基于android的超级玛丽游戏的设计与实现论文

基于android的超级玛丽游戏的设计与实现论文内容摘要：

牌照，并正式开始运营 3G 业务，至此，我国进入到了 3G 时代。 Android 操作系统 Android，字面释义是“机器人”，它是 google 公司和开放手机联盟领导及开发的一款 以 Linux 系统为底层构建的 自由及开放源代码的手机操作系统。 这种操作系统主要用于智能手机和平板电脑之类的移动设备。 Android 操作系统最初是 google 公司从 Andy Rubin 手中收购的主要用于手机的操作系统， google 收购注资后与 84 家硬件制造商、软件开发商以及 电信运营 商 组建开放手机联盟共同研制改良版 Android 系统 ,并发布了 Android 的源代码。 在 2020 年 10 月第一部 Android 智能手机正式发布。 随后， 由于 Android 系统占用内存下，性价比高以及在运营商的强大支持下， Android在全球的市场份额不断增加，并且占据主导地位。 Android 的系统框架 7 Android 的系统框架主要分为四部分，分别是 Linux 内核层、系统运行库层、应用程序框架层和应用层四部分，如图 21 所示 ： 图 21 Android 的应用框架 1. Linux 内核层 Android 系统是基于 Linux 内核的 ,这一层为 Android 设备的各种硬件提供了底层的驱动 ,如显示驱动、音频驱动、照相机驱动、蓝牙驱动、 WiFi 驱动、电源管理等。 2. 系统运行库层 这一层通过一些 C/C++库来为 Android 系统提供了主要的特性支持。 如 SQLite 库提供了数据库的支持 ,OpenGL|ES 库提供了 3D 绘图的支持 ， WebKit 库提供了浏览器内核的支持等。 同样在这一层还有 Android 运行时库 ， 它主要提供了一些核心库 ,能够允许开发者 使用 Java 语言来编写 Android 应用 ， java 语言比较普及 好学容易上手，所以 android 用 java 语言来写。 另外 Android 运行时库中还包含了 Dalvik 虚拟机 , 它使得每一个 Android 应用都能运行在独立的进程当中 ,并且拥有一个自己的8 Dalvik 虚拟机实例。 相较于 Java 虚拟机 ,Dalvik 是专门为移动设备定制的 ,它针对手机内存、 CPU 性能有限等情况做了优化处理。 3. 应用框架层 这一层主要提供了构建应用程序时可能用到的各种 API， Android 自带的一些核心 应用就是使用这些 API 完成的 ,开发者也可以通过使用这些 API 来构建自己的应用程序。 4. 应用层 所有安装在手机上的应用程序都是属于这一层的 ,比如系统自带的联系人、短信等程序 ,或者是你从 Google Play 上下载的小游戏 ,当然还包括你自己开发的程序。 开发环境介绍 本系统采用 Windows 8 作为开发环境，开发工具采用 Eclipse + ADT，主要用 java编程语言进行编写。 由于 Java 语言比较普及 好学容易上手，所以 Android 应用采用Java 语言来写。 Android SDK SDK 全称是 Software Development Kit，是 Android 的软件开发工具包。 在开发Android 程序时，我们要使用 Android 相关的 API，必须引用该工具包。 SDK 的使用基于 及以上版本， SDK 采用了 java 语言，所以我们在解压 SDK 前必须确保JDK 的安装。 Android 支持所有的平台， SDK 包括在 Android 平台上开发引动应用的各种工具集。 它不仅提供了用于 Android 开发的模拟器和 Eclipse 中要用到的 ADT 插件，还包括用来调试，打包在 虚拟机安装的各种工具。 用户可以使用 JAVA 语言来开发 Android应用程序，然后通过 SDK 提供的开发工具，把编写好的 Android 应用程序打包成 apk包，在虚拟机或者智能手机上进行测试 ，以下对 SDK 提供的工具进行简单的介绍。 Eclipse 9 Eclipse， 是 Java 开发中最好用的 免费的 集成开发环境 (IDE)之一 ， 相信所有的 Java开发者都对这个工具 非常熟悉。 Eclipse 支持很多的插件工具，它不仅可以用来 Java，还支持其他主流开发语言的开发，当然也非常适合开发 Android。 除了 Eclipse 外，还有其他适合开发 Android 的 IDE 工具 ，如： IntelliJ IDEA。 最近， google 公司新推出了一款专为 Android 开发设计的 IDE 开发平台 Android Studio，在势头上大有取代 Eclipse 的趋势，但是，由于 Android Studio 新推出不久，可能还不是很稳定，所以本设计暂时还是使用 Eclipse 作为开发工具。 ADT ADT 全称是 Android Development Tools， 是 google 公司专为 Eclipse 提供的一个强大的，高度集成的开发 Android 应用程序的插件。 如果是采用 Eclipse 进行 Android开发，必须给 Eclipse 配置 ADT 插件， ADT 是用于链接 Eclipse 和 SDK，让 Android开发人员可以在 Eclipse 中通过 ADT 插件来使用 SDK 中的工具，如果不采用 Eclipse开发，就可以不用安装 ADT 插件，其他开发工具可以直接使用 SDK 包。 ADT 的功能：它可以在 Eclipse 集成开发环境中访问别的 Android 开发工具；它提供了一个新的 Android 的设计向导，可以让用户方便的创建 Android 程序，包括把Android 的 各个开发文件都创立好；提供了一个 Android 的代码编译器，让用户方便的编译 配置文件以及其他资源文件。 10 3 系统 分析 可行性分析 技术可行性 本游戏是在 Windows8 环境下开发的，学校电脑或者个人笔记本电脑都可以，对机器本身没有太高要求； Java 开发环境采用 或者之上的都可以，我采用的是； Android 开发主要采用 google 提供的 资源包，可以从网上直接下载 , 在 Android 中， SDK 为开发者提供了库文件以及其它开发所用到的工具。 简单理解为开发工具包集合，是整体开发中所用到的工具包，如果你不用 Eclipse 作为你的开发工具，你就不需要下载 ADT，只下载 SDK 即可开发 ；开发工具采用 Eclipse，在 Eclipse环境下开发 Android 应用，需要添加 Android 开发环境 ADT (Android Development Tools)。 所以，基于 Android 的超级玛丽游戏在技术上是可行的。 经济可行性 由于开发本系统只用具备一台操作系统为 Windows8 的电脑便可以，开发 成本低，并且主要研究的是超级玛丽的手机游戏，超级玛丽游戏是很多人童年的记忆，大多数的人不满足只可以在计算机上进行操作，现如今，智能手机几乎人手一部，所以应用开发完成之后，可以很好的推广，节约成本。 操作可行性 基于 Android 的超级玛丽游戏的开发和设计，以用户体验为出发点，设计界面简单，容易上手，界面交互性性好，便于操作。 需求分析 11 所谓 需求分析 ，是指对要解决的问题进行详细的分析，弄清楚问题的要求，包括需要输入什么数据，要得到什么结果，最后应输出什么。 可以说，在软件工程当 中的“需求分析”就是确定要计算机“做什么”，要达到什么样的效果。 可以说需求分析是做系统之前必做的。 用户需求分析 用户需求是需求分析中最重要的一部分，它是系统分析、系统设计、系统实现、系统完善以及系统维护的重要依据，是软件开发中必不可少的一部分。 通过开发人员以及需求分析人员与用户进行沟通，详细记下用户的需求，并对用户的需求进行精简和提炼，最终完成用户需求分析。 用户需要一款运行在智能手机上的经典超级玛丽游戏。 超级玛丽游戏是许多人们儿时的美好回忆，最早是运行在红白机上， 现在也作为单机或者是网络游戏运行在计算机上，虽然计算机的普遍率已经提高到家家户户都拥有一台，但是它并不能做到每个人都拥有，并且由于携带不方便，所以这款经典的益智冒险游戏并不能得到很好的发展，最重要的是不能满足用户的需求。 随着移动互联网的发展，智能手机变得越来越普遍，它不仅有通讯、上网冲浪等一系列的功能，而且还可以在智能手机上玩游戏，并且携带方便，用户可以把自己想要玩的游戏的下载到智能机上，随时随地，想玩就玩，缓解压力，充分满足了用户的需求。 功能需求分析 基于 Android 的超级玛丽游戏主 要实现了以下简单功能。 1） 游戏刚开始会加载界面，在点击或者触摸开始界面，进入由游戏菜单界面； 2） 游戏菜单界面包括四个按钮： a） start game：开始按钮，点击之后开始游戏 b） options：选项按钮，点击之后可以设置音效声量 c） height scores：最高分查看，点击之后可以进行最高分查看 d） exit：点击之后退出游戏 12 3）通过方向键来控制马里奥的移动； 4）通过屏幕上设定的功能键控制马里奥的跳跃和子弹的发射； 5）碰撞检测： 主要包括马里奥和怪物的碰撞、怪物和怪物的碰 撞、马里奥和墙壁的碰撞、马里奥和悬崖的碰撞以及怪物和墙壁的碰撞等。 游戏界面和人物的需求分析 游戏界面是用户对该应用设计的第一印象，界面的好坏直接影响应用的使用。 本文主要从以下四个方面对游戏界面进行规范。 1) 简易性 简言之，就是使用户看起来简单，容易理解，便于操作。 2) 清楚 所设计的界面应该清楚明了，避免冗余拖拉，导致不美观。 3) 从用户的角度考虑 从用户的角度考虑，在该游戏中，用户喜欢经典的超级玛丽游戏界面，因为用户对经典马里奥游戏都有一定的接触，熟悉的界面可以使用户更容易上手。 4) 美观与协调性 界面大体上应该看起来美观，感觉协调舒适，能够吸引用户的注意力。 13 4 概要设计 数据结构的设计 在基于 Android 的超级玛丽游戏的设计与实现中主要包括这几个类 ：马里奥类，怪物类，地图类，食物类。 其中，怪物类主要包括三角怪、背刺怪、乌龟、食人花；食物类包括蘑菇和花。 这几大类相互关联，通过相互之间的数据传递，产生碰撞效果，更新游戏状态 ， 比如说地图块的位置，马里奥的等级 、位置、方向、速度等等。 所以这几大类的数据信息是非常重要的 ，具体的数据结构设计如下： 马里奥的数据 在游戏中，马里奥是主角，它可以向左向右移动、跳、吃了蘑菇之后可以变大、与怪物碰撞之后变小、与砖块碰撞之后停止运动等等，所以马里奥的数据相对复杂，除了主要的位置信息之外，还 包括方向信息、速度信息、马里奥等级、动作信息等。 马里奥主要数据定义如表 41 所示 ： 表 41 马里奥的数据定义 startX,startY 马里奥初始位置 Level 马里奥等级信息，等级越高，马里奥身体越大 xSpeed,ySpeed 马里奥 在 x 轴和 y 轴上的移动速度 lifeValue 马里奥的生命值 State 马里奥的当前状态，有向前、向后、向左和向右四种状态 Jumping 马里奥是否处于跳跃状态 怪物的数据 14 游戏中，怪物能够向左向右移动，它与马里奥相互碰撞后会发生相应的变化，不同的怪物碰撞之后变化不同。 所以怪物的的数据主要是位置信息，速度信息。 其中三角怪和乌龟的 主要数据定义如 表 42 和表 43 所示 ： 表 42 三角怪 的数据定义 startX,startY 三角怪的初始 位置 xSpeed 三角怪在 x 轴上的移动速度 state 三角怪 的当前状态，有 扁了和没扁两种 种状态 表 43 乌龟 的数据定义 startX,startY 乌龟的初始 位置 xSpeed 乌龟在 x 轴上的移动速度 state 乌龟的当前状态，有乌龟壳和乌龟两种状态 还有食人花和背刺怪，这两个类和三角怪类似，区别在于食人花和背刺怪没有 状态信息，食人花和背刺怪只有位置信息和速度信息，并且只能被子弹消灭。 地图块的数据 在游戏中，游戏地图由地图块组成，地图块可以和马里奥以及怪物发生碰撞，地图块会随着马里奥的向前移动而向后推移。 地图块的主要数据定义如表 44 所示 ： 表 44 地图块 的数据定义 Map[18][256] 地图块的坐标 xSpeed 地图块的平移速度 蘑菇和花的数据 15 蘑菇出现后会根据地图的移动方向进行跳跃和移动，花是固定的只有位置信息。 蘑菇的数据定义如表 45 所示： 表 45 蘑菇 的数据定义。