Java/Schiffeversenken

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Ein nettes Beispiel für ein zweidimensionales Array ist das Spiel Schiffe versenken. Sicherlich könnte man die Felder auch von 1 bis 100 durchnummerieren, aber viel praktischer ist es, wenn man, ähnlich wie beim Koordinatensystem in Mathe, x- und y-Koordinaten vergibt. Java unterstützt dies.


Vorüberlegungen

Screenshot

Schauen wir uns aber zunächst die Klassen an, die benötigt werden: Gebiet soll ein einzelnes Feld auf dem 10x10 Gebiete großen Spielfeldes sein. Ein Gebiet kann ein Teil eines Schiffs beherbergen. Ein Gebiet kann beschossen worden sein. Dann ist es markiert (denn dort kann kein Schiff mehr stehen). Aus dieser Idee resultieren folgende Klassen:

Klassendiagramm
Klassendiagramm


Das Spielfeld hat im Wesentlichen die Aufgabe, die Gebiete zu verwalten. Daher bekommt es nur eine Eigenschaft: feld ist ein zweidimensionales Array vom Typ Gebiet. Das „zweidimensional“ wird durch zwei leere eckige Klammerpaare angedeutet: Gebiet [] [].

public class Spielfeld {
  // Eigenschaften   
  private Gebiet[][] feld;    
  // Konstruktor
  public Spielfeld() {   
    feld = new Gebiet[10][10];   
    // Anfangswerte setzen für alle 100 Felder   
    for (int i = 0; i < 10; i++) { 
      // senkrecht     
      for (int j = 0; j < 10; j++){ 
        //waagerecht
        feld[j][i]=new Gebiet();     
      }
    }   
    feld[1][2].setzeSchiff();   
    feld[2][2].setzeSchiff();   
    feld[3][2].setzeSchiff();
  }
(...)

Erläuterungen zur Klasse Spielfeld Das Anlegen eines zweidimensionalen Arrays geschieht ähnlich wie das eines eindimensionalen. Hier legt man die Größe des Arrays fest: 10x10-Felder beim Schiffeversenken. Diese Konstruktion sorgt dafür, dass die Felder nicht den Anfangswert null haben. Dazu müssen alle Felder abgegangen werden (mit Hilfe einer verschachtelten Schleife: Erst Feld 0,0 dann 0,1 dann 0,2 .... 0,9 dann 1,0 dann 1,1 dann 1,2...dann 1,9 dann 2,0 uws. bis 9,9)

Hier wird beispielhaft ein 3er Schiff gesetzt. Dazu müssen 3 Felder einzeln angesprochen werden.


Übung
  1. Analysieren Sie auf Grundlage der beiden UML-Klassendiagramme und auf Grundlageder Kenntnisse über das Schiffeversenken-Spiel die Klassen Gebiet und Spielfeld. Schätzen Sie ein, was die einzelnen Methoden bewirken, ohne dass Sie den folgenden Quelltext anschauen. Vergleichen Sie anschließend mit dem Quelltext.
  2. Nennen Sie weitere Beispiele aus dem Alltag, bei denen man Zwei- oder Mehrdimensionale Arrays benutzen könnte.
  3. Analysieren Sie die Methode schieße(int x, int y) und gibSpielfeldAufKonsoleAus()
    Wiederholung: Warum kann Spielfeld nicht direkt die Eigenschaften von Gebietverwenden?
  4. Entwerfen Sie die Methoden setzeSenkrechtesSchiff() und setzeWaagerechtesSchiff(), die ein Schiff auf das Spielfeld eintragen. Überlegen Sie sich zunächst, welche Übergabeparameter benötigt werden. Entwerfen Sie einen Plan, wie man vermeiden kann, dass der Spielfeldrand überschritten wird.
  5. Schreiben Sie eine Methode prüfeObGewonnen(), die dann true zurückgibt, wenn auf dem gesamten Spielfeld kein Schiff mehr steht.


Quelltexte

public class Gebiet
{
   // Eigenschaften
   private boolean feldWurdeBeschossen;
   private boolean schiffIstAufFeld;

    // Konstruktor
   public Gebiet()
   {
      feldWurdeBeschossen=false;
      schiffIstAufFeld=false;
   }

   // Methoden
   public boolean beschiesseFeld(){
        feldWurdeBeschossen=true;
        if (schiffIstAufFeld) {
            versenkeSchiff();
            return true;
        }
        else return false;
   }

   public void setzeSchiff(){
        schiffIstAufFeld=true;
   }
   
   public void versenkeSchiff(){
        schiffIstAufFeld=false;
   }   
   
   public boolean isFeldWurdeBeschossen(){
        return feldWurdeBeschossen;
   }
   
   public boolean isSchiff(){
        return schiffIstAufFeld;
   }   
} // Ende der Klasse
public class Spielfeld
{
	// Eigenschaften
   private Gebiet[][] feld;

    // Konstruktor
	public Spielfeld()
	{
	   feld = new Gebiet[10][10];
	   // Anfangswerte setzen f�r alle 100 Felder
	   for (int i=0;i<10;i++){ // senkrecht
	     for (int j=0;j<10;j++){ //waagerecht
	       feld[j][i]=new Gebiet();
	     }
	   }
	   feld[1][2].setzeSchiff();
	   feld[2][2].setzeSchiff();
	   feld[3][2].setzeSchiff();
	}

	// Methoden
	public String schiesse(int x, int y){
	   if (feld[x][y].beschiesseFeld()) return "Treffer";
	   else return "Daneben";
	}
	
	public void gibSpielfeldAufKonsoleAus(){
	   System.out.println("\n  0123456789"); // Leerzeile + Beschriftung
	   for (int i=0;i<10;i++){
	     System.out.print(i+" ");
	     for (int j=0;j<10;j++){
	       if (feld[j][i].isFeldWurdeBeschossen()) System.out.print("*");
	       else {
	          if (feld[j][i].isSchiff()) System.out.print("X");
	          else System.out.print("-");
	       }
	     }
	     System.out.println(); // Zeilenwechsel
	   }	      
	}
	
} // Ende der Klasse