Tài liệu Báo cáo đồ án tìm hiểu java và xây dựng game mario

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ---------- BÁO CÁO BTL ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CNPM Đề tài : Tìm Hiểu JAVA Và Xây Dựng Game Mario Giảng viên hướng dẫn : Ths. Nguyễn Văn Tỉnh Nhóm thực hiện : Nhóm 21 Mai Huy Cảnh Ngô Văn An Trầần Văn Tam Hà Nội, tháng 11 năm 2015 LỜI CẢM ƠN Ngày nay, cùng với sự vươn lên của đất nước, hòa vào đó Công nghệ thông tin là một ngành đã có những bước phát triển mạnh mẽ không ngừng và nó đã trở thành chiếc chìa khóa dẫn đến thành công cho nhiều cá nhân, tổ chức. Với những ứng dụng của mình, công nghệ thông tin đã góp phần mang lại nhiều lợi ích mà không ai có thể phủ nhận được. Đặc biệt là trong lĩnh vực quản lý kinh tế, công nghệ thông tin đã góp phần tạo ra sự thay đổi nhanh chóng cho bộ mặt xã hội. Trong quá trình thực hiện đề tài nhóm đã gặp phải không ít khó khăn và trở ngại, tuy nhiên, với sự giúp đỡ của bạn bè, cùng sự hướng dẫn tận tình, chỉ bảo cặn kẽ của giảng viên Ths. Nguyễn Văn Tỉnh, cuối cùng chúng em cũng đã cố gắng hoàn thành đề tài này với tất cả sự cố gắng và nỗ lực. Chúng em xin được gửi lời cảm ơn tới những người bạn đã góp ý và giúp đỡ nhóm, và đặc biệt là cảm ơn thầy, người đã giúp chúng tôi xác định được những yêu cầu và mục tiêu đề tài, truyền dạy các kĩ năng nghiệp vụ cũng như hướng dẫn cho chúng tôi cách thức thực hiện đề tài.. Do kiến thức thực tế và hiểu biết còn hạn chế nên trong quá trình hoàn thành báo cáo không tránh khỏi sai sót, nhóm chúng em rất mong sự góp ý đóng góp của thầy và các bạn để nhóm có thể hoàn thiện bài tập lớn được tốt hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn! Nội Dung MỞ ĐẦU........................................................................................................................... 2 1. Đề tài........................................................................................................................ 2 2. Lý do chọn đề tài......................................................................................................2 3. Mục đích - mục tiêu của đề tài.................................................................................3 4. Bố cục đề tài.............................................................................................................3 PHẦN I: TÌM HIỂU JAVA...............................................................................................5 I. Giới thiệu về java.....................................................................................................5 1. Lịch sử java.......................................................................................................5 2. Java là gì?..........................................................................................................5 3. Đặc điểm của java.............................................................................................5 4. JVM là gì?.........................................................................................................8 5. Các phiên bản JDK............................................................................................8 II. Tìm hiểu Java...........................................................................................................9 1. Khái niệm lớp và đối tượng...............................................................................9 2. Từ khóa và cách đặt tên.....................................................................................9 3. Kiểu dữ liệu.....................................................................................................10 4. Toán tử trong java...........................................................................................11 5. Một số cấu trúc điều khiển trong Java.............................................................15 6. Access modifier...............................................................................................19 7. Một số từ khóa trong trong java.......................................................................20 8. Mảng...............................................................................................................22 9. Thread.............................................................................................................24 10. BufferedImager...............................................................................................26 11. AudioClip........................................................................................................28 III. Tìm hiểu java swing............................................................................................30 1. JFrame.............................................................................................................31 2. JPanel..............................................................................................................32 3. JLabel..............................................................................................................33 4. JTextField........................................................................................................35 1 5. JButton............................................................................................................38 Phần II: Quy trình làm game..........................................................................................40 I. Giới thiệu...............................................................................................................40 1. Trước tiên phát triển trò chơi là sự cộng tác, phối hợp....................................40 2. Sự khởi đầu.....................................................................................................40 3. Quá trình xây dựng game hoàn chỉnh..............................................................41 II. Tổng quát, phát triển game gồm 4 giai đoạn:.........................................................42 1. Giai đoạn tiền sản phẩm/ý tưởng.....................................................................42 2. Đặc tả lập trình................................................................................................43 3. Lập trình, đồ họa, nhạc, hiệu ứng âm thanh.....................................................43 4. Thử nghiệm, kiểm định, đóng gói....................................................................46 PHẦN III: Xây Dựng Game............................................................................................48 I. Phân tích các đối tượng trong game.......................................................................48 II. Biểu đồ Uc hệ thống...............................................................................................49 Tổng kết.......................................................................................................................... 50 Tài liệu tham khảo.........................................................................................................51 2 MỞ ĐẦU 1. Đề tài Tên đề tài: - Tìm hiểu về Java Xây dựng Game Mario 2. Lý do chọn đề tài. - Hiện nay, ngành Công nghệ thông tin đã có những bước phát triển nhanh chóng về ứng dụng của nó trong mọi lĩnh vực trong cuộc sống trên phạm vi toàn thế giới nói chung và việt nam nói riêng. Công nghệ thông tin là một phần không thể thiếu của cuộc sống văn minh, góp phần đẩy mạnh công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước. Việc ứng dụng những thành quả của khoa học công nghệ vào trong đời sống, trong công tác là hết sức thiết yếu. Ứng dụng của công nghệ thông tin kết hợp với truyền thông hóa được xem là một trong những yếu tố mang tính quyết định trong hoạt động của công ty, các tổ chức,. . . nó đóng vai trò quan trọng và không thể thiếu. Công nghệ thông tin và truyền thông hóa góp phần làm thay đổi suy nghĩ, lối mòn tư duy của mỗi con người, nó giúp con người năng động hơn, kết nối nhanh hơn ở mọi lúc mọi nơi làm tăng mức độ hiệu quả, năng suất của công việc. - Java là một công nghệ xây dựng các ứng dụng phần mềm có vị trí rất lớn trong những năm cuối thế kỉ 20, đầu thế kỉ 21. Nó được coi là công nghệ mang tính cách mạng và khả thi nhất trong việc tạo ra các ứng dụng có khả năng chạy thống nhất trên nhiều nền tảng mà chỉ cần biên dịch một lần. Là một ngôn ngữ bậc cao như C, C++, Perl, SmallTalk,.. cho nên có thể được dùng để tạo ra các ứng dụng để giải quyết các vấn đề về số, xử lý văn bản, tạo ra trò chơi, và nhiều thứ khác - Trong quá trình tìm hiểu chúng em thấy rất hứng thú với Bộ công cụ hỗ trợ việc tạo giao diện người dùng (GUI). Swing là một bộ công cụ tiện ích, là một phần của ngôn ngữ lập trình Java tổng thể nó hỗ trợ cho người dùng tạo ra các cửa sổ 3 windows, các layout cho phần mềm, tạo ra các control cho phép người dùng tương tác nên chúng em đã quyết định sử dụng bộ công cụ này của Java để xây dựng game Mario để thấy rõ được khả năng mạnh mẽ của nó. 3. Mục đích - mục tiêu của đề tài.  Mục đích: - Nắm chắc được được kỹ năng và kiến thức về lập trình. - Tìm hiểu về lập trình hướng đối tượng trong java. - Tìm hiểu về bộ công cụ Swing trong java để xây dựng game. - Nắm bắt được quy trình làm game hoàn chỉnh và theo tiêu chuẩn.  Mục tiêu: - Vận Dụng được tính chất của lập trình Hướng Đối Tượng. - Ứng dụng của Swing vào việc xây dựng Game Mario. 4. Bố cục đề tài. Nô ̣i dung gồm 2 phần : Phần I: Mở đầu - Phần này bao gồm các thông tin về đề tài như: + Tên đề tài. + Mục đích. + Lý do để xây dựng đề tài. Phần II: Nội dung (gồm 3 chương)  Chương I: Tìm hiểu về Java 4 - Chương này nhóm tiền hành tìm hiểu về ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng Java. Về phương pháp lập trình hướng đối tượng trong Java, bộ công cụ hỗ trợ việc tạo giao diện người dùng, một số thuộc tính cần dung trong java Swing phục vụ cho nhóm làm game Mario  Chương II: Tìm hiểu về quy trình làm game - Trong chương này, nhóm sẽ nêu ra các quy trình làm game hoàn chỉnh: từ khi bắt đầu một dự án cho đến khi sản phẩm được kiểm tra và đóng gói để sẵn sàng đưa ra thị trường phục vụ người dùng .  Chương III: Xây dựng game - Chương này sẽ bao gồm kịch bản Game và các đối tượng được xây dựng trong Game. 5 PHẦN I: TÌM HIỂU JAVA I. Giới thiệu về java. 1. Lịch sử java. - Năm 1990, James Gosling, Bill Joy, Patrick Naughton (Sun MicroSystem) phát triển ngôn ngữ Oak (có nghĩa là “Cây xồi”; do bên ngoài cơ quan của ông Gosling có trồng nhiều loại cây này). - Năm 1995 đổi tên thành Java. - Ngày 27 tháng 1 năm 2010, Sun bị hãng Oracle Corporation mua với giá US$7,4 tỷ, theo một thỏa ước ký ngày 20 tháng 4 2009. Một tháng sau đó, Sun được nhập với Oracle USA để trở thành Oracle America, Inc. 2. Java là gì? - Là một ngôn ngữ OOP đầy đủ, không thể viết 1 ứng dụng hướng thủ tục trong Java. - Có thể giải các họ bài toán như những ngôn ngữ lập trình khác. - Sử dụng 2 cơ chế: Thông dịch | Biên dịch. - Viết mã một, chạy nó bất cứ nơi nào, bất cứ lúc nào, mãi mãi. 3. Đặc điểm của java - Đơn giản ( simple). Tương tự như C++ nhưng bỏ bớt các đặc tính phức tạp của C++ như: quản lý bộ nhớ, pointer, overload toán tử, không dùng include, bỏ struct, union. - Hướng đối tượng (OO). Mọi thứ trong Java là đối tượng - Phân tán (Distributed). Nhắm đến phân bố ứng dụng trên mạng, ứng dụng độc lập platform. - Mạnh (Robust). Định kiểu mạnh, tường minh, kiểm tra lúc biên dịch và kiểm tra khi thông dịch trước khi thực thi -> Giới hạn được lỗi; kiểm tra truy xuất phần 6 tử của mảng, chuỗi lúc thực thi, kiểm tra ép kiểu run-time. Có trình gom rác – garbage collection- programmer không cần phải lo toan đến việc hủy đối tượng. - Bảo mật (Secure): Kiểm tra an toàn code trước khi thực thi, có nhiều mức kiểm tra bảo mật à Môi trường thực thi an toàn  Mức 1: Mức ngôn ngữ: Nhờ tính bao gói dữ liệu của OOP, không cho phép truy cập trực tiếp bộ nhớ mà phải thông qua method.  Mức 2: Mức Compiler, kiểm tra an toàn cho code trước khi biên dịch.  Mức 3: Mức Interpreter, trước khi bytecode được thực thi, được kiểm tra an toàn.  Mức 4: Mức Class, các class trước khi nạp được kiểm tra an toàn. - Hiệu xuất cao, đa luồng, linh động ….v….v 7 Hình ảnh: mức độ an toàn của các ngôn ngữ. 8 4. JVM là gì? - JVM- Java Virtual Machine : là trung tâm của Java - Là một phần mềm giả lập một máy tính trong đó : có tập lệnh định nghĩa các tác vụ 5. Các phiên bản JDK - JDK 1.0 (23 tháng 01, 1996) - JDK 1.1 (19 tháng 2, 1997) - JDK 1.1.5 (Pumpkin) 03 tháng 12, 1997 - JDK 1.1.6 (Abigail) 24 tháng 4, 1998  JDK 1.1.7 (Brutus) 28 tháng 9, 1998  JDK 1.1.8 (Chelsea) 08 tháng 4, 1999 - J2SE 1.2 (Playground) 08 tháng 12, 1998  J2SE 1.2.1 (không có) 30 tháng 3, 1999  J2SE 1.2.2 (Cricket) 08 tháng 7, 1999 - J2SE 1.3 (Kestrel) 08 tháng 5, 2000 9 - J2SE 1.3.1 (Ladybird) 17 tháng 5, 2001 - J2SE 1.4.0 (Merlin) 06 tháng 02, 2002 o J2SE 1.4.1 (Hopper) 16 tháng 9, 2002 o J2SE 1.4.2 (Mantis) 26 tháng 6, 2003 - J2SE 5 (1.5.0) (Tiger) 30 tháng 9, 2004 - Java SE 6 (còn gọi là Mustang), được công bố 11 tháng 12 năm 2006, thông tin chính tại http://java.sun.com/javase/6/. Các bản cập nhật 2 và 3 được đưa ra vào năm 2007, bản cập nhật 4 đưa ra tháng 1 năm 2008. - JDK 6.18, 2010 - Java SE 7 (còn gọi là Dolphin), được bắt đầu từ tháng 8 năm 2006 và công bố ngày 28 tháng 7 năm 2011. - JDK 8, 18 tháng 3 năm 2014 - Phiên bản dự kiến tiếp theo: Java 9 dự kiến ra đời năm 2016 II. Tìm hiểu Java. 1. Khái niệm lớp và đối tượng. - Đối tượng (Object): vật,người,… cụ thể - Đối tượng = Properties + Methods - Lớp (class): Mô hình (template) mô tả cho 1 nhóm đối tượng. Đối tượng là 1 hiện hữu, thực thể (instance) của class. - Một lớp có thể là lớp con (derived class- lớp dẫn xuất, lớp thừa kế, lớp mở rộng-extend) của 1 lớp khác -> Quan hệ cha-con - Class Hierarchy- Phân cấp các class:Cấu trúc 1 lớp cùng các lớp con của nó (tree) 2. Từ khóa và cách đặt tên - Từ khóa cho các kiểu dữ liệu cơ bản : byte, short, int, long, float, double, char, boolean 10 - Từ khóa cho phát biểu lặp: do, while, for, break, continue - Từ khóa cho phát biểu rẽ nhánh: if, else, switch, case, default, break - Từ khóa đặc tả đặc tính một method: private, public, protected, final, static, abstract, synchronized, volatile, strictfp. - Hằằng (literal): true, false, null. - Từ khóa liên quan đến method: return, void. - Từ khoá liên quan đến package: package, import. 3. Kiểu dữ liệu Ví dụ: Dùng các ký tự đặc tả việc buộc phải xem xét trị thuộc 1 kiểu nào đó: i, I, l, L, f, F, d, D, nhưng L thường dùng thay cho l vì sợ nhầm với 1. 178  int (default) 45.62  double (default) 178L  long 44.21f  float 11.19e8  double (default) ‘z’  char , hằng klý tự để trong cặp nhát đơn (single quote character) Nhận xét: Gần như C++. 11 4. Toán tử trong java. - Toán tử số học Toán tử Mô tả + CộngTrả vể giá trị tổng hai toán hạng - TrừTrả về giá trị của phép trừ / ChiaTrả về giá trị là thương của phép chia * NhânTrả về giá trị là tích hai toán hạng % Phép lấy modulGiá trị trả về là phần dư của phép chia ++ Tăng dầnTăng giá trị của biến lên 1. Vd: a++ tương đương a=a+1 – Giảm dầnGiảm giá của biến 1 đơn vị. vd: a—tương đương a= a-1 Cộng và gán giá trị Cộng các giá trị của toán hạng bên trái vào toán += hạng bên phải và gán giá trị trả về vào toán hạng bên trái. Vd: c+=a tương đương c =c+a -= Trừ và gán giá trị Trừ các giá trị của toán hạng bên trái vào toán toán hạng bên phải và gán giá trị trả về vào toán hạng bên trái.Vd: c -= a tương đương c = c – a Nhân và gán Nhân các giá trị của toán hạng bên trái với toán toán hạng bên phải và *= /= %= - gán giá trị trả về vào toán hạng bên trái. Vd: c *= a tương đương c = c*a Chia và gán Chia giá trị của toán hạng bên trái cho toán toán hạng bên phải và gán giá trị trả về vào toán hạng bên trái. D: c /= a tương đương c = c/a Lấy số dư và gán Chia giá trị của toán hạng bên trái cho toán toán hạng bên phải và gán giá trị số dư vào toán hạng bên trái. Ví dụ c %= a tương đương c = c%a Toán tử Bit: Các toán tử dạng bit cho phép ta thao tác trên từng bit riêng biệt trong các kiểu dữ liệu nguyên thuỷ. 12 Toán tử ~ & Mô tả Phủ định bit (NOT)Trả về giá trị phủ định của một bít. Toán tử AND bítTrả về giá trị là 1 nếu các toán hạng là 1 và 0 trong các trường hợp khác Toán tử OR bítTrả về giá trị là 1 nếu một trong các toán hạng là 1 và 0 | trong các trường hợp khác Toán tử Exclusive OR bítTrả về giá trị là 1 nếu chỉ một trong các toán ^ hạng là 1 và trả về 0 trong các trường hợp khác. Dịch sang phải bítChuyển toàn bộ các bít cuả một số sang phải một vị >> trí, giữ nguyên dấu của số âm.Toán hạng bên trái là số bị dịch còn số bên phải chỉ số vị trí mà các bít cần dịch Dịch sang trái bítChuyển toàn bộ các bít cuả một số sang trái một vị << trí, giữ nguyên dấu cuả số âm.Toán hạng bên trái là số bị dịch còn số bên phải chỉ số vị trí mà các bít cần dịch - Toán tử quan hệ: Các toán tử quan hệ kiểm tra mối quan hệ giữa hai toán hạng. Kết quả của một biểu thức có dùng các toán tử quan hệ là những giá trị Boolean (logic “đúng” hoặc “sai”). Các toán tử quan hệ được sử dụng trong các cấu trúc điều khiển. Toán tử Mô tả == So sánh bằngToán tử này kiểm tra sự tương đương của hai toán hạng != So sánh khácKiểm tra sự khác nhau của hai toán hạng > Lớn hơnKiểm tra giá trị của toán hạng bên phải lớn hơn toán hạng bên 13 trái hay không < >= <= - Nhỏ hơnKiểm tra giá trị của toán hạng bên phải có nhỏ hơn toán hạng bên trái hay không Lớn hơn hoặc bằngKiểm tra giá trị của toán hạng bên phải có lớn hơn hoặc bằng toán hạng bên trái haykhông Nhỏ hơn hoặc bằngKiểm tra giá trị của toán hạng bên phải có nhỏ hơn hoặc bằng toán hạng bên trái haykhông Các toán tử logic Các toán tử logic làm việc với các toán hạng Boolean. Một vài toán tử kiểu này được chỉ ra dưới đây Toán tử && | ^ ! - Mô tả Và (AND)Trả về một giá trị “Đúng” (True) nếu chỉ khi cả hai toán tử có giá trị “True” Hoặc (OR)Trả về giá trị “True” nếu ít nhất một giá trị là True XORTrả về giá trị True nếu và chỉ nếu chỉ một trong các giá trị là True, cáctrường hợp còn lại cho giá trị False (sai Toán hạng đơn tử NOT. Chuyển giá trị từ True sang False và ngược lại. Các toán tử điều kiện: Toán tử điều kiện là một loại toán tử đặc biệt vì nó bao gồm ba thành phần cấu thành biểu thức. điều kiện. Cú pháp: ? : ;  biểu thức 1: Biểu thức logic. Trả trả về giá trị True hoặc False  biểu thức 2: Là giá trị trả về nếu xác định là True  biểu thức 3: Là giá trị trả về nếu xác định là False - Toán tử gán: Toán tử gán (=) dùng để gán một giá trị vào một biến và có thể gán nhiều giá trị cho nhiều biến cùng một lúc. Ví dụ lệnh sau gán một giá trị cho biến var và giá trị này lại được gán cho nhiều biến trên một dòng lệnh đơn. 14 int var = 20; int p,q,r,s; p=q=r=s=var; Dòng lệnh cuối cùng được thực hiện từ phải qua trái. Đầu tiên giá trị ở biến var được gán cho ‘s’,sau đó giá trị của ‘s’ được gán cho ‘r’ và cứ tiếp như vậy. - Thứ tự ưu tiên của các toán tử: Các biểu thức được viết ra nói chung gồm nhiều toán tử. Thứ tự ưu tiên quyết định trật tự thực hiện các toán tử trên các biểu thức. Bảng dưới đây liệt kê thứ tự thực hiện các toán tử trong Java Thứ tự Toán tử 1. 2. Các toán tử đơn như +,-,++,– 3. 4. Các toán tử số học và các toán tử dịch như *,/,+,-,<<,>> Các toán tử quan hệ như >,<,>=,<=,= =,!= Các toán tử logic và Bit như &&,||,&,|,^ Các toán tử gán như =,*=,/=,+=,-= - Thay đổi thứ tự ưu tiên + Để thay đổi thứ tự ưu tiên trên một biểu thức, bạn có thể sử dụng dấu ngoặc đơn (): 1. Phần được giới hạn trong ngoặc đơn được thực hiện trước. 2. Nếu dùng nhiều ngoặc đơn lồng nhau thì toán tử nằm trong ngoặc đơn phía trong sẽ thực thi trước, sau đó đến các vòng phía ngoài. 3. Trong phạm vi một cặp ngoặc đơn thì quy tắc thứ tự ưu tiên vẫn giữ nguyên tác dụng. 15 5. Một số cấu trúc điều khiển trong Java. - Cấu trúc rẽ nhánh if + Dạng khuyết if (biểu thức điều kiện) { [Các câu lệnh thực hiện khi biểu thức điều kiện là true]; }  mô tả hoạt động:  Đầu tiên, hệ thống sẽ kiểm tra biểu thức điều kiện được chỉ định ở mệnh đề IF (biểu thức này phải là biểu thức kiểu boolean)  Sau đó: nếu biểu thức là true thì thực hiện các câu lệnh bên trong if rồi kết thúc, nếu biểu thức là false thì kết thúc. + Dạng đầy đủ 16 - Cấu trúc Switch-Case  mô tả hoạt động: 17 - Vòng lặp While  Mô tả hoạt động + - Xét điều kiện trước, đúng rồi mới thực hiện khối lệnh Vòng lặp do-while 18