Познаем основы Java и создаем крестики-нолики
Java — это не только язык, это целая экосистема, включающая в себя средства разработки, платформу для запуска готовых приложений, огромный свод документации и активное сообщество. Одним из преимуществ Java на начальном этапе была кросс-платформенность (принцип — «написано один раз — запускается везде»).
Дело в том, что программа на Java исполняется не на прямую процессором компьютера, а виртуальной машиной Java (JVM). Это позволяет абстрагироваться от многих нюансов конкретных платформ. Программу, написанную на Java, можно без изменений кода запускать на Windows, Linux, MacOS и других операционных системах (если, конечно, программа не использует специфичные для ОС функции).
Кто застал начало 2000х, наверное помнит огромное количество мобильных телефонов (тогда еще они не были смартфонами), на каждом телефоне была по сути своя маленькая ОС, но при этом почти на каждом можно было запустить Java игру или приложение.
На сегодняшний день Java по-прежнему входит в топ языков для изучения, а Java как платформа — в топ используемых технологий в мире IT и смежных областях.
Сегодня мы начнем изучать Java, причем сразу с примера игры «Крестики-нолики».
Итак, поехали. Надеюсь как установить java SDK ты уже разобрался. Мы будем писать код в IDE IntelliJ IDEA, но если у вас какая-то другая, например Eclipse, то разницы большой не будет.
Итак, создаем новый проект: нажимаем «create new project», выбираем java и щелкаем «next» до окна, где требуется ввести имя проекта, вводим TicTacToe (крестики-нолики). В некоторых случаях на этапе создания потребуется выбрать шаблон проекта, тогда смело выбирай что-либо похожее на JavaConsoleApplication.
После этого нажимаем «Finish». Idea немного подумает и сгенерирует нам проект с классом Main, в котором определена функция main().
Давайте разберемся, что здесь что. Слева открыто окно структуры проекта «Project», как мы видим в папке src в пакете com.company находится единственный java-файл нашей программы с именем Main. Справа показано его содержимое. Тут надо сделать небольшое отступление, дело в том, что в Java почти все представлено классами. В том числе и файлы программы описывают классы, причем имя файла должно совпадать с классом, который описывается в этом файле (например, у нас файл Main.java описывает класс Main). Пусть слово «класс» не смущает на первом этапе. Пока лишь отмечу, что для глубокого изучения Java так или иначе придется познакомиться с объектно-ориентированным подходом. В двух словах, класс можно воспринимать как шаблон, идею, а экземпляры класса — как реализацию этой идеи. Экземпляры класса называются его объектами. Например, вы можете представить идею стола (нечто, на что можно класть предметы), однако конкретных экземпляров такого стола огромное множество (на одной ножке, на четырех, круглые, квадратные, из разных материалов). Примерно так соотносятся классы и объекты в объектно-ориентированном программировании.
Внутри нашего класса Main описана функция main(), в Java с этой функции начинается исполнение программы, это точка входа в наше приложение. Сейчас там написан только автоматический комментарий (комментарии в Java начинаются с двух символов //). Попробуем кое-что добавить в наш код и проверить работоспособность приложения. Внутри функции main() допишем две строки:
Встроенная функция println() просто выводит на экран текстовую информацию. Запустим наше приложение (нажимаем shift-F10 или зеленый треугольник). Внизу, во вкладке run появится вывод нашей программы:
Функция main() отработала и закончилась, вместе с ней закончилась наша программа.
В игре пользователю конечно захочется взаимодействовать с программой более продвинутым способом, поэтому нам понадобится окно. Набираем внутри функции main() следующие строки:
Смысл большинства строк понятен из комментариев к ним, отдельно отмечу строку window.setLayout() — здесь устанавливается менеджер расположения, который будет применяется к компонентам, добавляемым в наше окно. Менеджер BorderLayout может располагать новые компоненты относительно сторон света (North(верх), West(слева), East(справа), South(низ)), Center (центр)). По умолчанию он располагает компоненты по центру. Подробнее с менеджерами расположения можно познакомиться в документации.
Теперь, если запустить нашу программу, мы увидим окно:
Пока в этом окне ничего нет. Создадим свой компонент, который и будет отрисовывать графику игры.
Очевидно, что рисовать в консоли у нас не получится, нужен какой-то компонент для более продвинутого взаимодействия с пользователем. Для этой цели создадим еще один класс, назовем его TicTacToe. Щелкаем правой клавишей мыши на имени пакета приложения (в данном случае это com.company)
И в появившемся меню выбираем пункт «New» → «Java Class». В окне создания класса набираем его имя «TicTacToe» и нажимаем «Enter».
У нас в проекте появился еще один класс. В главное окно можно добавлять только объекты класса JComponent, кроме того, нам нужна область для рисования. Поэтому наследуем наш класс TicTacToe от JComponent. Ой сколько непонятных слов! Сейчас постараюсь пояснить.
Наследование классов — это как создание уточненного шаблона на базе существующего. Например, есть класс Стол, описывающий идею стола вообще. Но нам очень часто приходится создавать столы на четырех ногах с деревянной столешницей, поэтому для удобства мы можем уточнить идею класса Стол и создать шаблон ДеревянныйСтол — он будет иметь все те же основные свойства, что и родительская идея, но зато часть свойств у него уже определены и понятны — это число ног, равное четырем и материал столешницы — дерево.
С JComponent то же самое — данный класс реализует идею некоторого графического компонента пользовательского интерфейса. Такой компонент можно добавить в окно и он умеет как-то себя отрисовывать. Например, класс JButton — наследник класса JComponent, это компонент, который выглядит, как кнопка и умеет показывать анимацию клика мышкой.
Здесь же, наследуя класс JComponent, мы создадим свой компонент, в котором сможем рисовать то, что нам нужно.
Итак дописываем extends JComponent в строку описания класса:
ИИ для крестики-нолики
Есть программа на Java, крестики-нолики. Human vs PC.
Ход компьютера происходит рандомно. А необходимо сделать хотя бы простенький ИИ, чтобы он смог выиграть, а то все проигрывает.
Тут компьютер ходит. field[x][y] — можем узнать что стоит в ячейке матрицы, ‘+’ — пусто, ‘0’ — комп, ‘X’ — человек.
public static void CompMove() int x = (int) (Math.random() * 3), y = (int) (Math.random() * 3); while (field[x][y] == '0' field[x][y] = '0'; }
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132
import java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; import java.io.InputStreamReader; public class TicTac { // Игровое поле public static char[][] field = { { '+', '+', '+' }, { '+', '+', '+' }, { '+', '+', '+' } }; // Ход компьютера (random-бот) public static void CompMove() int x = (int) (Math.random() * 3), y = (int) (Math.random() * 3); while (field[x][y] == '0' field[x][y] = '0'; } // Ход человека public static void HumanMove() throws IOException x > 2 field[x][y] = 'X'; } // Вывод игрового поля на экран public static void PrintField() { for (int i = 0; i 3; i++) { for (int j = 0; j 3; j++) { System.out.print(field[i][j]); } System.out.println(); } } // Проерка состояния игры и есть ли победители // возвращает символ победителя или символ пробела если пока никто не // выиграл public static char CheckGame() { char winner = ' '; // Проверка по горизонтали for (int i = 0; i 3; i++) { if (field[i][0] == field[i][1] && field[i][1] == field[i][2] && field[i][0] != '+') { winner = field[i][0]; break; } } // Проверка по вертикали если победитель пока не найден if (winner == ' ') { for (int i = 0; i 3; i++) { if (field[0][i] == field[1][i] && field[1][i] == field[2][i] && field[0][i] != '+') { winner = field[0][i]; break; } } } // Проверка главной диагонали если победитель пока не найден if (winner == ' ') { if (field[0][0] == field[1][1] && field[1][1] == field[2][2] && field[0][0] != '+') { winner = field[0][0]; } } // Проверка побочной диагонали если победитель пока не найден if (winner == ' ') { if (field[0][2] == field[1][1] && field[1][1] == field[2][0] && field[0][2] != '+') { winner = field[0][0]; } } // Возвращаем победителя или проебл, если такового пока нет return winner; } // Проверяем, остались ли еще ходы public static boolean CanMove() { boolean p = false; for (int i = 0; i 3; i++) { for (int j = 0; j 3; j++) { if (field[i][j] == '+') { p = true; break; } } if (p = true) { break; } } return p; } public static void main(String[] args) throws IOException { System.out.println("Game Started. "); PrintField(); while (CheckGame() == ' ' && CanMove()) { HumanMove(); CompMove(); PrintField(); } if (CheckGame() == 'X') { System.out.println("YOU WIN!"); } if (CheckGame() == '0') { System.out.println("YOU LOSE!"); } if (CheckGame() == ' ' && !CanMove()) { System.out.println("STANDOFF!"); } } }