面向对象程序设计报告.doc

计算机科学与技术学院

《面向对象程序设计》课程设计报告
（2015/2016学年 第二学期）

学生姓名： 刘丽敏
学生专业： 软件工程
学生班级： 142601
学生学号： 201426170114
指导教师： 秦怡

2016年　　7月　　5日

计算机科学与技术学院
课程设计任务书
课程设计名称
面向对象程序设计
课程设计题目
记忆测试系统
学生姓名
刘丽敏
专业班级
软件工程142601
学号
201426170114

课程设计任务内容

设计内容：
记忆测试系统通过回忆法测试记忆，分为初级、中级、高级三个级别，并通过记忆榜存储每个级别的成绩。
设计要求：
1． 单击“记忆测试”菜单可以选择初级/中级/高级，也可以查看初级记忆榜/中级记忆榜或高级记忆榜。
2． 选择级别后，将显示相应级别的测试区域。测试区域由若干个方块组成，每个方块都有一个图标，但该图标默认情况下不可见。用鼠标单击测试区中的任何一个方块，则计时器开始启动，同时该方块上的图标将显示出来。对于初级级别，用户必须用鼠标连续单击出6个图标相同的方块，也就是说，如果用户已经用鼠标连续单击出n（n<6）个图标相同的方块，单击另一个方块时，如果该方块的图标和上一个相同，那么该方块的图标和前n 次单击出的方块的图标仍然可见，否则，前n次单击出的方块的图标都变为不可见。
3． 连续单击出该级别所要求的若干个图彪相同的方块后，将显示保存成绩对话框，成绩按所用时间排序。用户可以通过该对话框选择是否将自己的成绩保存到成绩表中。

指导教师：秦怡

时 间： 2016 年 7月 4 日

计算机科学与技术学院
课程设计成绩评审表
课程设计名称
面向对象程序设计
课程设计题目
记忆测试系统
学生姓名
刘丽敏
专业班级
软件142601
学号
201426170114　　　　　
同组人

指导教师
秦怡
设计成绩

评价内容

签 字：

时 间： 年 月 日

目录
一．功能需求描述…………………………………………………1
二．设计描述………………………………………………………3
1 MemoryGame.java（主类）…………………………………………………3
2 MemoryTestArea.java ………………………………………………………3
3 Block.java ……………………………………………………………………4
4 Record.java …………………………………………………………………4
5 ShowRecordDialog.java ……………………………………………………4
6 People.java ……………………………………………………………………4
三．算法描述 ………………………………………………………4
1 MemoryGame类 ………………………………………………………………4
2 MemoryTestArea类 …………………………………………………………7
3 Block类 ……………………………………………………………………9
4 ShowRecordDialog类 ………………………………………………………10
5 People类 ……………………………………………………………………11
6 Record类 ………………………………………………………………………12
7 图像文件 ………………………………………………………………………13
四．开发过程描述……………………………………………………14
五．设计心得体会……………………………………………………27

一．功能需求描述
设计内容：
记忆测试系统通过回忆法测试记忆，分为初级、中级、高级三个级别，并通过记忆榜存储每个级别的成绩。
设计要求：
4． 单击“记忆测试”菜单可以选择初级/中级/高级，也可以查看初级记忆榜/中级记忆榜或高级记忆榜。
5． 选择级别后，将显示相应级别的测试区域。测试区域由若干个方块组成，每个方块都有一个图标，但该图标默认情况下不可见。用鼠标单击测试区中的任何一个方块，则计时器开始启动，同时该方块上的图标将显示出来。对于初级级别，用户必须用鼠标连续单击出6个图标相同的方块，也就是说，如果用户已经用鼠标连续单击出n（n<6）个图标相同的方块，单击另一个方块时，如果该方块的图标和上一个相同，那么该方块的图标和前n 次单击出的方块的图标仍然可见，否则，前n次单击出的方块的图标都变为不可见。
6． 连续单击出该级别所要求的若干个图彪相同的方块后，将显示保存成绩对话框，成绩按所用时间排序。用户可以通过该对话框选择是否将自己的成绩保存到成绩表中。
运行效果图：

二．设计描述
在记忆测试系统中，可以编写6个java源文件：MemoryGame.java、MemoryTestArea.java、Block.java、ShowRecordDialog.java、Record.java和People.java。
记忆测试系统除了上述6个java源文件产生的类之外，还需要java系统提供一些重要的类。记忆测试系统所用到的一些重要的类以及之间的组合关系如图1.1所示。
以下是6个java源文件的总体设计。
1 MemoryGame.java（主类）
MemoryGame类负责创建记忆测试系统的主窗口，该类含有main方法，记忆测试系统从该类开始执行。MemoryGame类有4种重要类型的对象，分别是String、File、MemoryTestArea和ShowRecordDialog对象。MemoryGame类创建的窗口对象以及其中的主要成员对象如图1.2所示。MemoryGame类的主要成员的作用将在后面的详细设计中阐述。
2 MemoryTestArea.java
MemoryTestArea类是主类MemoryGame窗口中的一个JPanel容器，所创建的对象称为“测试区”，这个“测试区”被添加到MemoryGame窗口的中心。MemoryTestArea主要有6种类型的成员：ArrayList<Block>、String、Record、Timer、File和Thread对象。MemoryTestArea类的主要成员的作用将在后面的详细设计中概述。
3 Block.java
Block类是JButton的子类，负责为MemoryTestArea类中的Array<Block>数组表提供Block对象。
4 Record.java
Record类是javax.swing包中的JDialog对话框的子类，当用户成功单击出相应级别所要求的图标相同的方块后，Record创建的对象负责保存用用户的名字和成绩到相应的级别文件中。
5 ShowRecordDialog.java
ShowRecordDialog类是javax.swing包中JDialog对话框的子类，当用户单击“查看排行榜”时，ShowRecordDialog创建的对象负责显示用户的成绩。
6 People.java
People对象封装用户的名字和成绩，以便ShowRecordDialog对象可以按成绩的高低排序用户。

三．算法描述
1 MemoryGame类
UML图
MemoryGame类是javax.swing包中JFrame的一个子类，并实现了ActionListener接口。该类的主要成员变量和方法如下图：

JFrame
ActionListener

MemoryGame

bar：JMenuBar imageName：String[]
menuGrade，menuResult，menuIcon：JMenu memoryArea：MemoryArea
oneGradeItem，twoGradeItem，threeGradeItem：JMenuItem showDialog：ShowRecordDialog
oneGradeResult，twoGradeResult,threeGradeResult：JMenuItem m，n：int
carImageIcon，animalImageIcon：JMenuItem
fileOneGrade，fileTwoGrade,fileThreeGrade,gradeFile：File

MemoryGame（）：无类型
actionPerformed（ActionEvent）：void
mian（String[]）：void

MemoryGame类的UML图

以下是UML图中有关数据和方法的详细说明。

1） 成员变量
bar是JMenuBar类创建的菜单条，可以向bar中添加菜单。
menuGrade、menuResult、menuIcon是JMenu类创建的三个菜单，这三个菜单的名称分别是“选择级别”、“查看排行榜”和“选择图标”。
oneGradeItem、twoGradeItem和threeGradeIte是JMenuItem类创建的三个菜单项，被添加到menuGrade菜单中。这三个菜单项的名称分别是“初级”、“中级”和“高级”。
oneGradeResult、twoGradeResult和threeGradeResult是JMenuItem类创建的三个菜单项，被添加到menuResult菜单中。这三个菜单项的名称分别是“初级排行榜”、“中级排行榜”和“高级排行榜”。
carImageIcon、animalImageIcon、fruitImageIcon和buildingImageIcon是JMenuItem类创建的四个菜单项，被添加到menuIcon菜单中。这四个菜单项的名称分别是“汽车图标”、“动物图标”“水果图标”、“建筑图标”。
fileOneGradeResult、fileTwoGradeResult、fileThreeGradeResult和gardeFile是Fiel类创建的四个文件对象。fileOneGrade、fileTwoGradehe和fileThreeGrade三个文件对象所引用的文件分别是“初级记忆排行榜.txt”、“中级记忆排行榜.txt”和“高级记忆排行榜.txt”，分别用来写入三个级别的成绩。gradeFile可以是fileOneGrade、fileTwoGrade和fileThreeGarde中的某一个。
imageName是String类型的数组，每个单元是一个图像文件的名字。
memoryArea是测试区对象，由MemoryArea类负责创建。
showDialog是负责显示成绩对话框，由ShowRecordDialog类负责创建。
m和n是int型数据，其值可以确定相应级数中测试区中方块的数量，例如，对于中级水平，m=6，n=7，测试区一共有42个方块。

2）方法
actionPerformed（ActionEvent）方法是MemoryGame类来实现的ActionListener接口中的方法，负责执行菜单项发出的有关命令。用户选择菜单中的菜单项可触发ActionEvent事件，导致actionPerformed（ActionEvent）方法执行相应的操作。
MemoryGame（）是构造方法，的负责完成窗口的初始化。
main（String[]）方法是软件运行的入口方法。
2 MemoryTestArea类

UML图
MemoryTestArea类是javax.swing包中JPanel容器的子类，实现了ActionListener和Runnable接口，所创建的对象：memoryArea是MemoryGame类的最重要的成员之一，作为一个容器添加到MemoryGame窗口的中心。标明MemoryTestGame类的主要成员变量、方法以及和MemoryGame类之间组合关系的UML图如下图所示。

JPanel
ActionListener
Runnable

MemoryGame
MemoryTestArea

memoryArea：
MemoryTestArea
row，col，usedTime，success：int hintTread：Thread
gradeFile：File hintButton：JButton
allBlockList：ArrayList<Block> showUsedTime：JTextFiled
imageFileName：String[] hintMessage：JTextFiled
openIconList：LinkedList<ImagaIcon> timer：Timer
openBlockList：LinkedList<Block> record：Record
MemoryTestArea()：无类型
initBlock（int，int，String[]，File）：void
setImageName（String[]）：void
actionPerformed(ActionEvent)：void
run（）：void

以下是UML图中有关数据和方法的详细说明。
1）成员变量
row和col的值确定测试区中方块的数量。MemoryTestArea类创建的对象memoryArea是MemoryGame中的成员，memoryArea对象通过调用initBlock（int，int，String[]，File）方法将MemoryGame类中的m和n值传递给row和col。
usedTime是用户的用时，单位是秒，iconNum是用户鼠标单击的次数，单位是次。
Success的值是用户找到的具有相同的图标方块的个数。
gradeFile是级别文件，memoryArea对象通过调用initBlock（int，int，String[]，File）方法见MemoryGame类中的gradeFile的引用传递给memoryArea对象中的gradeFile。
数组表allBlockList单元的个数是row和col的乘积，它的每个单元存放着一个Block对象。memoryArea对象在调用intBlock（int，int，String[]，File）方法时完成对allBlockList单元初始化，即创建单元中的Block对象。
字符串数组imageFileName中的每个单元是一幅图像文件的文字。memoryArea对象通过调用setImageName（String[]）方法将MemoryGame中存放图像文件名字的imageName数据的引用传递给imageFileName。
链表openIconList用来存放用户找到的图标相同的方块上的图标。
链表openBlockList用来存放用户找到的图标相同的方块。
hintThread是用Thread类创建的线程对象，用来提示测试区中的Block上的图标，提示方式是将测试区中的各个Block上图标持续显示1200毫秒。
hintButton是注册了ActionEvent事件的监视器，当单击它时，启动hintThread线程。
showUsedTime显示用户的用时，即显示usedTime的值，showIconNum是显示用户单击鼠标的次数，即显示showIconNum的值。
record负责提供保存成绩的界面，是一个对话框，默认不见。当用户寻找出级别所要求的相同的图标方块的数目后，该对话框可见，用户可以在该对话框中输入姓名，并保存所输入的姓名和usedTime的值到gradeFile指定的级别文件中。
2） 方法
MemoryTestArea（）是构造方法，创建memoryArea对象时需使用该构造方法。
initBlock（int，int，String[]，File）方法。memoryArea对象调用该方法将参数的值传递给row、col、imageFileName和gradeFile，并依据这些值设置allBlockList数组表的大小，然后创建allBlockList的单元中的Block对象，并设置Block对象上的图标。
setImageName（String[]）方法。memoryArea对象调用该方法可以将MemoryGame中存放图像文件名字的imageName数组的引用传递给imageFileName。当用户单击MemoryGame主类窗口的carImageIcon和animalImageIcon菜单项时，memoryArea对象将调用该方法把存放图像文件名字的imageName数组的引用传递给imageFileName。
actionPerformed（ActionEvent）方法。该方法是MemoryArea类实现的ActionListener接口中的方法。memoryArea中的每个Block对象注册了ActionEvent事件监视器，当用户单击memoryArea中的某个Block对象时，actionPerformed（ActionEvent）方法将被调用执行，所执行的主要操作是：如果该Block对象未显示图标，并且该Block对象设置的图标和openIconList的存放的图标相同，就将该图标添加到链表openIconList中同时将该Block对象上图标显示出来，并将success的值增1；如果该Block对象未显示图标，并且该Block对象设置的图标和OpenIconList的中存放的图标不相同，就将openIconList清空，然后再将该图标添加到链表openIconList中，同时将该Block对象上图标显示出来，并将success的值设置成1。当用户单击hintButton按钮时，actionPerformed（ActionEvent）方法将被调用执行，执行的主要操作是启动hintThread线程。
run（）方法。该方法是MemoryArea类实现Runnable接口中的方法，启动hintThread线程后，该方法将执行，其主要操作是将测试区中的未显示图标的各个Block对象上的图标持续显示1200毫秒。
3 Block类
（1）效果图
Block创建的方块效果下如图所示。

（a） 图标不可见时的方块 （b） 图标可见时的方块

Block创建的方块效果图

（2）UML图
Block类是javax.swing包中JButton的子类，所创建的对象作为MemoryTestArea测试区中的方法，被添加到测试区的allBlockList数组表中。标明Block类的主要成员变量、方法以及和MemoryTestArea类之间的关系的UML图如下图所示
以下是UML图中有关数据和方法的详细说明。
1） 成员变量
openStateIcon是方块上的图标。
2） 方法
Block对象调用setOpenStateIcon（ImageIcon）方法可以设置它上面的图标。
Block对象调用getOpenStateIcon（）方法可以获得它上面的图标。

JButton

allBlockList：ArrayList<Block>
MemoryTestArea
openStateIcon：ImageIcon

setOpenStateIcon（ImageIcon）：void
getOpenStateIcon（）：ImageIcon

Block

1.3.4 ShowRecordDialog类
UML图
ShowRecordDialog类是javax.swing包中JDialog的子类，并实现了ActionListener接口，该类创建的对象showDialog是MemoryGame窗口的成员之一。当用户选择窗口上的“查看排行榜”菜单中的菜单项，该对话框可见，并显示相应级别文件中存储的成绩。标明ShowRecordDialog类的主要成员变量、方法以及和MemoryGame类之间组合关系的UML图如下图所示

ActionListener
JDialog

MemoryGame
ShowRecordDialog

showDialog：ShowRecordDialog
gradeFile：File
clear：JButton
showArea：JTextArea
treeSet：TreeSet<People>
ShowRecordDialog（）：无类型
setGradeFile（File）：void
showRecord（）：void
actionPerformed（ActionEvent）：void

ShowRecordDialoglei类的UML图

以下是UML图中有关数据和方法的详细说明。
1）成员变量
gradeFile是对话框要读取的文件，该文件存储成绩。
clear是注册了ActionEvent事件的按钮。
showArea文本区显示对话框从gradeFile文件中读出的成绩。
treeSet负责将成绩按高低排序。
2）方法
ShowRecordDialog（）是构造方法，负责创新showDialog对象。
setGradeFile（File）方法。ShowRecordDialog类创建的ShowrecordDialog对话框是主类MemoryGame窗口中的一个成员。当用户选择窗口上的“查看排行榜”菜单中的菜单项时，ShowrecordDialog对话框调用setGradeFile（File）方法将相应的级别文件传递给gradeFile。
showRecord（）方法。ShowrecordDialog对话框调用该方法读取gradeFile文件中的成绩，为了将成绩按高低顺序显示在showArea文本区中，showRecord（）方法跟读取的名字和该名字的对应成绩，创建一个People对象，并将该People对象存放在treeSet树集中。
actionPerformed（ActionEvent）是ActionListener接口中的方法，clear注册了ActionEvent事件，当用户单击clear按钮时，actionPerformed（ActionEvent）方法被调用执行，所执行的操作是清除gradeFile文件中的内容。
5 People类
UML图
People对象中的数据由ShowRecordDialog对话框从gradeFile文件中读取的用户姓名和成绩所构成。ShowRecordDialog对话框将People对象作为其treeSet树集上的节点，以便按着成绩高低顺序排列People对象。标明People类的主要成员变量、方法以及和ShowrecordDialog类之间关系的UML图如下图

treeSet：TreeSet<People>
ShowRecordDialog
People

name：String
time：int
iconNum：int
getTime（）：int
getName（）：String
getIconNum（）：int
compareTo（Object）：int

People类的UML图
以下是UML图中有关数据和方法的详细说明。
1） 成员变量
Name是用户的名字。
Time是用户的用时。
IconNum是用户鼠标单击次数。
2） 方法
getTime（）方法返回time。
getName（）方法返回name。
getIconNum（）方法返回iconNum。
compareTo（Object）是Compareable接口中的方法，其操作是确定People对象的大小关系。

6 Record类
UML图
Record是javax.swing包中JDialog的子类，并实现了ActionListener接口，该类创建的对象record是MemoryTestArea类的成员之一。当用户成功单击出相应级别所要求的图标相同的方块后，程序弹出Record对话框，用户使用对话框提供的界面将成绩保存到相应的级别文件中。标明了Record类的主要成员变量、方法以及和MemoryTestArea类之间关系的UML图如下图所示。

record：Record
time：int enter，cancel：JButton
yourName：JTextFiled gradeFile：File
lable：JLable
Record（）：无类型
setGradeFile：void
setTime（int）：void
actionPerformed（ActionEvent）：void
ActionListener
JDialog
MemoryTestAea
Record

Record类的UML图
以下是UML图中有关数据和方法的详细说明。

1） 成员变量
time是用户的用时。
yourName是用户用来输入名字和文本框。
enter和cancel是按钮对象，用户单击enter按钮可以保存成绩，单击cancel可以放弃保存成绩。
gradeFile是级别文件。

2） 方法
Record（）是构造方法，负责创建record对象。
setGradeFile（File）方法。Record类创建的Record对话框时测试区MemoryTestArea中一个成员。当用户成功单击出相应级别所要求的图标相同的方块后，测试区弹出Record对话框，Record对话框将调用setGradeFile（File）方法将测试区中的级别文件传递给Record对话框gradeFile。
setTime（int）方法。当用户成功单击出相应的级别所要求的图标相同的方块后，测试区弹出对话框，Record对话框将调用setTime（int）方法将测试区记录的用户用时传递给Record对话框中的time。
actionPerformed（ActionEvent）是ActionListener接口中的方法，enter和cancel按钮注册了ActionEvent事件，当用户单击enter时，actionPerformed（ActionEvent）方法被调用执行，其操作是将用户在文本框yourName中输入的名字以及time的值保存到gradeFiel文件中，然后关闭当前对话框；当用户单击cancel按钮时，actionPerformed（ActionEvent）方法被调用执行，其操作是关闭当前对话框。
7 图像文件
创建图标对象需使用如下四组图像文件：
（1） car0.jpg、car1.jpg、car2.jpg、car3.jpg、car4.jpg、car5.jpg、car6.jpg、car7.jpg、car8.jpg；
（2） animal0.jpg、animal1.jpg、animal2.jpg、animal3.jpg、animal4.jpg、animal5.jpg、animal6.jpg、animal7.jpg、animal8.jpg；
（3） fruit0.jpg、 fruit1.jpg、fruit2.jpg、fruit3.jpg、fruit4.jpg、fruit5.jpg、fruit6.jpg、fruit7.jpg、fruit8.jpg；
（4） building0.jpg、building1.jpg、building2.jpg、building3.jpg、building4.jpg、building5.jpg、building6.jpg、building7.jpg、building8.jpg。
四．开发过程描述
源代码
（MemoryGame.java）

import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.io.*;
import java.util.LinkedList;

public class MemoryGame extends JFrame implements ActionListener {
JMenuBar bar; // 创建 一个菜单栏（条）
JMenu menuGrade,menuResult,menuIcon; // 创建三个菜单
JMenuItem oneGradeItem,twoGradeItem,threeGradeItem; // 创建菜单项
JMenuItem oneGradeResult,twoGradeResult,threeGradeResult;
JMenuItem carImageIcon,animalImageIcon,fruitImageIcon,buildingImageIcon;
File fileOneGrade,fileTwoGrade,fileThreeGrade,gradeFile; // 创建四个File类的对象，分别引用文件“初级记忆排行榜.txt”等！！！
String imageName[]; // 用于图片名称数组！！！
MemoryTestArea memoryArea;
ShowRecordDialog showDialog = null;
int m=5,n=6;
final int imageNumber = 7;
MemoryGame() {
fileOneGrade = new File("初级记忆排行榜.txt"); // 创建txt文本文件（对象）
fileTwoGrade = new File("中级记忆排行旁.txt");
fileThreeGrade = new File("高记忆排行榜.txt");
bar = new JMenuBar();
menuGrade = new JMenu("选择级别");
oneGradeItem = new JMenuItem("初级");
twoGradeItem = new JMenuItem("中级");
threeGradeItem = new JMenuItem("高级");
menuGrade.add(oneGradeItem);
menuGrade.add(twoGradeItem);
menuGrade.add(threeGradeItem);
menuResult = new JMenu("查看排行榜");
oneGradeResult = new JMenuItem("初级排行榜");
twoGradeResult = new JMenuItem("中级排行榜");
threeGradeResult = new JMenuItem("高级排行榜");
menuResult.add(oneGradeResult);
menuResult.add(twoGradeResult);
menuResult.add(threeGradeResult);
menuIcon = new JMenu("选择图标");
carImageIcon = new JMenuItem("汽车图标");
carImageIcon.addActionListener(this);
animalImageIcon = new JMenuItem("动物图标");
animalImageIcon.addActionListener(this);
fruitImageIcon = new JMenuItem("水果图标"); // 水果、建筑图标实例化！！！
fruitImageIcon.addActionListener(this);
buildingImageIcon = new JMenuItem("建筑图标");
buildingImageIcon.addActionListener(this);
menuIcon.add(carImageIcon);
menuIcon.add(animalImageIcon);
menuIcon.add(fruitImageIcon);
menuIcon.add(buildingImageIcon);
bar.add(menuGrade);
bar.add(menuResult);
bar.add(menuIcon);
setJMenuBar(bar);
oneGradeItem.addActionListener(this);
twoGradeItem.addActionListener(this);
threeGradeItem.addActionListener(this);
oneGradeResult.addActionListener(this);
twoGradeResult.addActionListener(this);
threeGradeResult.addActio