开发一个井字游戏

本文介绍一个简单的井字游戏的JavaFX程序。

在井字游戏中，两个玩家在一个3×3的网格中轮流将各自的标记填在空格中（一个人用X，另一个人用O）。如果一个玩家在网格的水平方向、垂直方向或者对角线方向上放了三个连续标记，游戏就以这个玩家得胜而告终。若网格的所有单元格都填满了标记还没有产生胜者，就会出现平局（没有胜者）。下面就是这个例子的典型运行示例:

假设开始时所有的单元格都是空的，并且第一个玩家用X标记，第二个玩家用O标记。要在单元格上做标记，玩家应该将鼠标指针放在这个单元格上，然后单击它。如果这个单元格为空，就显示标记（X或O）。如果这个单元格已经被填充，则忽略这个玩家的动作。

从前面的描述可以知道，单元格显然是处理鼠标单击事件和显示标记的GUI对象。对于构建这个对象而言，有许多选择。我们将使用一个面板来对单元格建模并显示一个标记（X或O）。如何获知单元格的状态（空、X或O）呢？可以构建一个单元格类Cell，并设计char类型的变量token来解决这个问题。Cell类负责空单元格被单击时绘制标记。因此，需要编写代码来监听鼠标单击动作，以及绘制标记X和O的形状。

井字棋盘由9个单元格组成，使用new Cell[3][3]创建。为了判断轮到哪个玩家出棋，可以引入名为whoseTurn的char型变量，该变量的初始值为‘X’，然后变为’O’，接下来，每当填充单元格，它就在‘X’和’O’之间依次转换。当游戏结束时，whoseTurn设置为’ ‘(空)。

如何才能知道这场游戏是否结束，是否产生了胜者？如果有胜者，那么谁是胜者？可以创建一个名为isWon(char token)的方法来判断指定标记是否是胜者，并且创建一个名为isFull()的方法来判断是否所有单元格都被占满。

显然，前面的分析中出现的两个类。一个是处理单个单元格上操作的Cell类；另一个是玩整个游戏并处理所有单元格的TicTacToe类。因为Cell类只用于支持TicTacToe类，所以，它可以定义为TicTacToe类的一个内部类，从而是程序简化。完整程序清单如下:

package game;

import javafx.application.Application;
import javafx.stage.Stage;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.control.Label;
import javafx.scene.layout.BorderPane;
import javafx.scene.layout.GridPane;
import javafx.scene.layout.Pane;
import javafx.scene.paint.Color;
import javafx.scene.shape.Line;
import javafx.scene.shape.Ellipse;

public class TicTacToe extends Application {
    private char whoseTurn='X';//标志谁的下棋回合，初始X先下

    private Cell[][] cell=new Cell[3][3];//内部类

    private Label lblStatus=new Label("X's trun to play");//显示游戏状态，初始X先下

    @Override
    public void start(Stage primaryStage) {
        GridPane pane=new GridPane();
        for(int i=0;i<3;i++)
            for(int j=0;j<3;j++)
                pane.add(cell[i][j]=new Cell(),j,i);

        BorderPane borderPane=new BorderPane();
        borderPane.setCenter(pane);
        borderPane.setBottom(lblStatus);

        Scene scene=new Scene(borderPane,450,170);
        primaryStage.setTitle("TicTacToe");
        primaryStage.setScene(scene);
        primaryStage.show();
    }

    public boolean isFull() {
        for(int i=0;i<3;i++)
            for(int j=0;j<3;j++)
                if(cell[i][j].getToken()==' ')
                    return false;
        return true;
    }

    public boolean isWin(char token) {
        for(int i=0;i<3;i++)
            if(cell[i][0].getToken()==token&&cell[i][1].getToken()==token&&cell[i][2].getToken()==token)
                return true;

        for(int j=0;j<3;j++)
            if(cell[0][j].getToken()==token&&cell[1][j].getToken()==token&&cell[2][j].getToken()==token)
                return true;

        if(cell[0][0].getToken()==token&&cell[1][1].getToken()==token&&cell[2][2].getToken()==token)
            return true;

        if(cell[0][2].getToken()==token&&cell[1][1].getToken()==token&&cell[2][0].getToken()==token)
            return true;

        return false;
    }

    public class Cell extends Pane {
        private char token=' ';//用来标记单元格

        public Cell() {
            setStyle("-fx-border-color: black");
            this.setPrefSize(2000,2000);
            this.setOnMouseClicked(e -> handleMouseClick());
        }

        public char getToken() {
            return token;
        }

        public void setToken(char c) {
            token=c;

            if(token=='X') {
                Line line1=new Line(10,10,this.getWidth()-10,this.getHeight()-10);
                line1.endXProperty().bind(this.widthProperty().subtract(10));
                line1.endYProperty().bind(this.heightProperty().subtract(10));
                Line line2=new Line(10,this.getHeight()-10,this.getWidth()-10,10);
                line2.startYProperty().bind(this.heightProperty().subtract(10));
                line2.endXProperty().bind(this.widthProperty().subtract(10));

                this.getChildren().addAll(line1,line2);
            }
            else if(token=='O') {
                Ellipse ellipse=new Ellipse(this.getWidth()/2,this.getHeight()/2,
                        this.getWidth()/2-10,this.getHeight()/2-10);
                ellipse.centerXProperty().bind(this.widthProperty().divide(2));
                ellipse.centerYProperty().bind(this.heightProperty().divide(2));
                ellipse.radiusXProperty().bind(this.widthProperty().divide(2).subtract(10));
                ellipse.radiusYProperty().bind(this.heightProperty().divide(2).subtract(10));
                ellipse.setStroke(Color.BLACK);
                ellipse.setFill(Color.WHITE);

                getChildren().add(ellipse);
            }
        }

        private void handleMouseClick() {
            //如果单元格为空且游戏还没有结束
            if(token==' '&&whoseTurn!=' ') {
                setToken(whoseTurn);

                if(isWin(whoseTurn)) {
                    lblStatus.setText(whoseTurn+" won! The game is over");
                    whoseTurn=' ';
                }
                else if (isFull()) {
                    lblStatus.setText("Draw! The game is over");
                    whoseTurn=' ';
                }
                else {
                    whoseTurn=(whoseTurn=='X') ? 'O' : 'X';
                    lblStatus.setText(whoseTurn+"'s turn");
                }
            }
        }
    }
}