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所看教程（视频）：《浙江大学-翁恺-Java-面向对象程序设计》
作为我自己的复习笔记，也可以当做该视频的同步笔记
上接JAVA/面向对象学习笔记(1)

城堡游戏（可扩展性） {#城堡游戏（可扩展性）}

整体思路：用Room先初始化5个房间，Room类中有房间名称、四个方向所连接的房间，currentRoom = outside;设置出生点
进入goRoom方法，匹配用户输入的方向，让nextroom指向下一个房间，然后让currentRoom = outside;并输出房间信息。
大致以此循环 Room.java

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Game.java

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import java.util.*; public class Game { private Room currentRoom;//创建一个Room对象，用于保存当前房间 public Game()//构造函数 { creatRooms();//创建房间 } private void creatRooms()//创建一个房间 { Room outside, lobby,pub,study,bedroom;//创建5种房间 // 制造5种房间 outside = new Room("城堡外"); lobby = new Room("大堂"); pub = new Room("小酒吧"); study = new Room("书房"); bedroom = new Room("卧室"); // 初始化房间的出口 outside.setExits(null,lobby,study,pub); lobby.setExits(null,null,null,outside); pub.setExits(null,outside,null,null); study.setExits(outside,bedroom,null,null); bedroom.setExits(null,null,null,study); currentRoom = outside; //从城堡门外开始 } private void printWelcome()//输出欢迎信息 { System.out.println(); System.out.println("欢迎来到城堡!"); System.out.println("这是一个超级无聊的游戏。"); System.out.println("如果需要帮助，请输入'help'"); System.out.println(); System.out.println("现在你在:" + currentRoom); System.out.println("出口有："); //输出当前房间的出口 if(currentRoom.northExit !=null) System.out.print("north "); if(currentRoom.eastExit !=null) System.out.print("east "); if(currentRoom.southExit !=null) System.out.print("south "); if(currentRoom.westExit !=null) System.out.print("west "); System.out.println(); } // 以下为用户命令 private void printHelp()//帮助菜单 { System.out.println("迷路了吗？你可以做的命令有：go bye help"); System.out.println("如：\tgo east"); } private void goRoom(String direction) { Room nextRoom = null;//创建一个Room对象，用于保存下一个房间 // 在当前房间的出口中查找与用户输入的方向相同的房间 if(direction.equals("north")){ nextRoom = currentRoom.northExit; } if(direction.equals("east")){ nextRoom = currentRoom.eastExit; } if(direction.equals("south")){ nextRoom = currentRoom.southExit; } if(direction.equals("west")){ nextRoom = currentRoom.westExit; } // 如果找到了下一个房间，则进入下一个房间 if(nextRoom == null){ System.out.println("那里没有门！"); } else{ currentRoom = nextRoom;//让当前房间等于下一个房间 // 输出当前房间的描述 System.out.println("你在"+ currentRoom); System.out.println("出口有："); if(currentRoom.northExit != null) System.out.println("north"); if(currentRoom.eastExit != null) System.out.println("east"); if(currentRoom.southExit != null) System.out.println("south"); if(currentRoom.westExit != null) System.out.println("west"); System.out.println(); } } public static void main(String[] args) { Scanner in = new Scanner(System.in); //通过new Scanner(System.in)创建一个Scanner，控制台会一直等待输入，直到敲回车键结束，把所输入的内容传给Scanner，作为扫描对象。 Game game = new Game(); game.printWelcome();//输出欢迎信息 while (true)//进入游戏主体，游戏结束时退出循环 { String line = in.nextLine();//控制台输入一行 String[] words = line.split(" ");//以空格为分隔符，把用户输入的字符串分割成字符串数组 //判断是go还是help if ( words[0].equals("help")){ game.printHelp();//输出帮助信息 }else if ( words[0].equals("go")){ game.goRoom(words[1]);//将用户输入的方向传给goRoom方法 }else if ( words[0].equals("bye")){ break;//如果用户数据为bye，则退出游戏 } } System.out.println("感谢您的光临。再见！"); in.close();//关闭Scanner } } |

输出

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消除代码复制 {#消除代码复制}

在printWelcome和goRoom方法中都有一段相同的输出出口方向的代码
将这段代码提取出来，做成一个方法，在需要输出房间信息的地方调用即可

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封装 {#封装}

这个程序没有bug，能正常运行，但不见得是一个好的代码
评价一个代码质量的好坏是多元的，尤其是这个代码是否能适应将来的需要

可扩展性：代码是否易于将来增加新的东西

我们想在这个游戏里给每个房间增加两个方向down和up
我们需要改的地方很多
Room.java里需要增加两个房间对象public Room downExit;和public Room upExit; setExits方法需要增加两个参数并进行判断
Game.java里很多方法也要增加if判断，还要改每个房间的初始化

总之，想增加一个方向，代码几乎每个地方都要改变

要想增加可扩展性，首先要降低类和类之间的耦合

用封装来降低耦合 {#用封装来降低耦合}

Room类和Game类都有大量的代码和出口相关
尤其是Game类中大量使用了Room类的成员变量
类和类之间的关系称作耦合
耦合越低越好，保持距离是形成良好代码的关键

我们可以让Room自己告诉Game有哪些出口，出口连接的房间
Room.java

Game.java

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import java.util.*; public class Game { private Room currentRoom;//创建一个Room对象，用于保存当前房间 public Game()//构造函数 { creatRooms();//创建房间 } private void creatRooms()//创建一个房间 { Room outside, lobby,pub,study,bedroom;//创建5种房间 // 制造5种房间 outside = new Room("城堡外"); lobby = new Room("大堂"); pub = new Room("小酒吧"); study = new Room("书房"); bedroom = new Room("卧室"); // 初始化房间的出口 outside.setExits(null,lobby,study,pub); lobby.setExits(null,null,null,outside); pub.setExits(null,outside,null,null); study.setExits(outside,bedroom,null,null); bedroom.setExits(null,null,null,study); currentRoom = outside; //从城堡门外开始 } private void printWelcome()//输出欢迎信息 { System.out.println(); System.out.println("欢迎来到城堡!"); System.out.println("这是一个超级无聊的游戏。"); System.out.println("如果需要帮助，请输入'help'"); System.out.println(); showPrompt(); /*System.out.println("现在你在:" + currentRoom); System.out.println("出口有："); //输出当前房间的出口 if(currentRoom.northExit !=null) System.out.print("north "); if(currentRoom.eastExit !=null) System.out.print("east "); if(currentRoom.southExit !=null) System.out.print("south "); if(currentRoom.westExit !=null) System.out.print("west "); System.out.println();*/ } // 以下为用户命令 private void printHelp()//帮助菜单 { System.out.println("迷路了吗？你可以做的命令有：go bye help"); System.out.println("如：\tgo east"); } private void goRoom(String direction) { Room nextRoom = currentRoom.getExit(direction);//创建一个Room对象，用于保存下一个房间 // 在当前房间的出口中查找与用户输入的方向相同的房间 /*if(direction.equals("north")){ nextRoom = currentRoom.northExit; } if(direction.equals("east")){ nextRoom = currentRoom.eastExit; } if(direction.equals("south")){ nextRoom = currentRoom.southExit; } if(direction.equals("west")){ nextRoom = currentRoom.westExit; }*/ // 如果找到了下一个房间，则进入下一个房间 if(nextRoom == null){ System.out.println("那里没有门！"); } else{ currentRoom = nextRoom;//让当前房间等于下一个房间 // 输出当前房间的描述 showPrompt(); /*System.out.println("你在"+ currentRoom); System.out.println("出口有："); if(currentRoom.northExit != null) System.out.println("north"); if(currentRoom.eastExit != null) System.out.println("east"); if(currentRoom.southExit != null) System.out.println("south"); if(currentRoom.westExit != null) System.out.println("west"); System.out.println();*/ } } public void showPrompt() { // 输出当前房间的描述 System.out.println("你在"+ currentRoom); //调用房间的getExitString()方法，输出当前房间的出口 System.out.println(currentRoom.getExitDesc()); /*System.out.println("出口有："); if(currentRoom.northExit != null) System.out.println("north"); if(currentRoom.eastExit != null) System.out.println("east"); if(currentRoom.southExit != null) System.out.println("south"); if(currentRoom.westExit != null) System.out.println("west"); System.out.println();*/ } public static void main(String[] args) { Scanner in = new Scanner(System.in); //通过new Scanner(System.in)创建一个Scanner，控制台会一直等待输入，直到敲回车键结束，把所输入的内容传给Scanner，作为扫描对象。 Game game = new Game(); game.printWelcome();//输出欢迎信息 while (true)//进入游戏主体，游戏结束时退出循环 { String line = in.nextLine();//控制台输入一行 String[] words = line.split(" ");//以空格为分隔符，把用户输入的字符串分割成字符串数组 //判断是go还是help if ( words[0].equals("help")){ game.printHelp();//输出帮助信息 }else if ( words[0].equals("go")){ game.goRoom(words[1]);//将用户输入的方向传给goRoom方法 }else if ( words[0].equals("bye")){ break;//如果用户数据为bye，则退出游戏 } } System.out.println("感谢您的光临。再见！"); in.close();//关闭Scanner } } |

用接口来实现聚合 {#用接口来实现聚合}

原本Room有什么出口，连接着什么房间，Game是能直接获取使用的
现在我们在Room中实现了两个接口getExitDesc和getExit,把方向的细节彻底隐藏在Room类内部
今后方向如何实现就和外部无关了

用容器来实现灵活性 {#用容器来实现灵活性}

在Room当中，有四个Room对象，用于保存这个房间连接着的四个房间（null，或者房间名）
这种一一对应的关系，可以使用HashMap去实现
Room.java

Game.java

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import java.util.*; public class Game { private Room currentRoom;//创建一个Room对象，用于保存当前房间 public Game()//构造函数 { creatRooms();//创建房间 } private void creatRooms()//创建一个房间 { Room outside, lobby,pub,study,bedroom;//创建5种房间 // 制造5种房间 outside = new Room("城堡外"); lobby = new Room("大堂"); pub = new Room("小酒吧"); study = new Room("书房"); bedroom = new Room("卧室"); // 初始化房间的出口 outside.setExits("east", lobby); outside.setExits("south", study); outside.setExits("west", pub); lobby.setExits("west", outside); pub.setExits("east", outside); study.setExits("north", outside); study.setExits("east", bedroom); bedroom.setExits("west", study); //现在当我们想增加出口方向，很简单 lobby.setExits("up", pub); pub.setExits("down", lobby); /*outside.setExits(null,lobby,study,pub); lobby.setExits(null,null,null,outside); pub.setExits(null,outside,null,null); study.setExits(outside,bedroom,null,null); bedroom.setExits(null,null,null,study);*/ currentRoom = outside; //从城堡门外开始 } private void printWelcome()//输出欢迎信息 { System.out.println(); System.out.println("欢迎来到城堡!"); System.out.println("这是一个超级无聊的游戏。"); System.out.println("如果需要帮助，请输入'help'"); System.out.println(); showPrompt(); } // 以下为用户命令 private void printHelp()//帮助菜单 { System.out.println("迷路了吗？你可以做的命令有：go bye help"); System.out.println("如：\tgo east"); } private void goRoom(String direction) { Room nextRoom = currentRoom.getExit(direction);//创建一个Room对象，用于保存下一个房间 // 如果找到了下一个房间，则进入下一个房间 if(nextRoom == null){ System.out.println("那里没有门！"); } else{ currentRoom = nextRoom;//让当前房间等于下一个房间 // 输出当前房间的描述 showPrompt(); } } public void showPrompt() { // 输出当前房间的描述 System.out.println("你在"+ currentRoom); //调用房间的getExitString()方法，输出当前房间的出口 System.out.println(currentRoom.getExitDesc()); } public static void main(String[] args) { Scanner in = new Scanner(System.in); //通过new Scanner(System.in)创建一个Scanner，控制台会一直等待输入，直到敲回车键结束，把所输入的内容传给Scanner，作为扫描对象。 Game game = new Game(); game.printWelcome();//输出欢迎信息 while (true)//进入游戏主体，游戏结束时退出循环 { String line = in.nextLine();//控制台输入一行 String[] words = line.split(" ");//以空格为分隔符，把用户输入的字符串分割成字符串数组 //判断是go还是help if ( words[0].equals("help")){ game.printHelp();//输出帮助信息 }else if ( words[0].equals("go")){ game.goRoom(words[1]);//将用户输入的方向传给goRoom方法 }else if ( words[0].equals("bye")){ break;//如果用户数据为bye，则退出游戏 } } System.out.println("感谢您的光临。再见！"); in.close();//关闭Scanner } } |

//现在当我们想增加出口方向，很简单
lobby.setExits("up", pub);
pub.setExits("down", lobby);

这里发生了什么？
将lobby的出口方向和对应房间传给它的setExits的方法后
lobby里面的容器就会多一对出口和房间的对应关系
lobby里面的getExitDesc、getExit方法以及未来可能加入的新方法，都遍历这个容器
所以，增加出口和连接的房间，只需要调用setExits方法，去往lobby里的容器写入东西即可

现在，对于增加出口来说，已经具有了可扩展性

以框架+数据来提高可扩展性 {#以框架-数据来提高可扩展性}

我们原来用硬编码去保存room的出口
现在我们用容器，HashMap和对应的方法（接口方法）组成了一个框架，数据就是放在HashMap里的东西
在这个框架中要增加出口很容易

启发：
命令的解析是否可以脱离if-else
定义一个Handler来处理命令
用Hash表来保存命令和Handler之间的关系

现在我们可以用相同的思路去解决用户命令（help，go，bye）的硬编码问题
一个字符串对应调用一个方法，这显然也是一一对应的关系
但容器只能放对象，一个方法不能放进容器中

如何把方法放进容器中 {#如何把方法放进容器中}

创建一个Handler类，然后把每个命令创建为Handler的子类
将命令字符串和Handler子类的对象一一对应放入HashMap中
将功能在Handler的子类的doCmd方法中实现
在game中通过父类对象管理者去管理子类对象（从HashMap中获取子类对象），管理者调用doCmd方法即可 Room.java

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Game.java

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import java.util.*; public class Game { private Room currentRoom;//创建一个Room对象，用于保存当前房间 //创建一个HashMap对象，用于保存所有的命令处理器 private HashMap<String, Handler> handlers = new HashMap<String, Handler>(); public Game()//构造函数 { //将字符串和命令处理器对应 handlers.put("go",new HandlerGo(this));//把game对象作为参数传入HandlerGo类，让HandlerGo能管理game handlers.put("help",new HandlerHelp(this)); handlers.put("bye",new HandlerBye(this)); creatRooms();//创建房间 } private void creatRooms()//创建一个房间 { Room outside, lobby,pub,study,bedroom;//创建5种房间 // 制造5种房间 outside = new Room("城堡外"); lobby = new Room("大堂"); pub = new Room("小酒吧"); study = new Room("书房"); bedroom = new Room("卧室"); // 初始化房间的出口 outside.setExits("east", lobby); outside.setExits("south", study); outside.setExits("west", pub); lobby.setExits("west", outside); pub.setExits("east", outside); study.setExits("north", outside); study.setExits("east", bedroom); bedroom.setExits("west", study); //现在当我们想增加出口方向，很简单 lobby.setExits("up", pub); pub.setExits("down", lobby); currentRoom = outside; //从城堡门外开始 } private void printWelcome()//输出欢迎信息 { System.out.println(); System.out.println("欢迎来到城堡!"); System.out.println("这是一个超级无聊的游戏。"); System.out.println("如果需要帮助，请输入'help'"); System.out.println(); showPrompt(); } // 以下为用户命令 /*private void printHelp()//帮助菜单 { System.out.println("迷路了吗？你可以做的命令有：go bye help"); System.out.println("如：\tgo east"); }*/ public void goRoom(String direction) { Room nextRoom = currentRoom.getExit(direction);//创建一个Room对象，用于保存下一个房间 // 如果找到了下一个房间，则进入下一个房间 if(nextRoom == null){ System.out.println("那里没有门！"); } else{ currentRoom = nextRoom;//让当前房间等于下一个房间 // 输出当前房间的描述 showPrompt(); } } public void showPrompt() { // 输出当前房间的描述 System.out.println("你在"+ currentRoom); //调用房间的getExitString()方法，输出当前房间的出口 System.out.println(currentRoom.getExitDesc()); } public void play(){//游戏开始 Scanner in = new Scanner(System.in); while (true)//进入游戏主体，游戏结束时退出循环 { String line = in.nextLine();//控制台输入一行 String[] words = line.split(" ");//以空格为分隔符，把用户输入的字符串分割成字符串数组 Handler handler = handlers.get(words[0]);//获取用户输入的命令,从HashMap中获取对应的子类对象,让handler管理这个对象 String value = "";//保存命令的字符串 if(words.length > 1)//判断是不是bye命令 { value = words[1];//获取参数 } if(handler != null){//如果命令存在 handler.doCmd(value);//调用命令处理器 if ( handler.isBye() ) {//如果命令处理器返回true，则退出游戏 System.out.println("感谢您的光临。再见！"); break; } } } in.close();//关闭Scanner } public static void main(String[] args) { /*Scanner in = new Scanner(System.in);*/ //通过new Scanner(System.in)创建一个Scanner，控制台会一直等待输入，直到敲回车键结束，把所输入的内容传给Scanner，作为扫描对象。 Game game = new Game(); game.printWelcome();//输出欢迎信息 game.play(); /*while (true)//进入游戏主体，游戏结束时退出循环 { String line = in.nextLine();//控制台输入一行 String[] words = line.split(" ");//以空格为分隔符，把用户输入的字符串分割成字符串数组 //判断是go还是help if ( words[0].equals("help")){ game.printHelp();//输出帮助信息 }else if ( words[0].equals("go")){ game.goRoom(words[1]);//将用户输入的方向传给goRoom方法 }else if ( words[0].equals("bye")){ break;//如果用户数据为bye，则退出游戏 } }*/ //System.out.println("感谢您的光临。再见！"); //in.close();//关闭Scanner } } |

Handler.java

|---------------------------------|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | package castle; public class Handler { protected Game game;//创建一个Game对象的管理者，为了方便设为protected public Handler(Game game) { this.game = game;//两个game管理者管理同一个Game对象 } public void doCmd(String word) {}//一个接口，用于运行命令 public boolean isBye() { return false; } } |

HandlerBye.java

|------------------------------------|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 | package castle; public class HandlerBye extends Handler { //必要的构造器 public HandlerBye(Game game) { super(game); } @Override public boolean isBye() { return true; } } |

HandlerHelp.java

|---------------------------------------|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 | package castle; public class HandlerHelp extends Handler { //必要的构造器 public HandlerHelp(Game game) { super(game); } @Override public void doCmd(String word) { System.out.println("迷路了吗？你可以做的命令有：go bye help"); System.out.println("如：\tgo east"); } } |

HandlerGo.java

|------------------------------------|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 | package castle; public class HandlerGo extends Handler { public HandlerGo(Game game) { super(game);//现在HandlerGo能管理game对象了 } //help和bye都与game无关，但go需要调用goRoom方法，所以需要拿到game对象的管理者 public void doCmd(String word) { game.goRoom(word);//调用game的goRoom方法 } } |

HandlerGo在未来有更好的方法去实现，现在还是用管理者吧

如果要加入新的命令，也非常简单
创建一个新的Handler子类，在里面实现命令的功能
在Game的构造器中将命令字符串和Handler的子类对象放进去

现在这个城堡游戏已经有极高的可扩展性了

这个城堡游戏例子非常全面，偶尔回来看看这个例子，是个不错的选择

抽象abstract {#抽象abstract}

关键字：abstract

|---------------|------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 | public abstract class Shape {//抽象类 public abstract void draw(Graphics g);//抽象方法不带{}，即不带方法体 } |

抽象方法：表达概念，但无法实现具体功能（代码）的方法
抽象类：表达概念而无法构造出实体（对象）的类

有抽象方法的类一定是抽象类
抽象类不能制造对象，但是可以定义类变量（任何继承了抽象类的非抽象类的对象可以使用赋给这个类变量，即任何抽象类的子类的对象都可以由这个类变量来管理）
抽象类除了不能实例化对象之外，类的其它功能依然存在，成员变量、成员方法和构造方法的访问方式和普通类一样。

继承自抽象类的子类必须覆盖父类中的抽象方法，否则自己成为抽象类（即子类必须实现抽象父类的抽象方法）

两种抽象 {#两种抽象}

与具体相对
·表示一种概念而非实体
与细节相对
·表示在一定程度上忽略细节而着眼大局

细胞自动机 {#细胞自动机}

死亡：如果活着的邻居的数量小于2或大于3，则死亡
新生：如果正好有3个邻居活着，则新生其他情况则保持原状 Cell.java

|---------------------------------------------------------|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 | package cell; import java.awt.Graphics; public class Cell { private boolean alive = false;//默认为死亡状态 public void die() { alive = false; }//让细胞死亡 public void reborn() { alive = true; }//让细胞重生 public boolean isAlive() { return alive; }//返回细胞状态,判断细胞是否存活 //绘制细胞 public void draw(Graphics g, int x, int y, int size) { g.drawRect(x, y, size, size);//画个空心矩形 if ( alive ) {//如果细胞存活 g.fillRect(x, y, size, size);//画个实心矩形 } } } |

CellMachine.java

Field.java

View.java

Cell、Field、View的关系 {#Cell、Field、View的关系}

Field只需要管好数据以及提供数据
View只管拿到数据之后按数据把整个网格都重新画一遍
而Cell只管自己应该画空心还是实心，Field要就提供给它

不去精心设计哪个局部需要更新，需要更新就整个重画
这样简化了程序逻辑，是在计算机运算速度提高的基础上实现的

数据与表现分离 {#数据与表现分离}

程序的业务逻辑与表现无关
-表现可以是图形的也可以是文本的
-表现可以是当地的也可以是远程的

需要不同表现，那就用不同表现的代码去取数据，然后表现出来

责任驱动的设计 {#责任驱动的设计}

将程序要实现的功能分配到合适的类/对象中去是设计中非常重要的一环

将功能拆分成很多个部分，每个部分只做自己擅长做的、简单的事

网格化 {#网格化}

图形界面本身有更高的解析度，但是将画面网格化以后，数据就更容易处理了

无需关心x、y轴坐标，只需知道要操作的对象在第几行第几列

狐狸和兔子 {#狐狸和兔子}

细胞自动机是细胞在一个网格上，每个细胞都有两种状态

现在要模拟一个有狐狸和兔子的农场：
·狐狸和兔子都有年龄，且有规律增加
·当年龄到了一定的上限就会自然死亡
·狐狸可以随机决定在周围的兔子中吃一个，吃了后年龄上限会提高
·狐狸和兔子可以随机决定生一个小的，放在旁边的空的格子里
·如果不吃也不生，狐狸和兔子可以随机决定向旁边空的格子移一步

这比只有细胞，细胞只有两种状态要复杂得多

源码 {#源码}

这个没注释，原理和细胞自动机差不多
Cell.java

|-----------------------|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 7 | package cell; import java.awt.Graphics; public interface Cell { void draw(Graphics g, int x, int y, int size); } |

Animal.java

Fox.java

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 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 | package animal; import java.awt.Color; import java.awt.Graphics; import java.util.ArrayList; import cell.Cell; public class Fox extends Animal implements Cell { public Fox() { super(20, 4); } @Override public void draw(Graphics g, int x, int y, int size) { int alpha = (int) ((1 - getAgePercent()) * 255); g.setColor(new Color(0, 0, 0, alpha));// (int)((20-getAge())/20.0*255))); g.fillRect(x, y, size, size); } @Override public Animal breed() { Animal ret = null; if (isBreedable() && Math.random() < 0.05) { ret = new Fox(); } return ret; } @Override public String toString() { return "Fox:" + super.toString(); } @Override public Animal feed(ArrayList<Animal> neighbour) { Animal ret = null; if (Math.random() < 0.2) { ret = neighbour.get((int) (Math.random() * neighbour.size())); longerLife(2); } return ret; } } |

Rabbit.java

|---------------------------------------------------------------------------------------------------|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 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 | package animal; import java.awt.Color; import java.awt.Graphics; import cell.Cell; public class Rabbit extends Animal implements Cell { public Rabbit() { super(10, 2); } @Override public void draw(Graphics g, int x, int y, int size) { int alpha = (int) ((1 - getAgePercent()) * 255); g.setColor(new Color(255, 0, 0, alpha)); g.fillRect(x, y, size, size); } @Override public Animal breed() { Animal ret = null; if (isBreedable() && Math.random() < 0.12) { ret = new Rabbit(); } return ret; } @Override public String toString() { return "Rabbit:" + super.toString(); } } |

Field.java

Location.java

|------------------------------------------------------------|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 | package field; public class Location { private int row; private int col; public Location(int row, int col) { this.row = row; this.col = col; } public int getRow() { return row; } public int getCol() { return col; } } |

View.java

|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 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 | package field; import java.awt.Color; import java.awt.Dimension; import java.awt.Graphics; import javax.swing.JPanel; import cell.Cell; public class View extends JPanel { private static final long serialVersionUID = -2417015700213488315L; private static final int GRID_SIZE = 16; private Field theField; public View(Field field) { theField = field; } @Override public void paint(Graphics g) { super.paint(g); g.setColor(Color.GRAY); for (int row = 0; row < theField.getHeight(); row++) { g.drawLine(0, row * GRID_SIZE, theField.getWidth() * GRID_SIZE, row * GRID_SIZE); } for (int col = 0; col < theField.getWidth(); col++) { g.drawLine(col * GRID_SIZE, 0, col * GRID_SIZE, theField.getHeight() * GRID_SIZE); } for (int row = 0; row < theField.getHeight(); row++) { for (int col = 0; col < theField.getWidth(); col++) { Cell cell = theField.get(row, col); if (cell != null) { cell.draw(g, col * GRID_SIZE, row * GRID_SIZE, GRID_SIZE); } } } } @Override public Dimension getPreferredSize() { return new Dimension(theField.getWidth() * GRID_SIZE + 1, theField.getHeight() * GRID_SIZE + 1); } } |

FoxAndRabbit.java

项目结构及分析 {#项目结构及分析}

在英文中Cell有两种意思，格子、细胞
在刚刚到细胞自动机中，Cell类表达细胞，或者没有细胞的空格子，这很合理

狐狸和兔子类有很多相似的属性和动作，所以它们应该有一个父类
但这个父类不应该是Cell，Cell在这个程序中应该表达有东西或没东西的格子才合理
所以这个父类应该是Animal

现在类之间关系是这样的：

在细胞自动机中我们通过place(r,c,cell)将Cell放进网格中
但现在Fox、Rabbit和Cell没有联系，无法将它们放进网格中
如果按照之前的思路，Fox、Rabbit应该也是Cell的子类，但多继承是不被允许的（除了C++）

如果让Animal从Cell继承，这在语意上是模糊的，动物不应该是一种格子（虽然这样做能实现）

接口 {#接口}

接口是纯抽象类
·所有的成员函数都是抽象函数
·所有的成员变量都是public static final

类表达一个具体的东西，而接口表达一种概念、一种规范
接口规定了长什么样，但是不管里面有什么

我们可以将Cell类改造成接口：
Cell

|-----------------|------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 | import java.awt.Graphics; public interface Cell { void draw(Graphics g, int x, int y, int size); } |

Cell现在的作用：所有实现了Cell这个接口的类，都应该有draw这个方法
在这个程序中，只要实现了这个方法的类的对象，都可以直接放到Field中

为什么Cell接口只要求实现draw方法？
因为将来View只需要拿Cell去draw，所以只需要要求放到Field里的类的对象实现draw方法

现在类之间关系是这样的：

现在Fox、Rabbit的对象都可以放进Field里（Field需要一个Cell，而Fox、Rabbit都实现了Cell）

implements {#implements}

用关键字implements让类实现接口

|---------------|------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 | public class Fox extends Animal implements Cell{ //Fox是一种Animal，它实现了Cell } |

在Field的place方法中,place需要一个Cell类的对象
Cell本身是一个接口，它本身是抽象的，不可能有对象
但所有实现了Cell接口 的对象都可以交给Cell对象的管理者

|-------------------|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 | public Cell place(int row, int col, Cell o) { Cell ret = field[row][col]; field[row][col] = o; return ret; } |

当Fox实现Cell后，就必须重写Cell中的方法
把draw方法实际地做出来

|---------------------|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 | @Override public void draw(Graphics g, int x, int y, int size) { int alpha = (int) ((1 - getAgePercent()) * 255); g.setColor(new Color(0, 0, 0, alpha)); g.fillRect(x, y, size, size); } |

类用extends,接口用implements
类可以实现很多接口
接口可以继承接口，但不能继承类
接口不能实现接口

interface {#interface}

声明一个接口

|-----------------|--------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 | public interface Cell{//接口 } public class Cell{//类 } |

interface是一种特殊的class，它替代掉了class

面向接口的编程方式 {#面向接口的编程方式}

在上面的程序中，Field需要一个能draw的类的对象，然后Field提供了一个Cell接口，所有实现了这个接口的东西都可以交给Field，而它不关心这个东西是什么，只需要符合接口即可

设计程序时先定义接口，再实现类
任何需要在函数间传入传出的一定是接口而不是具体的类
是Java成功的关键之一，因为极适合多人同时写一个大程序：每个人只需要用接口去提出要求，其他人根据借口实现具体的类
也是Java被批评的要点之一，因为代码量膨胀起来很快，显得程序十分臃肿

增加一个按钮 {#增加一个按钮}

在狐狸与兔子程序的图形界面中增加一个按钮，按一下执行一步

在FoxAndRabbit.java中，这么一段代码生成了一个窗口

|-------------------------|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 7 8 | theView = new View(theField); JFrame frame = new JFrame(); frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); frame.setResizable(false); frame.setTitle("Cells"); frame.add(theView); frame.pack(); frame.setVisible(true); |

首先要在窗口中增加一个按钮

|------------------------------------|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 | theView = new View(theField); JFrame frame = new JFrame(); frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); frame.setResizable(false); frame.setTitle("Cells"); frame.add(theView); //有一个类叫JButton，做一个叫btnstep的对象 JButton btnstep =new JButton("单步"); //把这个按钮加到窗口中 frame.add(btnstep); frame.pack(); frame.setVisible(true); |

运行一下

整个窗口只剩下了我们加进去的这个按钮,解决这个问题我们需要了解Swing