采用5种设计模式的五子棋

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一、设计要求

仿照教材上面围棋软件的设计思路，设计一款五子棋，采用至少5种设计模式

二、引言

五子棋最早源于中国古代尧帝时期，最初流行于少数民族地区，围棋就是从那时的五子棋渐渐的演变而来的。后来在炎黄子孙的后代流行开来。五子棋棋具虽然与围棋相同，但下法却完全不同。五子棋两人对局，轮流下棋，先将五子连成一行者为胜。后来，五子棋由朝鲜使臣带到朝鲜，再有日本人带到日本。而真正使五子棋发扬光大的是日本。五子棋刚到日本，只有在王室和贵族中间玩，后来被出入皇宫的下人偷偷的传入民间。

三、设计模式

4.1 采用的设计模式

本项目一共使用了5种设计模式，分别是工厂方法模式、享元模式、备忘录模式、观察者模式、策略模式。其中工厂方法模式给用户选择背景音乐、享元模式用于设计五子棋的棋子类、备忘录模式来实现悔棋功能，观察者模式来实现不同类中的JPanel与JFrame通信来实现关闭窗口，策略模式来提供用户来选择人机模式与人人模式。

4.2 设计模式结构视图

4.2.1 工厂方法模式

图 1工厂方法模式视图

4.2.2 享元模式

图 2享元模式视图

4.2.3 备忘录模式

图 3备忘录模式视图

4.2.4 观察者模式

图 4观察者模式视图

4.2.5 策略模式

图 5策略模式视图

四、 系统设计

4.1 背景音乐选择——简单工厂方法模式

图 6工厂方法模式实例类类图

4.2 棋子对象——享元模式

图 7享元模式实例类图

4.3 悔棋——备忘录模式

图 8备忘录模式实例类图

4.4 JPanel与JFrmae的通信——观察者模式

图 9观察者模式实例类图

4.5 人机对战人人对战选择——策略模式

图 10策略模式实例类图

4.6 分析类

图 11分析类类图

五、 系统实现

5.1 部分代码辅助说明

package Observer;

import java.util.ArrayList;

public abstract class Subject
{
    protected static ArrayList observers = new ArrayList();

    public static void attach(Obs obs)
    {
        observers.add(obs);
    }

    public void detach(Obs obs)
    {
        observers.remove(obs);
    }

    public abstract void back() throws InterruptedException;
}

package Observer;

public interface Obs
{
    void response() throws InterruptedException;
}

package Memorandum;

public class Memento
{
    protected String [][] chess=new String[17][17];

    public Memento(String[][] chess)
    {
        for (int i = 0; i < 17; i++)
        {
            for (int j = 0; j < 17; j++)
            {
                this.chess[i][j]=chess[i][j];
            }
        }
    }

    public String[][] getChess()
    {
        return chess;
    }

    public void setChess(String[][] chess)
    {
        this.chess = chess;
    }
}

package Game;

import Memorandum.Memento;

import java.awt.*;

public interface ChessboardPanel
{
    public void setCanPlay(boolean canPlay);
    public void setChess(String[][] chess);
    public void restoreMemento();
    public Memento saveMemento();
    public void paint(Graphics g);
    public void repaint();
    public String getFirst();
}

package BgMusic;

public interface BackgroundMusicFactory
{
    public BackgroundMusic produceBackMusic();

}

package BgMusic;

public interface BackgroundMusic
{
    public void play();
    public void stop();
}

5.2 系统界面

图 12游戏进入界面

图 13游戏开始界面

图 14游戏开始提示界面

图 15人机对战且电脑先手界面

图 16悔棋提示界面

图 17背景音乐切换界面

六、 结语

此次实验比较有挑战性，要运用5中设计模式来实现五子棋，五子棋的算法其实十分常见，但是里面的人机算法就比较有挑战性，我首先想使用贪心算法来实现电脑的落子，但是由于在最优子结构那里不知道怎么很好的判断，去网上查了一下，可以通过赋予每种落子的可能来实现赋权。通过比较权值的大小进行判断，而且在设计模式中我首先是写了一个人人对战的算法，那个时候应该感觉还缺几个设计模式，所以有打算写一个人机对战的算法来添加一个策略模式，在这里的我感觉来改动过程中我感觉到了，设计模式真的能很好的解决耦合性的问题，对于传统的设计来比较，使用设计模式之后，明显降低了耦合度，而且还在一定程度上满足开闭原则，对整体代码来说，虽然代码流程会比之前复杂，但是整个代码的质量明显提升了一个档次。