением выстрелить ещё раз





Рис. 13. Сообщение о выстреле в обстрелянную ячейку






Анализ работы



В процессе выполнения данного курсового проекта были закреплены знания по использованию классов и использованию основ объектно-ориентированного программирования.

Конец игры предусмотрен в двух случаях: победа пользователя или победа компьютера. Также в процессе написания программы были рассмотрены все варианты некорректной работы программы, например: не размещает ли компьютер и пользователь корабли в соседних клетках, не ставит ли он корабли только в углах игрового поля, не накладываются ли корабли один на другой. Также проверяется соответствие количества кораблей и палуб на них (1 четырехпалубный, 2 трехпалубных, 3 двухпалубных, 1 однопалубных). Все вышеописанные неполадки были обнаружены и успешно устранены.

Во время написания программы я получил навыки по использованию некоторых, ранее не использованных мной, компонентов среды программирования С++ Builder 6.

Также при написании данного курсового проекта я закрепил свои знания в области написания объектно-ориентированных программ, содержащих взаимодействующие классы. Были получены новые знания о создании классов и работе с ними. Благодаря работе над программой были закреплены знания распределения обязанностей между классами.




Приложение: Текст программы



Текст программы состоит из следующих модулей: UShipBattle.h, UShipBattle.cpp, ShipBattle.cpp

ShipBattle.cpp

 // –

#include <vcl.h>

#pragma hdrstop

 // –

USEFORM («UShipBattle.cpp», Form1);

 // –

WINAPI WinMain (HINSTANCE, HINSTANCE, LPSTR, int)

{

try

{

Application->Initialize();

Application->CreateForm (__classid(TForm1), &Form1);

Application->Run();

}

catch (Exception &exception)

{

Application->ShowException(&exception);

}

catch (…)

{

try

{

throw Exception(«»);

}

catch (Exception &exception)

{

Application->ShowException(&exception);

}

}

return 0;

}

 // –

UShipBattle.cpp

 // –

#include <vcl.h>

#pragma hdrstop

#include «UShipBattle.h»

 // –

#pragma package (smart_init)

#pragma resource «*.dfm»

TForm1 *Form1;

 // –

__fastcall TForm1:TForm1 (TComponent* Owner)

: TForm(Owner)

{

HE = new HandlersOfEvents (Fild1, Fild2);

}

 // –

int Flot: GetStatus()

{

destroy = true;

for (j = 0; j < 10; j++)

for (i = 0; i < ship[j].col_deck; i++)

if (ship[j].decks[i])

{

destroy = false;

return 1;

}

return 0;

}

 // –

int AI: Generation (Flot *CPU, int col_ship, int col_deck)

{

int x1, y1, k, i, j;

bool vertical = false, regen;

do {

randomize();

x1 = rand()% 10;

y1 = rand()% 10;

regen = false;

for (k = 0; k < col_deck; k++)

for (i = 0; i < col_ship; i++)

for (j = 0; j < CPU -> ship[i].col_deck; j++)

{

if(regen) break;

if(! vertical)

{

if((CPU -> ship[i].desp_of_part[j].x == x1 + k &&

CPU -> ship[i].desp_of_part[j].y == y1) || (x1 + k >= 10))

{

vertical = true;

regen = true;

continue;

}

if((CPU -> ship[i].desp_of_part[j].x – 1 == x1 + k ||

CPU -> ship[i].desp_of_part[j].x + 1 == x1 + k) &&

(CPU -> ship[i].desp_of_part[j].y – 1 == y1 ||

CPU -> ship[i].desp_of_part[j].y + 1 == y1))

{

vertical = true;

regen = true;

continue;

}

}

if(vertical)

{

if((CPU -> ship[i].desp_of_part[j].x == x1 &&

CPU -> ship[i].desp_of_part[j].y == y1 + k) ||

(y1 + k >= 10))

{

vertical = false;

regen = true;

continue;

}

if((CPU -> ship[i].desp_of_part[j].x – 1 == x1 ||

CPU -> ship[i].desp_of_part[j].x + 1 == x1) &&

(CPU -> ship[i].desp_of_part[j].y – 1 == y1 + k ||

CPU -> ship[i].desp_of_part[j].y + 1 == y1 + k))

{

vertical = true;

regen = true;

continue;

}

}

}

} while(regen);

if(! vertical)

for (i = 0; i < col_deck; i++)

{

CPU -> ship [col_ship – 1].desp_of_part[i].x = x1 + i;

CPU -> ship [col_ship – 1].desp_of_part[i].y = y1;

}

else

for (i = 0; i < col_deck; i++)

{

CPU -> ship [col_ship – 1].desp_of_part[i].x = x1;

CPU -> ship [col_ship – 1].desp_of_part[i].y = y1 + i;

}

return 0;

}

 // –

int Referee: GoChecking (int x, int y, int n)

{

if (n == 1)

if (! Check(net1, x, y))

return 0;

if (n == 2)

if (! Check(net2, x, y))

return 0;

return 1;

}

 // –

int Referee: Check (bool net[10] [10], int x, int y)

{

x /= 20; y /= 20;

if (! net[x] [y]) return 0;

return 1;

}

 // –

int Referee: GoScaning (int x, int y, int n)

{

if (n == 1)

if (! Scan(player, x, y))

return 0;

if (n == 2)

if (! Scan(CPU, x, y))

return 0;

return 1;

}

 // –

int Referee: Scan (Flot *fl, int x, int y)

{

x /= 20; y /= 20;

for (i = 0; i < 10; i++)

for (j = 0; j < fl -> ship[i].col_deck; j++)

if (fl -> ship[i].desp_of_part[j].x == x &&

fl -> ship[i].desp_of_part[j].y == y)

{

fl -> ship[i].decks[j] = false;

return 0;

}

return 1;

}

 // –

int Referee: Miss (int x, int y, int n)

{

x /= 20; y /= 20;

if (n == 1) net1 [x] [y] = false;

if (n == 2) net2 [x] [y] = false;

return 1;

}

 // –

int Referee: EndRaund (int n)

{

if (n == 2)

Form1 -> Panel2 -> Caption = «Вы победили!»;

if (n == 1)

Form1 -> Panel2 -> Caption = «Вы проиграли!»;

game_over = true;

return 0;

}

 // –

int HandlersOfEvents: Play (TImage *Im1, TImage *Im2)

{

Im1 -> Enabled = true;

Im2 -> Enabled = true;

return 0;

}

 // –

int HandlersOfEvents: Desposition (int x, int y, TMouseButton Button)

{

if(play) return 0;

x /= 20; y /= 20;

for (k = 0; k < col_deck; k++)

for (i = 0; i < col_ship; i++)

for (j = 0; j < player -> ship[i].col_deck; j++)

{

if (Button == mbLeft)

{

if (player -> ship[i].desp_of_part[j].x == x + k &&

player -> ship[i].desp_of_part[j].y == y)

{

ShowMessage («Невозможно выполнить действие!»);

return 0;

}

if (x + k >= 10)

{

ShowMessage («Невозможно выполнить действие!»);

return 0;

}

if((player -> ship[i].desp_of_part[j].x – 1 == x + k ||

player -> ship[i].desp_of_part[j].x + 1 == x + k) &&

(player -> ship[i].desp_of_part[j].y – 1 == y ||

player -> ship[i].desp_of_part[j].y + 1 == y))

{

ShowMessage («Невозможно выполнить действие!»);

return 0;

}

}

if (Button == mbRight)

{

if (player -> ship[i].desp_of_part[j].x == x &&

player -> ship[i].desp_of_part[j].y == y + k)

{

ShowMessage («Невозможно выполнить действие!»);

return 0;

}

if (y + k >= 10)

{

ShowMessage («Невозможно выполнить действие!»);

return 0;

}

if((player -> ship[i].desp_of_part[j].x – 1 == x ||

player -> ship[i].desp_of_part[j].x + 1 == x) &&

(player -> ship[i].desp_of_part[j].y – 1 == y + k ||

player -> ship[i].desp_of_part[j].y + 1 == y + k))

{

ShowMessage («Невозможно выполнить действие!»);

return 0;

}

}

}

if (Button == mbLeft)

Draw («position_h», x*20, y*20, 1);

else

Draw («position_v», x*20, y*20, 1);

Generation (CPU, col_ship, col_deck);

if (col_ship == 1) col_deck –;

if (col_ship == 3) col_deck –;

if (col_ship == 6) col_deck –;

if (col_ship == 10) play = true;

if(play) Form1 -> Panel2 -> Caption = «Поехали»;

col_ship++;

return 0;

};

 // –

int HandlersOfEvents: Shoot (int x, int y)

{

if (game_over) return 0;

int shoot_player = ShootPlayer (x, y, 2);

if (shoot_player > 0)

do {

x = rand()% 200;

y = rand()% 200;

int shoot_cpu = ShootPlayer (x, y, 1);

if (shoot_cpu > 0)

break;

if (shoot_cpu < 0)

player -> GetStatus();

if (player -> destroy || target_CPU > 19)

{

EndRaund(1);

return 0;

}

} while(true);

else

{

if (shoot_player < 0)

CPU -> GetStatus();

if (CPU -> destroy || target_player > 19)

{

EndRaund(2);

return 0;

}

}

return 0;

}

 // –

int HandlersOfEvents: ShootPlayer (int x, int y, int n)

{

if(! play) return 0;

if (! GoChecking(x, y, n))

{

if (n == 2) Form1 -> Panel2 -> Caption = «Ещё раз! Туда уже стреляли!»;

return 0;

}

else if (! GoScaning(x, y, n))

{

Draw («target», x, y, n);

Miss (x, y, n);

if (n == 2)

{

Form1 -> Panel2 -> Caption = «Попал! Ещё раз!»;

target_player++;

}

else target_CPU++;

return -1;

}

Miss (x, y, n);

if (n == 2) Form1 -> Panel2 -> Caption = «Мимо! Ход опонента»;

Draw («miss», x, y, n);

return 1;

}

 // –

int HandlersOfEvents: Draw (String key, int x, int y, int n)

{

TImage *Im;

x /= 20; y /= 20;

if (n == 1) Im = Form1 -> Fild1;

if (n == 2) Im = Form1 -> Fild2;

if (key == «target»)

{

Im -> Canvas -> Rectangle (x*20, y*20, x*20 + 20, y*20 + 20);

Im -> Canvas -> Brush -> Color = clYellow;

Im -> Canvas -> Rectangle (x*20, y*20 + 20, x*20 + 20, y*20);

Im -> Canvas -> Brush -> Color = clWhite;

}

if (key == «miss»)

{

Im -> Canvas -> Ellipse (x*20, y*20, x*20 + 20, y*20 + 20);

Im -> Canvas -> Ellipse (x*20 + 5, y*20 + 5, x*20 + 15, y*20 + 15);

}

if (key == «position_h»)

{

for (i = 0; i < col_deck; i++)

{

Im -> Canvas -> Brush -> Color = clBlue;

Im -> Canvas -> Rectangle (x*20 + i*20, y*20, x*20 + 20 + i*20, y*20 + 20);

player -> ship [col_ship – 1].desp_of_part[i].x = x + i;

player -> ship [col_ship – 1].desp_of_part[i].y = y;

Im -> Canvas -> Brush -> Color = clWhite;

}

}

if (key == «position_v»)

{

for (i = 0; i < col_deck; i++)

{

Im -> Canvas -> Brush -> Color = clBlue;

Im -> Canvas -> Rectangle (x*20, y*20 + i*20, x*20 + 20, y*20 + 20 + i*20);

player -> ship [col_ship – 1].desp_of_part[i].x = x;

player -> ship [col_ship – 1].desp_of_part[i].y = y + i;

Im -> Canvas -> Brush -> Color = clWhite;

}

}

return 0;

}

 // –

void __fastcall TForm1: Fild2MouseDown (TObject *Sender,

TMouseButton Button, TShiftState Shift, int X, int Y)

{

HE -> Shoot (X, Y);

}

 // –

void __fastcall TForm1: BitBtn2Click (TObject *Sender)

{

HE -> Play (Fild1, Fild2);

BitBtn2 -> Visible = false;

BitBtn3 -> Visible = true;

Panel2 -> Caption = «Расставьте корабли»;

}

 // –

void __fastcall TForm1: Fild1MouseDown (TObject *Sender,

TMouseButton Button, TShiftState Shift, int X, int Y)

{

HE -> Desposition (X, Y, Button);

}

 // –

void __fastcall TForm1: BitBtn3Click (TObject *Sender)

{

Panel2 -> Caption = «Расставьте корабли»;

Fild1 -> Picture -> LoadFromFile («net.bmp»);

Fild2 -> Picture -> LoadFromFile («net.bmp»);

HE = new HandlersOfEvents (Fild1, Fild2);

}

 // –

UShipBattle.h

 // –

#ifndef UShipBattleH

#define UShipBattleH

 // –

#include <Classes.hpp>

#include <Controls.hpp>

#include <StdCtrls.hpp>

#include <Forms.hpp>

#include <Buttons.hpp>

#include <ExtCtrls.hpp>

#include <Graphics.hpp>

#include <ComCtrls.hpp>

 // –

struct Ship

{

bool destroy;

int col_deck;

bool *decks;

TPoint *desp_of_part;

};

class Flot

{

public:

int i, j, n;

bool destroy;

TImage *Im;

Ship ship[10];

Flot (TImage *I)

{

destroy = false;

Im = I;

n = 1;

for (i = 0; i < 10; i++)

{

if (i < 6) n = 2;

if (i < 3) n = 3;

if (i == 0) n = 4;

ship[i].destroy = false;

ship[i].col_deck = n;

ship[i].decks = new bool[n];

ship[i].desp_of_part = new TPoint[n];

}

}

int GetStatus();

};

class AI

{

public:

TPoint decks_[20];

int col_decks_;

int Generation (Flot *CPU, int col_ship, int col_deck);

};

class Referee: public AI

{

public:

int i, j, target_player, target_CPU;

bool net1 [10] [10], net2 [10] [10], game_over;

Flot *player, *CPU;

Referee()

{

for (i = 0; i < 10; i++)

for (j = 0; j < 10; j++)

{

net1 [i] [j] = true;

net2 [i] [j] = true;

}

game_over = false;

target_player = 0;

target_CPU = 0;

col_decks_ = 0;

}

int GoChecking (int x, int y, int n);

int Check (bool net[10] [10], int x, int y);

int GoScaning (int x, int y, int n);

int Scan (Flot *fl, int x, int y);

int Miss (int x, int y, int n);

int EndRaund (int n);

};

class HandlersOfEvents: public Referee

{

public:

bool play;

int col_deck, col_ship, i, j, k;

HandlersOfEvents (TImage *Im1, TImage *Im2)

{

play = false;

col_deck = 4; col_ship = 1;

player = new Flot(Im1);

CPU = new Flot(Im2);

}

int Play (TImage *Im1, TImage *Im2);

int Move();

int Desposition (int x, int y, TMouseButton Button);

int Draw (String key, int x, int y, int n);

int ShootPlayer (int x, int y, int n);

int Shoot (int x, int y);

};

class TForm1: public TForm

{

__published:	 // IDE-managed Components

TImage *Fild1;

TImage *Fild2;

TPanel *Panel1;

TBitBtn *BitBtn1;

TBitBtn *BitBtn2;

TBitBtn *BitBtn3;

TPanel *Panel2;

void __fastcall Fild2MouseDown (TObject *Sender,

TMouseButton Button, TShiftState Shift, int X, int Y);

void __fastcall BitBtn2Click (TObject *Sender);

void __fastcall Fild1MouseDown (TObject *Sender,

TMouseButton Button, TShiftState Shift, int X, int Y);

void __fastcall BitBtn3Click (TObject *Sender);

private:	 // User declarations

public: // User declarations

__fastcall TForm1 (TComponent* Owner);

HandlersOfEvents *HE;

};

 // –

extern PACKAGE TForm1 *Form1;

 // –

#endif






Литература



1. А.Я. Архангельский. Программирование в C++ Builder 6. - ЗАО «Издательство

БИНОМ», Москва, 2005

2. Уильям Топп, Уильям Форд. Структура данных в С++.-ЗАО «Издательство

БИНОМ», Москва, 2000

3. В.В. Подбельский. Язык С, С++. «Финансы и статистика», Москва, 2003

4. Т.А. Павловская. С/С++. «Питер», Санкт-Петербург, 2002





2