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java课程设计模板

69
2020年4月19日
文档仅供参考，不当之处，请联系改正。

课程设计报告
( — 第2学期)

课程名称
Java课程设计报告
学生姓名
张晓甜
班级

学号

指导教师
康军
完成日期
.6.23

目录

一、 设计目的及要求 1
1.1课程设计目的 1
1.2课程设计内容和要求 1
二、系统需求分析 2
2.1 系统目标 2
2.2游戏需求 2
2.3 开发环境 2
三、系统总体设计 3
3.1系统的功能模块划分 3
3.2系统流程图 4
四、系统详细设计 5
4.1具体的设计步骤如下：  5
4.2界面设计 5
4.3关键功能的实现 6
五、代码调试 11
六、小结 14
参考文献 15
七、附录 15

一、 设计目的及要求
1.1课程设计目的
经过本游戏的设计，综合自己在校期间所学的理论知识，设计开发24点游戏，使自己熟悉应用系统的开发过程，进一步理解面向对象程序设计的思想和方法，利用Java语言进行程序设计的能力，培养自主思考能力，检验学习效果和动手能力，初步掌握基础编程知识，并锻炼发现问题、分析问题和解决问题的能力。从而达到理论与实践相结合的目的。
加深对《Java语言与面向对象技术》课程基础知识的理解，掌握Java语言面向对象程序设计的开发方法和步骤。
1.2课程设计内容和要求
24点游戏是一种使用扑克牌来进行的益智的游戏，游戏内容为：从一副扑克牌四个花色的1到K等52张牌中，任意抽取4张牌，运用加、减、乘、除和括号等运算符把牌面上的数进行运算得到24。游戏有不同的版本，其实是对J、Q、和K的处理有所不同。有的版本版本是把J、Q、和K去除，只用1到10来进行游戏；有的版本是把J、Q、和K当成10；还有的版本是用J表示11，Q表示12，K表示13。此次课程设计采用的是把J表示11，Q表示12，K表示13，使游戏的四张牌在1～K这13张牌中随机取牌。具体功能如下： 
⑴对游戏设计三个难易级别，分别为初级、中级和高级。每次开始游戏前能够根据玩家的需要进行难度设置，如若不设置，系统默认难度级别为初级，设置完难度级别之后就能够开始游戏了，单击“发牌”按钮，桌面上出现四张翻开的扑克牌，与此同时，游戏开始计时，时间条开始前进。 
⑵在规定的时间内，玩家能够在“输入结果”的编辑框中输入自己想好的算式，然后点击“验算”按钮：如果输入的算式经运算后所的答案正确，则会弹出“恭喜，你成功答对了一题”的窗口；如果输入的数字与给出的牌的数字不符或者符号不合法，则会弹出“抱歉，你答错了”的窗口；如果未输入任何的数字和算符，则会弹出“输入不能为空！”的窗口。
⑶ 程序中能够记录游戏的历史记录。
⑷如果在规定的时间内，玩家没有点击验算按钮，则会弹出“对不起，你失败了”的窗口。
⑸在结束本轮游戏后，如果玩家想继续游戏，则可点击“发牌”按钮即可重新发牌，开始下一轮的游戏；如果玩家想结束游戏，则可点击“结束”按钮即可结束游戏
二、系统需求分析
2.1 系统目标
使用所学知识制作一个基于java的24点游戏。
2.2游戏需求
游戏界面需求：设计良好的游戏界面能够让玩家充分感受到游戏带来的娱乐性，游戏的背景色是绿色，尽量降低玩家游戏时的用眼疲劳，最大化的为玩家带来舒适的娱乐环境。
游戏形状需求：根据数字颜色的不同，显示不同的纸牌。
鼠标处理事件需求：经过点击菜单栏中对应的菜单项，能够实现游戏开始、结束、数字的验算及其它游戏选择等功能。
2.3 开发环境
MyEclipse，windowbuilder
三、系统总体设计
3.1系统的功能模块划分
图一系统功能图

3.2系统流程图
保存历史记录至数据库中，并显示在表格中
Y
N
N

Y

N
Y
Y
N
是否设置难度？
1.低级
2.中级
3.高级
系统默认难度级别为中级
初始化
发牌
计时开始

输入算式,进行计算
比较函数值与参数值得大小

显示“错误!”
验算函数

判断计算结果是否为24？
超时显示：“超时”
输入字符错误：
显示：“错误!”
运算结果正确：“正确！”
运算结果错误：
显示：“错误！”
继续否？
结束
开始

图二系统流程图
四、系统详细设计
4.1具体的设计步骤如下： 
 1）在对话框中添加4个图像(分别用于四张扑克牌)，3个按钮（分别是发牌、运算、结束），1个编辑框，一个进度条和一个下拉框（用于选择难度级别）接着根据属性对以上所添加的控件进行属性修改，主要进行重命名，以便编辑源代码的时候区分，另外对图像的处理除了对其进行重命名外还要对其添加位图。之后经过打开图片，并对其进行重命名。  
2）根据流程图在类的原文件中逐一添加实现各个模块其功能所需要的各种函数，并添加相应的源代码，同时在头文件中添加对各种函数及变量的声明。 
3）对编译好的程序进行保存，开始进行调试，边调试边根据报错对原程序进行修改，直到程序不在报错为止。
4.2界面设计
表1 控件类型、ID及相关说明
对象
变量名
Caption或说明
静态文本
Label
耗时标志
静态文本
Label-1
第一张图
静态文本
Label-2
第二张图
静态文本
Label-3
第三张图
静态文本
Label-4
第四张图
静态文本
lblNewLabel
输入算式
静态文本
lblNewLabel-1
历史记录
静态文本
Label-5
选择难度
下拉框
comboBox
选择难度
表格
table
历史记录
编辑框
textField
输入计算
滚动条
progressBar
耗时
按钮
btnNewButton
发牌
按钮
Button
验算
按钮
Button-1
结束
4.3关键功能的实现
（1）发牌功能的实现
首先，经过Number[i]=rand()%13。来产生0-9的随机数，利用该函数加载了标号1～10的10张纸牌和一张背景纸牌。然后运行中的以下一段代码，即可在图像框中得到四张铺开的纸牌。代码如下：
Random random=new Random();
r1=random.nextInt(10)+1;

（2）计时功能的实现
首先，定义线程类，经过每隔不同的时间来发送信息来控制三个级别的时间不同。设置了时间限制，如果时间超过代表游戏结束，用户没有时间进行思考了，本轮游戏结束。源代码如下：

class MyThread extends Thread {

boolean lock=true;
JProgressBar progressBar;
JLabel label_1;
JLabel label_2;
JLabel label_3;
JLabel label_4;
JTextField textField;
JButton button;
int difficulty=0;
MyThread(JProgressBar progressBar,JLabel label_1,JLabel label_2,JLabel label_3,JLabel label_4,JTextField textField,int difficulty,JButton button){
this.progressBar=progressBar;
this.label_1=label_1;
this.label_2=label_2;
this.label_3=label_3;
this.label_4=label_4;
this.textField=textField;
this.difficulty=difficulty;
this.button=button;
}
public void run() {
// TODO Auto-generated method stub
for(int i=0;i<=60-20*difficulty;i++){
try {
if(lock==true){
this.sleep(1000);
progressBar.setValue(i*(difficulty+1));
}
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
lock=false;
}
}
if(lock==true){
JOptionPane.showMessageDialog(null, "对不起，没有时间了", "Message",JOptionPane.WARNING_MESSAGE);  
label_1.setIcon(new ImageIcon("C:\\Users\\zcs\\Workspaces\\MyEclipse   CI\\pukeImage\\1.jpg"));
label_2.setIcon(new ImageIcon("C:\\Users\\zcs\\Workspaces\\MyEclipse   CI\\pukeImage\\2.jpg"));
label_3.setIcon(new ImageIcon("C:\\Users\\zcs\\Workspaces\\MyEclipse   CI\\pukeImage\\1.jpg"));
label_4.setIcon(new ImageIcon("C:\\Users\\zcs\\Workspaces\\MyEclipse   CI\\pukeImage\\2.jpg"));
progressBar.setValue(0);
textField.setText("");
textField.setEnabled(false);
button.setEnabled(false);
textField.setText(null);
}
}
}
（3）验算功能的实现
只简单介绍弹出框的实现的功能完成。在规定的时间内玩家输入算式进行验算，根据不同的情况会弹出不同的对话框。有以下两种情况:如果玩家输入的数字与扑克牌给出的数字不符合，则会弹出“抱歉，你答错了”的提示对话框。如果玩家输入算式经运算后所得答案正确，则会弹出“恭喜，你成功答对了一题”的提示对话框。具体代码如下：

button.addMouseListener(new MouseAdapter() {
@Override
public void mouseClicked(MouseEvent e) {

String s= textField.getText().toString();
if(cacComplex(s)==24&&kuohao(s)==1&&shuzi(s)==1){
JOptionPane.showMessageDialog(null, "恭喜，你成功答对了一题", "Message",JOptionPane.PLAIN_MESSAGE);
currenttime=System.currentTimeMillis();
if(time>currenttime-firsttime||time==0){
time=(int) (currenttime-firsttime);
}
correct++;
textField.setText("");
label_1.setIcon(new ImageIcon("C:\\Users\\zcs\\Workspaces\\MyEclipse   CI\\pukeImage\\1.jpg"));
label_2.setIcon(new ImageIcon("C:\\Users\\zcs\\Workspaces\\MyEclipse   CI\\pukeImage\\2.jpg"));
label_3.setIcon(new ImageIcon("C:\\Users\\zcs\\Workspaces\\MyEclipse   CI\\pukeImage\\1.jpg"));
label_4.setIcon(new ImageIcon("C:\\Users\\zcs\\Workspaces\\MyEclipse   CI\\pukeImage\\2.jpg"));
thread.interrupt();
progressBar.setValue(0);
textField.setEnabled(false);
button.setEnabled(false);

}else{
JOptionPane.showMessageDialog(null, "抱歉，你答错了", "Message",JOptionPane.PLAIN_MESSAGE);
textField.setText("");
label_1.setIcon(new ImageIcon("C:\\Users\\zcs\\Workspaces\\MyEclipse   CI\\pukeImage\\1.jpg"));
label_2.setIcon(new ImageIcon("C:\\Users\\zcs\\Workspaces\\MyEclipse   CI\\pukeImage\\2.jpg"));
label_3.setIcon(new ImageIcon("C:\\Users\\zcs\\Workspaces\\MyEclipse   CI\\pukeImage\\1.jpg"));
label_4.setIcon(new ImageIcon("C:\\Users\\zcs\\Workspaces\\MyEclipse   CI\\pukeImage\\2.jpg"));
thread.interrupt();
progressBar.setValue(0);
textField.setEnabled(false);
button.setEnabled(false);
}

}
});

⑷计算功能的实现
对于输入结果的计算，主要是经过int LastPos(CString Str)，int FirstPos(CString Str)，char FirstF(CString Str)，int SubCompute(CString Str)，int TotalCompute(CString Str)等函数来来确定输入的算式的优先级别而且计算出输入算式的最终结果。现摘两段代码进行详细说明
private static double cacComplex(String str) {

if (str.equals(""))
return 0;
//System.out.println("CAC:" + str);
str = str.replaceAll("[\\（]", "(").replaceAll("[\\）]", ")");
int cl = str.lastIndexOf('(');
if (cl == -1)
return cac(str);
int cr = str.indexOf(')', cl);
String left = str.substring(0, cl);
String right = str.substring(cr + 1);
String middle = str.substring(cl + 1, cr);

return cacComplex(left + cac(middle) + right);
}

public static double cac(String str) {
if (str.equals(""))
return 0;

int ml = str.indexOf('*');
int dl = str.indexOf('/');

if (ml == -1 && dl == -1) {
return cacNoMD(str);
}
int index = ml == -1 ? dl : ml;

// 4+5*6*7+8
String left = str.substring(0, index);// 4+5
String m1 = lastNumber(left);
left = left.substring(0, left.length() - m1.length());
String right = str.substring(index + 1);// 6*7+8
String m2 = firstNumber(right);// m2:6
right = right.substring(m2.length());// *7+8
double d1 = Double.parseDouble(m1);
double d2 = Double.parseDouble(m2);
double tmp = 0;
if (index == ml) {
tmp = d1 * d2;
} else if (index == dl) {
tmp = d1 / d2;
}
return cac(left + tmp + right);

}

private static String lastNumber(String str) {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = str.length() - 1; i >= 0; i--) {
char c = str.charAt(i);
if (!Character.isDigit(c) && c != '.')
break;
sb.append(c);
}
return sb.reverse().toString();
}

private static String firstNumber(String str) {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (char c : str.toCharArray()) {
if (!Character.isDigit(c) && c != '.')
break;
sb.append(c);
}
return sb.toString();
}

private static double cacNoMD(String str) {
double ret = 0;
StringBuilder sb = new StringBuilder();
char sign = '+';
for (char c : (str + "+").toCharArray()) {
if (!Character.isDigit(c) && c != '.') {
if (sb.length() == 0)
continue;
double tmp = Double.parseDouble(sb.toString());
if (sign == '+') {
ret += tmp;
} else {
ret -= tmp;
}
sb = new StringBuilder();
sign = c;
} else {
sb.append(c);
}
}

return ret;
}
⑸括号匹配功能的实现
进行括号配对并优先进行括号内运算：
private static double kuohao(String str){
Stack<Character> stack =new Stack<Character>();
for(int i=0;i<str.length();i++){
if(str.charAt(i)=='('||str.charAt(i)==')'){
if(stack.isEmpty()){
stack.push(str.charAt(i));
}else if(stack.peek()=='('&&str.charAt(i)==')'){
stack.pop();
}else{
stack.push(str.charAt(i));
}
}
}
if(stack.isEmpty()){
return 1;
}else{
return 0;
}
}
我负责的是验算功能的实现，1. 括号匹配：建立一个栈stock，自右向左遍历字符串，当匹配到“(”，将“（”放入栈中，继续遍历。当匹配到“）”，如果栈顶为“（”，就执行stock.pop(),取出栈顶，否则就将字符放入栈中。直到遍历完字符串。如果栈空则匹配成功，否则就算匹配失败。
2. 检验次数：利用Pattern类，Matcher类，遍历字符串并检测其中中出现4个随机数的次数，超过1次表明错误。
3. 检验运算式：引入javascript中eval函数，检验表示式，如果错误，返回null。

五、代码调试
（1）进入游戏界面

说明：本界面为游戏初始界面，默认难度级别为初级。

（2）发牌

说明：点击“发牌”按钮，自动发牌，计时进度条开始滚动。

（3）输入验算公式界面

说明：验算正确

说明：验算错误

（4）没有来的及输入表示式，超过限制时间，页面显示为

说明：.如果在规定的时间内，玩家没有点击验算按钮，则会弹出“内部错误”的窗口。

（5）历史记录

说明：每结束一次游戏会将历史记录在数据库中。

六、小结
心得与体会
开始了为期两周的紧张的java课程设计，这已经是大学时代的第四次课程设计了，较之之前的三次，感觉这次的与以往大大不同，是利用自己的知识开发一个小游戏，心里着实兴奋了一把，可是这个设计用的是大二下学期学的java的知识，不是很理解或是熟练运用，因此刚刚开始的时候，毫无头绪，感觉好难真的好难，难于上青天。心里障碍阻当着我让我不敢向前迈步。我很怕自己做不好，怕自己不能按时完成，很怕自己不如其它同学。内心满是恐惧，被恐惧占具的心灵又怎么能出众的完成课程设计呢？
最初进行设计的时候，没有一点头绪，后来上网查阅，将计算器和菜单栏制作这两个范例看了几遍。感觉很有收获，可是对于进程条的设置还是不清楚，又翻出课件来看重新学习，经与同学讨论，终于弄清了进程条的设置。而对于编程，是最庞大又棘手的一块，那是忘得更多了，于是把课本和图书馆借来的参考书重新针对性的学了一次，遇到难处先是仔细的思考然后在向同学请教。能够说开始的那么几天都是在查找资料，翻阅相关的书籍。在最后添加代码的时候还有一些程序不知道怎么写。于是，于是又利用了网络资源，收集里了一些，经分析、查询资料仍有一些地方看不懂。就请教同学，尝试往对话框中添加相应代码的方法。根据一大段的分析，感觉程序执行某个功能，将这段代码添加到对应位置。所有的代码添加完后，运行、调试，开始会出现了很多很多的错误。逐条进行修改，再进行运行和调试，有时候错误看不懂，就找同学商量。也不知道错了多少次，改了多少次，终于最后做出了完美的游戏界面。终于完成了设计。
可是本次课程设计是自己第一次开发小游戏，心理很甜。经过此次课程设计，收获颇多，最主要的是对java知识重新学习了一遍，感受到了它的博大精深.
首先，编程有了很大的提高，虽然有时候自己没有思路，可是能够借鉴别人的代码，看别人设计的思路，理解的同时自己小试一下也能够编出来，因此凡事不能被困难吓倒，只要有开始，去尝试。就会有意想不到的收获。
再次，在运行、调试过程中也学到了很多，以前编程最怕的就是报错，特别是错误多了的时候，感觉毫无头绪直接头大，可是编程不可能不出错，报错，只要逐一对付，然后细心研究改正，终究一切问题都会迎刃而解的，因此遇到问题，不能急，要心平气和的去应对，才能把所学的只是真正用于实际，这不得不说正是我们当代大学生所严重缺乏的，以后的学习中更应注意。
经过这次课程设计，加强了我动手、思考和解决问题的能力。比如细心还有耐心还有对自己有一定的自信等等。而且课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时只有课间的学习是远远不够的，因此以后要多花时间温故知新。两个星期的课程设计，过程曲折可谓一语难尽。在此期间我也从毫无头绪到一度热情高涨。到从开始时满富盛激情到调不出结果的焦头烂额，到最后慧心的笑，点点滴滴无不令我回味无长。总之对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次课设必是我人生旅途上一个非常美好的回忆！

参考文献
[1]耿祥义，张跃平.Java面向对象程序设计 [M].北京：清华大学出版社， .11.

七、附录
import java.awt.BorderLayout;
import java.awt.EventQueue;

import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JPanel;
import javax.swing.border.EmptyBorder;
import java.awt.Color;
import javax.swing.JButton;
import javax.swing.JComboBox;
import javax.swing.JProgressBar;
import javax.swing.JScrollPane;
import javax.swing.SwingWorker;

import java.awt.event.MouseAdapter;
import java.awt.event.MouseEvent;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.TimeoutException;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;
import java.awt.Rectangle;
import javax.swing.border.CompoundBorder;
import javax.swing.JLabel;
import javax.swing.JOptionPane;

import java.awt.event.ActionListener;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.Font;
import javax.swing.ImageIcon;
import java.util.Random;
import java.util.Stack;

import javax.swing.JTextField;
import javax.swing.SwingConstants;
import javax.swing.JList;
import javax.swing.JTable;
import javax.swing.table.DefaultTableModel;
import javax.script.ScriptEngine;
import javax.script.ScriptEngineManager;
import javax.script.ScriptException;
import javax.swing.DefaultComboBoxModel;
import java.awt.event.ItemListener;
import java.awt.event.ItemEvent;
import java.sql.*;

public class MyFrame extends JFrame {
private JPanel contentPane;
private JProgressBar progressBar;
private JLabel label_1;
private JLabel label_2;
private JLabel label_3;
private JLabel label_4;
MyThread thread;
private JTextField textField;
private JScrollPane scrollPane;
private JTable table;
JComboBox comboBox;
JButton button;

int difficulty=0;
int total=0;
int correct=0;

int time=0;
long firsttime;
long currenttime;
int r1,r2,r3,r4;

/**
* Launch the application.
*/
public static void main(String[] args) throws Exception{
EventQueue.invokeLater(new Runnable() {
public void run() {
try {
MyFrame frame = new MyFrame();
frame.setVisible(true);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
}

private static double cacComplex(String str) {

if (str.equals(""))
return 0;
//System.out.println("CAC:" + str);
str = str.replaceAll("[\\（]", "(").replaceAll("[\\）]", ")");
int cl = str.lastIndexOf('(');

if (cl == -1)
return cac(str);
int cr = str.indexOf(')', cl);
String left = str.substring(0, cl);
String right = str.substring(cr + 1);
String middle = str.substring(cl + 1, cr);

return cacComplex(left + cac(middle) + right);

}

public static double cac(String str) {
if (str.equals(""))
return 0;

int ml = str.indexOf('*');
int dl = str.indexOf('/');

if (ml == -1 && dl == -1) {
return cacNoMD(str);
}
int index = ml == -1 ? dl : ml;

// 4+5*6*7+8
String left = str.substring(0, index);// 4+5
String m1 = lastNumber(left);
left = left.substring(0, left.length() - m1.length());
String right = str.substring(index + 1);// 6*7+8
String m2 = firstNumber(right);// m2:6
right = right.substring(m2.length());// *7+8
double d1 = Double.parseDouble(m1);
double d2 = Double.parseDouble(m2);
double tmp = 0;
if (index == ml) {
tmp = d1 * d2;
} else if (index == dl) {
tmp = d1 / d2;
}
return cac(left + tmp + right);

}

private static String lastNumber(String str) {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = str.length() - 1; i >= 0; i--) {
char c = str.charAt(i);
if (!Character.isDigit(c) && c != '.')
break;
sb.append(c);
}
return sb.reverse().toString();
}

private static String firstNumber(String str) {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (char c : str.toCharArray()) {
if (!Character.isDigit(c) && c != '.')
break;
sb.append(c);
}
return sb.toString();
}

private static double cacNoMD(String str) {
double ret = 0;
StringBuilder sb = new StringBuilder();
char sign = '+';
for (char c : (str + "+").toCharArray()) {
if (!Character.isDigit(c) && c != '.') {
if (sb.length() == 0)
continue;
double tmp = Double.parseDouble(sb.toString());
if (sign ==