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3 程序结构、思想和相关技术
3.1 本程序需解决的有关技术问题
1. 游戏中为了美观，适用性强，可能需要采用外部文件引入的图片贴图，有关贴图，在MIDP2.0中提供了用于增强游戏功能的game包，使得解决静态或动态、画面背景、屏幕刷新的双缓冲等都有较好的解决方案。
2. 己方坦克的运行可以通过键盘响应事件控制，但敌方则因为是自动运行，就需要有一定其一定的智能性；同时，出现在屏幕上的敌方可能会有较多的数量，这需要为每个敌方开辟一个线程以便能让其独立运行。Java的多线程能力为实现这样的游戏提供了可能。敌人坦克的运行算法也需要进行适当的设置，以免游戏过于简单，单调。
3. 对于双方坦克发出的子弹的控制也需要对其跟踪控制，子弹也需要处在独立的线程中。敌方子弹仅需要扫描用户坦克，而用户坦克需要在每一步扫描所有的敌方坦克。这需要对所有的对象有较好的控制。另外，子弹在运行过程中也需要实时扫描是否碰撞到了相关障碍物或屏幕边界。如此过多的线程同时在本来效率就不高的KVM虚拟机上运行，也许会导致程序的缓慢。
4. 双方的坦克在前进时也需要考虑到是否碰撞到相关物体或对方坦克，以免重叠运行，造成许多物理上不可能的情况，缺乏真实感。每一次刷新页面、每前进一步都需要将所有的周围环境都进行扫描。
5. 游戏的地图不可能通过绘图来解决。否则，不仅难于控制和处理过多的元素，也会因过多的大型图片而不能限制程序的大小，失去手机上程序的原则和Java的优势。同时，地图关卡不宜保存在手机有限的内存中，而最好采取外部文件的读入读出方法。
6. 用户运行游戏时需要有分数记录的可能。如何采用合理的记分标准，需要进行适当的设计。记录分数的存储方式也需要有较好的解决方案。手机中由于处理器和内存空间、存储空间都十分有限，其数据库系统与普通PC大相径庭。其数据库结构较为简单，被称之为RMS系统。 3.2 程序流程
本程序采用面向对象的设计模式，对游戏中的所有物体赋予对象的概念和属
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性。用户控制的坦克运行在主线程中，随屏幕刷新的频率而步进。敌方坦克将在游戏开始时逐渐新增线程，每增加一个敌方对象就新增加一条线程，一旦线程数满到最大值（本程序暂设置为6），就不允许敌人再继续出现。用户坦克自诞生之时起将拥有一发子弹，子弹虽然开在单独的线程中，但运行结束后（比如撞到相关物体或敌方坦克时）并不结束子弹对象，只是将其线程终止。用户再次发射子弹时只是将终止的线程再次激活。在屏幕重绘的主程序中，将在每次的循环中判断若干事件。如：用户坦克的生命是否已完全用尽，敌方坦克数是否已经为零，屏幕上的坦克数量是否少于仍剩下的坦克数量等。以便程序
进入相关的分支执行相关的反应代码，结束游戏或统计分数等。主程序流程如图3.2所示：
程序为需要完成独立功能的需显示的模块设置了单独的类。TankMain类是继承自MIDlet的控制主程序启动的首先被载入系统的部分。载入程序后首先启动的是程序介绍的信息画面。闪过后载入StartChoice类，为用户提供可选择的选项。在选择开始后，将运行BattleCanvas类中的总流程控制。它决定了游戏何时该结束，何时分配敌人数量，GameOver字样的闪现规则，地图的绘制及整个游戏的调度。 3.3 绘图与MIDP2.0新增的GAMECANVAS包 3.3.1 提供低级绘制的Canvas类
为了能有程序开发人员控制接口的外观和行为，需要使用大量的初级用户接口类，尤其在游戏程序中，几乎完全依赖的就是Canvas抽象类进行绘图。从程序开发的观点看，Canvas类可与高级Screen类交互，程序可在需要时在Canvas中掺入高级类的组件。Canvas提供了键盘事件、指点杆事件（如果设备支持），并定义了允许将键盘按键映射为游戏控制键的函数。键盘事件由键代码指定，但这样控制游
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显示历史记分图3.2 本程序的主流程图
屏幕绘图 符合结束条件时 Logo 画面 About 选项画面 开始 主程序 敌方需要出坦克时，生成坦克 初始化参数 死亡时 显示GameOver 本关记分统计 中北大学2010届毕业设计说明书
戏会导致缺乏通用性，并不是每个设备的键盘布局都适合游戏的操作。应当将键代码转换为游戏键的代码，以便硬件开发商能定义他们自己的游戏键布局。本程序中，操纵用户坦克运行的按键都定义为游戏控制键，这样便能适应所有的机器。 3.3.2 Graphics类
Graphics类提供了简单的2D绘图功能。它具有24位深度色彩的绘制能力，以三原色分别各占一个字节表示其颜色。程序只能在paint()函数中使用Graphics绘制，GameCanvas可调用getGraphics()函数直接绘制在缓冲区上，可以在任何时间请求传输到前台。其对象会被传给Canvas的paint()函数，以便最终显示。 3.3.3 PNG格式
PNG(Portable Network Graphics)格式是MIDlet唯一支持的图象格式，PNG具体格式由PNG Specification,Version 1.0定义的。PNG格式提供透明背景的图象，这对绘制游戏画面和被操纵主角极有帮助。坦克之间或与障碍物碰撞时就不会因为背景有特定的颜色，显示出的效果像贴上的图片而缺乏真实感，物体之间轻微重叠时最上层图片也不会覆盖超过其有效象素外的部分。
PNG格式图片中包含许多定义其图片特性的冗余部分(Chunks)。这些代码包含在每一个单独的png格式图象中，然而如果将多个png图象合并在一张幅面稍大一些的整图中，多个chunks就可以得到精简，图片的大小可以得到控制。使用Image类中的createImage函数可从整图中分割出所需要的元素。在Game包中的TiledLayer和Sprite类都整合了这样的功能。本程序中的地图元素都集成在一张tile.png图片中，实现了方便的管理和程序体积的精简。 3.3.4 game包中的新功能
MIDP自2.0以后新增了Game包，为游戏的开发带来了极大的便利。地图绘制、主角的动态显示、按键的检测、图层的控制等游戏专属的特性都得到了在移动设备上最大的发挥。
LayerManager（以下简称LM）提供控制整体画面层的控制。它包括了一系列自动获取了代号和位置的层，简化了各层加入游戏画面的过程，提供了自动排序和绘制的能力。
LM存储了一个层的列表，新的层可以用append函数附加、删除和插入。层的序号相当于坐标的Z轴，0层表示最接近用户视觉，层数越高，离用户越远。层号总是连续的，即使有中间的层被移除，其他层的序号会作相应的调整以保持整体的完整性。LM中的View Window控制着与LM相对坐标的可视区域。改变View
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Window的位置可以制造出滚动屏幕的效果。
本程序中所有的地图、坦克都采用LM控制，敌方坦克的生成由附加一个EnemySprite对象得到。唯有界面右侧的计分栏由Graphics类绘制。
Sprite类是继承自Layer的用于存储多桢的基本可视元素。不同的frame可交相显示，构成动态的效果。图片可翻转、颠倒、由一个主角图片就可以方便的得到所有方向的显示状态，相比原先只能使用Canvas绘图，需要将所有方向的主角图象都绘制在png图象中简化了许多。Sprite也可以从整合的图象中读图，读图时将把大图分解为若干等宽等高的小图。每个小图按照其排列顺序有相应的序号，在程序中调用其序号，就可以绘制出相应的图片。本程序中的双方坦克、子弹都由Sprite继承得到。在有些情况下，控制主角的翻转，尤其是多幅图片配合显示的过程，如果将多图的共享定位点设置在通常的左上角，将很不容易控制，因为许多翻转都是以其他点为参考电的（比如，中心点）。由此，引入参考点的概念。参考点由defineReferencePixel函数确定未翻转图片状态时的坐标。默认是(0,0)点，如果需要，可将参考点设置在画面边界之外。本程序中的坦克的参考点定义在图片正中，以便简便的实现转向等功能。子弹的参考点设置在子弹底部的中心，因为子弹一出炮筒的时候紧挨着坦克的象素就是其底部中心。
TiledLayer是有一组图象格元素(grid of cells)组成的整块虚拟图象。该类使不需要高分辨率的图象就能创建大幅图面成为可能。这项技术通常应用在2D游戏平台的滚动背景的绘图。一块整图可被分割成等大小的图象格，每块格有其对应的序号，按照行列递增。多块格可由大块同时替换组合而模拟动态的背景，这不需要逐块替换所有的静态图象格而显得非常方便。
本程序中的地图即为游戏背景。每块障碍物都有其响应的代号，其中，用户需保护的总部因为体积稍大，使用了四块图象格显示。地图背景分为20*22个图象格，每个格使用一个字节表示其中的障碍物，图象文件存储在外部文件中，以16进制的整数串表示，因此每个地图的大小为固定的440字节。如果整块地图均由绘图产生，将导致体积迅速增加，且对坦克与障碍物的碰撞也难以检测。J2ME中并没有J2SE中的File类，获取外部文件的手段很有限，仅仅在Class类中提供了一个getResourceAsStream函数，将外部文件获取为输入流，再由InputStream的继承类读出。
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3.4 坦克的控制和敌方的智能运行
GameCanvas中提供了与以往MIDP1.0不同的键盘采样功能。Canvas类中采取响应键盘事件的方法，每次执行周期时会读取keyPressed函数中需执行的代码。这样的机制并不适合某些游戏场合。在某些不支持keyRepeat功能的设备上，反复执行的按键，比如发射子弹，将不能因为长时间按压而自动重复，这样就需要用户高频率的手动击键，这在操纵空间非常有限的移动设备上是非常困难的。同时，事件的执行周期也并不一定适合游戏的场合，也许需要更高频率执行的按键却只能在指定的周期内规律的响应。对此，针对游戏的开发，Game包提供的键盘状态功能将显得十分有效。
GameCanvas提供getKeyStates函数可获取当前键盘上的信息。将以位的形式返回键盘上所有键的按与释放的状态，当bit为1时，键就是被按下的状态，为0时则为释放状态。只需要此一个函数的返回值就可以返回所有键的状态。这保证了快速的按键和释放也会被循环所捕捉。同时，这样的机制也可检测到几个键同时按下的状态，从而提供斜向运行等相应功能。
敌方按照规则不能和用户坦克重合，则它每行走一步就需要把用户坦克扫描一次，判断其是否碰撞到了用户的坦克。Sprite类中提供了collidesWith函数，用于判断是否与某个TiledLayer、Sprite、Image的对象有图象上的重合（即游戏中的碰撞）。然而不能仅仅将用户坦克作为其Sprite参数传递给敌人的类进行判断。因为如果发生碰撞，collidesWith成立，则两辆坦克已经发生了图象重合，违反了规则，甚至若再进行collidesWith判断的话，其结果将永为真。为了提前预知碰撞，可以将所有坦克的碰撞范围设定为一个比坦克图片稍大一些的矩形，此矩形仅在坦克前方比坦克图形多出一个象素。在多出的11个象素中，按照每个象素依次检查此象素是否于外界发生碰撞，如果不是按照象素检查，则当坦克与障碍物错位并同时与两种物体接触时将有可能忽略检测其中的一样物体。这样，就可以提前一步判断。如果发生碰撞，则坦克应当选择掉转方向，此时，两辆碰撞的坦克又因为其矩形区域不重合而不符合collidesWith的条件，就可以继续正常运行了。
敌方坦克由于需要具有一定的智能性，以便对玩家攻击，使之具有一定的可玩性。敌人可以自动行走，但是应当在以下适当的情况下转向：首先是是否超出界面的边界，其次是是否与地图障碍物发生了碰撞，再次是是否与用户坦克发生
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