数独-GUI开发

GUI界面开发

开发运行环境

  运行环境：JDK1.8

  运行命令：java -jar sudokuGUI.jar

  语言：java

  开发环境：Intellij IDEA 2019.2，JavaFX Scene Builder 8.3.0

项目结构和说明

  为了利用之前的源代码，UI界面采用javafx进行开发，使用MVC框架来设计整个应用，使用了数据绑定，通过构建容器组件，添加menu、监听器等实现图形化界面功能。

软件功能说明

  主要页面如下所示，一打开应用自动进行计时。

  点击菜单中的开始，可以开始新游戏、提交当前页面，查看答案，退出游戏。

  点击提交时，计时器停止，若有空位置没有填，会提示填满再提交，若有错误会弹窗会提示，完全正确时会弹窗恭喜用户。

面向对象分析设计

用例图

类图

总共有五个类
Main用于显示UI界面，界面用xml编写，在sample.xml中。
Controller监听图形页面、鼠标、键盘等。
Solve验证用户提交的数独是否正确。
Generate用于生成终局，对终局随机挖空，形成数独，显示在UI中。
AlterInfo用于弹窗提示。
SudokuCell表示数独中的每一个小块，控制是否可以输入，显示数字等。

状态图

设计思路

  GUI中的主体代码和命令行部分几乎一致，最开始选择生成数独的回溯算法。最初实现UI界面，用了优化以后利用排列组合快速生成终局的算法，但因为终局是由变换第一宫形成的，所以存在规律性，降低数独的可玩性。所以采用了最初生成终局的回溯算法。

  实现思路是先通过回溯算法生成一个终局，因为要求最少挖30个空，最多挖60个空，每个宫中最少有两个。当每个最少挖4个，4×9=36符合要求，每个宫最多挖6个，6×9=54个符合要求。所以循环九个宫，每个宫产生一个随机数n(4<=n<=6)，然后在1-9中生成n个不同的随机数，在该宫中将n个随机数所在的位置挖掉，便生成了一个数独。

  在编写代码的过程中，卡壳了很久一直在思考如何保证数独解的唯一性，但因为自己对这部分算法的理解并不是很深入，所以放弃了保证了数独解的唯一性。用户提交数独时，不与最初生成的终局比较，而是利用循环检查用户提交的答案中是否有错误，没有错误即为正确答案。若用户选择查看答案，则提供最初的终局。

  自定义了一个数据类型SudokuCell，来存放数独中的每一个小块，其中设置一个属性write保证可以多次修改答案，若数独中该位置需要填写，则将write设置为true，若不需要则设置为false，并且可以对每一个SudokuCelle用css进行美化，使数独的外观更加美观。

具体代码实现

  对用户提交数独进行检查，正确时返回true，错误时返回false，这个方法在命令行中用于测试，检查对txt数独中求解时，是否有错误。

/**
	 * @Title: checkSolution
	 * @Description: 检查结果
	 * @param  data
	 * @return boolean
	 * @throws
	 */
	boolean checkSolution(int[] data)
	{
		int index=0;
		int[] criterion=new int[27];
		Solve s=new Solve();
		for (int j = 0; j < 27; j++) {
			criterion[j] = 511;
		}
		s.setCriterion(criterion);
		if(!checkSudoku(data,index,s))
			return false;
		return true;
	}
/**
 * @Title: checkSudoku
 * @Description: 检查数独答案是否正确
 * @param  data
 * @param  index
 * @param  s
 * @return boolean
 * @throws
 */
private boolean checkSudoku(int[] data,int index,Solve s) {
	for (int j = 0; j < 9; j++) {
		for (int k = 0; k < 9; k++) {
			while (data[index]>9 || data[index]<1)
			{
				index++;
			}
			int temp = data[index++];
			if (!s.fill(j, k, temp)) {
				Logger logger=Logger.getLogger("SolveTest");
				logger.setLevel(Level.SEVERE);
				String msg="row:"+(j+1)+"clo:"+(k+1)+"value:"+temp;
				logger.severe(msg);
				return false;
			}else{
				s.usedNum(j,k,temp);
			}
		}
	}
	return true;
}

测试

  因为GUI项目中，除了UI部分代码，都是在命令行中经过测试的代码，所以只进行简单的系统测试，检测页面的响应、监听等是否正常。

编号	操作	预期结果	实际结果	状态
1	页面有空位，点击提交	未完成弹窗	未完成弹窗	通过
2	页面没有空位，存在错误，点击提交	错误弹窗	错误弹窗	通过
3	正确完成数独，点击提交	正确弹窗 计时停止	正确弹窗 计时停止	通过
4	点击查看答案	显示答案 计时停止	显示答案 计时停止	通过
5	点击退出	退出程序	退出程序	通过
6	点击新游戏	开始新游戏	开始新游戏	通过
7	在空位输入非数字字符	输不进去	输不进去	通过
8	在空位输入数字字符	空位显示该数字	空位显示该数字	通过
9	点击查看答案以后，点击提交	正确弹窗	正确弹窗	通过
10	点击关于	信息弹窗	信息弹窗	通过
11	点击帮助	帮助弹窗	帮助弹窗	通过

简要开发过程

时间	内容
2019年12月19日 - 2019年12月20日	需求分析、概要设计
2019年12月26日 - 2020年1月1日	基本完成命令行功能
2019年12月26日 - 2020年1月1日	开始单元测试
2020年1月2日 - 2020年1月3日	修改算法、对代码结构进行优化，完成测试
2020年1月4日 - 2020年1月16日	代码质量检测、UI编写
2020年1月17日 - 2020年1月18日	博客优化