为了带着小伙伴们很好的实践基于Java语言的设计模式，咱们将开发一个仿90版的红白机坦克大战小游戏。该游戏基于Java Swing组件来开发，在开发整个游戏过程中，作者会带着小伙伴一步步实现游戏中的各种功能，一步步对代码进行重构，以消除代码中的“坏味道”；同时为了更好的对游戏的功能进行扩展、对代码更好的维护并增加可读性，咱们会适当的使用设计模式。通过不断的重构和对设计模式的实践，让大伙儿真正理解设计模式的使用场景，对大家工作中编码、学习框架源码以及面试都会有一定的帮助。
最简单的Swing窗体应用程序
再回到本节的主题，咱们用基本的Java Swing组件来快速开发一个main方法启动的包含游戏绘图板的最简单的窗体应用。
实现该窗体应用的所有代码都在一个GameMain类中，代码如下：
package com.pf.java.tankbattle;
import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.WindowAdapter;
import java.awt.event.WindowEvent;
public class GameMain extends JFrame {
public GameMain() {
// 设置窗口的标题
setTitle("坦克大战1.0");
// 设置窗口背景色
setBackground(Color.BLACK);
// 设置窗口不可拖动来改变大小
setResizable(false);
// 设置程序启动后，窗口弹出可见，同时开启后台线程来对图形化界面渲染和事件交互的监听
setVisible(true);
// 创建一个绘图板组件，用于后期游戏画面的绘制
JPanel panel = new JPanel();
// 将绘图板组件添加到窗口对象的内容绘图板中
getContentPane().add(panel);
// -------- 设置绘图板组件的外观 --------
// 设置绘图板亮灰色背景
panel.setBackground(Color.lightGray);
// 设置绘图板的宽高（像素单位）
panel.setPreferredSize(new Dimension(320, 240));
// 让整个窗口包住游戏绘图板
pack();
// 让窗口显示在屏幕正中间
setLocationRelativeTo(null);
// 给窗口添加一个监听器，监听窗口关闭时手动退出主线程
addWindowListener(new WindowAdapter() {
@Override
public void windowClosing(WindowEvent e) {
System.out.println("程序结束");
// 手动退出主线程，参数值0代表正常退出，而1代表异常情况退出
System.exit(0);
}
});
}
public static void main(String[] args) {
// 创建窗口对象，并进行窗口的初始化
new GameMain();
}
}
关于代码的说明
完整的代码后期会维护到Github上。教程中会将实现功能所涉及的关键代码都贴出来，确保大伙儿能够在阅读本套教程中，边看边练，跟上作者对游戏功能开发、代码迭代的节奏和重构的思路。为此，作者会尽量为每一行代码增加注释。游戏涉及的素材，在源码发布出来之前，作者会分享在网盘中供大伙儿下载。
以上的代码相信大伙儿都看得明白，窗体、绘图板的设置逻辑都在GameMain类的无参构造中。运行程序后，游戏窗体默认居中弹出，窗口大小由JPanel绘图板对象设置的宽高决定，并且不能改变大小，点击窗口关闭按钮后程序正常退出。
拆分组件类
接下来，咱们将对这一个类文件按照组件进行拆分，分成几个类文件。这也符合软件设计中的“单一职责”原则。拆分后的类文件：
游戏绘图板类MyPanel负责游戏画面的绘制，目前仅实现了外观设置：
package com.pf.java.tankbattle;
import ...
public class MyPanel extends JPanel {
public MyPanel() {
// -------- 设置绘图板组件的外观 --------
// 设置绘图板亮灰色背景
setBackground(Color.lightGray);
// 设置绘图板的宽高（像素单位）
setPreferredSize(new Dimension(320, 240));
}
}
说明
为了减少篇幅，
import语句后的内容都会被省略。同样，前面贴出来的代码中完全一样内容也会被省略掉，以...代替。
窗体类MyFrame用于窗体的外观设置、组件的添加、事件监听器的注册等等，这里有变动的地方则是，构造器接收外部传入的JPanel对象，添加到内容面板中：
package com.pf.java.tankbattle;
import ...
public class MyFrame extends JFrame {
public MyFrame(JPanel panel) {
...
// 将绘图板组件添加到窗口对象的内容面板中
getContentPane().add(panel);
...
}
}
游戏的主类GameMain简化为：
package com.pf.java.tankbattle;
public class GameMain {
public static void main(String[] args) {
// 创建窗体对象
new MyFrame(new MyPanel());
}
}
绘图板绘制功能
首先来认识下Java Swing窗体绘制的坐标系：
从图中可以看出，坐标点的数值是向右下方变大的，而所在的绘制组件的左上角作为坐标原点(0, 0)，要绘制的内容，比如图形或图片，是以左上角的坐标作为起点的，比如上图中绘制的矩形，起点为左上角坐标(20, 20)，宽度和高度都是50（像素）。
代码实现如下：
package com.pf.java.tankbattle;
import ...
public class MyPanel extends JPanel {
public MyPanel() { ... }
@Override
protected void paintComponent(Graphics g) {
// 必须要调用父类方法来完场组件的基本绘制，比如构造器中设置的背景色等等
super.paintComponent(g);
System.out.println("paintComponent...");
// 绘制一个黄色的小方格子
// 先设置画笔的颜色
g.setColor(Color.yellow);
// 填充一个矩形
g.fillRect(20, 20, 50, 50);
}
}
说明
这里重写Swing组件的
paintComponent方法来实现自定义的绘制功能，但需要注意，必须先调用super.paintComponent(g)完成组件基本的外观的绘制。该方法提供了一个Graphics类型的画笔对象，我们可以通过调用其setColor(color)方法来“沾色”并调用其相关的api以完成绘制。关于该绘制方法何时被调用，咱们打印了一行信息，运行程序会发现，在窗体第一次显示以及窗口最小化后再次出现时都会被调用，而且会被调用多次，在必要时都会进行重绘。
接下来绘制咱们的主题元素——坦克。先看下位于资源包下的素材文件：
打开tank.png，发现这张图特别长：
这里包含了90版红白机坦克大战中所有类型的坦克以及道具等素材，咱们从中扣取第一个位置的坦克，把它绘制到绘图板中。
首先定义一个用来加载静态图片的工具类：
package com.pf.java.tankbattle;
import ...
public class ResourceMgr {
/** 代表坦克图片素材的图片对象 */
public static BufferedImage tank;
static {
// 获取加载当前类的类加载器
ClassLoader cl = ResourceMgr.class.getClassLoader();
try {
// 类文件和静态资源编译后位于相同的类路径下，因此可被加载class的类加载器直接获取到
tank = ImageIO.read(cl.getResourceAsStream("images/tank.png"));
System.out.println("游戏素材加载完毕...");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
// 如果游戏素材加载失败，则程序异常退出
System.exit(1);
}
}
}
注意
ResourceMgr类中的静态代码块会在第一次访问其静态成员变量时被执行。因此在程序启动后应该优先加载静态资源，再开始游戏，将加载后的图片对象绘制到游戏绘图板中。package com.pf.java.tankbattle; import ... public class GameMain { public static void main(String[] args) { // 先加载静态资源，这里仅为了访问静态成员变量以执行静态代码块完成资源加载，声明的变量没有地方使用 Image imageResource = ResourceMgr.tank; // 创建窗体对象 ... } }
是时候在绘图板上绘制我们的英雄——小黄坦克了
实现的代码如下：
package com.pf.java.tankbattle;
import ...
public class MyPanel extends JPanel {
public MyPanel() {
// 设置绘图板纯黑背景，让坦克显的更耀眼些
setBackground(Color.BLACK);
...
}
@Override
protected void paintComponent(Graphics g) {
// 必须要调用父类方法来完场组件的基本绘制，比如构造器中设置的背景色等等
super.paintComponent(g);
// 先从左上角开始扣取宽高都为32像素的区域，然后绘制到绘图板坐标为(20, 20)的位置
// drawImage最后一个观察者对象可设置为null，因为不涉及到图片转换操作，也无须通知
g.drawImage(ResourceMgr.tank.getSubimage(0, 0, 32, 32), 20, 20, null);
}
}
好了，这一小节主要带着小伙伴一起快速上手Java Swing应用程序，知道怎么开发一个不涉及按钮、工具栏以及复杂布局的简单的窗体应用，并能够在JPanel组件中绘制一些内容，这为我们接下来的学习做好了铺垫。下一小节，我们将学习如何定义坦克类并用多线程来操控玩家坦克，大家加油！
