基于Java实现的植物大战僵尸游戏

基于Java实现的植物大战僵尸游戏
资源下载地址：https://download.csdn.net/download/sheziqiong/86812910
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基于Java设计的植物大战僵尸游戏

 一、植物大战僵尸游戏规则

 游戏简介

玩家通过种植太阳花收取阳光来购买植物；通过种植不同的植物来抵御僵尸的攻击。当一个关卡里的僵尸全部被消灭时，玩家胜；当僵尸越过地图的右边界时，僵尸胜利。

植物简介

购买植物需要花费一定数量的阳光，每购买一次过后需要冷却一段时间才能再次购买。每个关卡允许使用的植物各有不同，不同植物的特性也不同

植物主要分为：攻击类，防御类和生产类。也可以分为夜间植物和白天植物（夜间植物只能在夜间出现）

攻击类
- 发射类
- 防御类
- 攻击增强类
发射类

当僵尸进入射手的射程内时，射手会发射豌豆攻击。
- 豌豆射手
  - 单发射手
    攻击：20
    耐久：300
    射程：正前方一整行
  - 双发射手
    发射速度是单发射手的两倍，其余同单发射手。
  - 三线射手
    该植物可同时向3排（植物所处排和左右排）同时发射出3颗豌豆，其余同单发射手。
  - 寒冰射手
    寒冰射手每次攻击发射一颗冰豌豆,命中目标后对僵尸造成伤害。其余同单发射手。
  - 机枪射手
    连续射出四发豌豆子弹
    四倍的快乐
  - 小喷菇（夜间植物）
    小喷菇免费
    射程短
  - 胆小菇（夜间植物）
    它是一种远程射手，敌人接近后会躲起来，不会攻击。
    攻击：20
    耐久：300
    射程：正前方一整行
爆炸类
- 樱桃炸弹
  - 种下0.6秒后爆炸，能炸死3*3范围内的僵尸
- 火爆辣椒
  - 种下0.75秒后爆炸，能炸死同排的僵尸
- 土豆雷
  - 种下后2s后长大，在此期间可以被僵尸吃掉。
  - 长大后进入等待状态，当同排僵尸距离土豆雷半格时，土豆雷爆炸，僵尸被炸死。
  - 耐久： 300
吞食类
- 食人花
  - 能够一口吞掉僵尸，然后要咀嚼消化一段时间，此时容易受到攻击。
  - 耐久：300
攻击增强类
- 火炬树桩
  - 用来增强豌豆植物发射的豌豆的火力，当豌豆划过树桩后，会变成火球，豌豆的威力变成2倍
  - 但是如果穿过的是寒冰豌豆就会变成普通的豌豆了
防御类
- 坚果墙
  - 攻击性：0（无攻击力）
  - 防御力：3000（较高）
  - 用于阻碍僵尸前进的步伐
- 高坚果
  - 巨大的坚果，可以更好的阻挡僵尸前行
  - 攻击性：0（无攻击力）
  - 防御力：8000
生产类

生产阳光，供拾取购买植物
- 向日葵
  - 可生产阳光
  - 耐久：300
- 阳光菇（夜间植物）
  - 白天睡觉，可在夜间生产阳光
  - 耐久：250
- 双子向日葵
  - 双份的阳光，双份的喜悦
  - 耐久：300
僵尸简介

在游戏中，不同种类的僵尸会一波波的攻击。不同僵尸的攻击值，耐久，特性有所不同。

僵尸分为：
- 普通僵尸
  - 游戏中最普通的花园僵尸
  - 血量：270（普通）
  - 攻击：啃食攻击，100/秒
  - 速度：约4.7秒/格（普通）
- 旗帜僵尸
  - 该僵尸是领头者，速度比普通僵尸快
  - 血量：270
- 路障僵尸
  - 防御能力是普通僵尸的两倍
  - 血量：640
- 铁桶僵尸
  - 防御能力比路障僵尸更强
  - 血量：1100
- 橄榄球僵尸
  - 速度很快，防御强于铁桶僵尸
  - 血量：1160
- 读报僵尸
  - 报纸可做防御，拿着报纸时速度很慢
  - 多次受到攻击后失去报纸，防御变低，速度变快
  - 血量：420
附加道具简介
- 小推车
  - 位于最后防线的前方，当僵尸濒临最后防线时，小推车出动，将同排僵尸碾压致死。
- 阳光
  - 可以靠天吃饭获得
  - 可以生产类植物处获得
  - 拾取后，可用来购买植物
关卡简介

逐个关卡击破，取得最终胜利。

关卡很有趣，请各位自行体验，这里不再赘述。

二、文档

 1. 类图

整体：

核心部分：

大图见docs文件夹

 2. 用例图

 3. 时序图

I. 更新植物

II. 开始新游戏

III. 向僵尸总HP最少的行添加一个指定的僵尸

IV. 阳光下落

V. 向音频池添加游戏音效

 三、项目完成情况

这是一份项目开始时准备的的TODO-List
```
游戏核心
    - [x] 单次派发系统
        - [x] 基于FSM的状态机制
        - [x] 基于多线程的音频池(使用.wav)
        - [x] 附带(类似)回调函数的杂项GIF播放系统
    - [x] 交互界面
        - [x] 开始界面
        - [x] 游戏界面
            - [x] 后院
            - [x] 卡牌槽
                - [x] 阳光槽
                - [x] 卡牌槽
                - [x] 卡牌
                - [x] 关卡进度
            - [x] 界面交互
                - [x] 放置植物
                - [x] 收集阳光
            - [x] 暂停界面
            - [x] 通关/失败提示
    - [x] 关卡设计
        - 考虑一关总僵尸量一定
        - 每间隔一段时间放置
        - 原则：
            - 在僵尸总HP最少的行上放置
植物
    - [x] 普通植物
        - [x] 向日葵
        - [x] 双子向日葵
        - [x] 豌豆射手
        - [x] 双发射手
        - [x] 三线射手
        - [x] 机枪射手
        - [x] 寒冰射手
        - [x] 坚果墙
        - [x] 高坚果
        - [x] 食人花
        - [x] 樱桃炸弹
        - [x] 火爆辣椒
        - [x] 土豆雷
        - [x] 火炬树桩
    - [ ] 夜间植物
        - [x] 小喷菇
        - [x] 胆小菇
        - [ ] 大喷菇
        - [x] 阳光菇  
僵尸
    - [x] 普通僵尸
    - [x] 旗帜僵尸
    - [x] 路障僵尸
    - [x] 铁桶僵尸
    - [x] 橄榄球僵尸
    - [ ] 小丑僵尸
    - [x] 读报僵尸
    - [ ] 撑杆跳僵尸
子弹类
    - [x] 豌豆
    - [x] 冰豌豆
    - [x] 燃烧豌豆
    - [x] 孢子
    - [ ] 大孢子(大喷菇)
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四、附录

 (魔幻)植物大战(成精)僵尸扩展编程不Van全指南

 原理简介

一、名词解释
1. FSM，有限状态自动机，一个FSM相当于一个独立的AI系统，每一个能够独立动作个体都拥有属于自己的FSM系统。举几个例子
  - 豌豆射手拥有以下几种状态
    0：待机态，没有可以攻击的僵尸
    1：攻击态，攻击态=攻击+CD
    2：HP耗尽，立即被回收
  - 普通僵尸拥有以下几种状态
    0 : 待机态，未出场
    1 : 有头行走
    2 : 有头攻击
    3 : 无头行走
    4 : 无头攻击
    5 : 被炸死，立即被回收
    6 : 无头死亡(正常死亡)，立即被回收
  - 一个状态又两部分组成，一是表示状态的数字，这个数字是这个状态的唯一标示，二是状态附带的动作，即个体被判定处于这个状态后应该执行的操作。例子接上面
    对于豌豆射手
    0/1:
    当HP耗尽 -> 2
    
    0:
    当观测到有可攻击的僵尸 -> 1
    
    1:
    当不再有可攻击的僵尸(上面的检测条件添加.negate()即可实现) -> 0
    
    对于普通僵尸
    1/2/3/4:
    当受到足以致命的爆炸伤害 -> 5
    
    3/4:
    当HP耗尽 -> 6
    
    1:
    观测到可攻击 -> 2
    HP低于阈值 -> 3(掉头行走)
    
    2:
    不再可攻击(等价于(1->2).negate()) -> 1
    HP低于阈值 -> 4(掉头攻击)
    
    3:
    观测到可攻击 -> 4
    
    4:
    不再可攻击(等价于(3->4).negate()) -> 3
    
    要求:
    任何对于死亡的检测必须写在前面，因为没有实现状态转移的优先级，当检测到可满足的转移条件后就不再检测其他条件
2. 函数式编程，本项目使用函数编程接口
  - Predicate:
    接受参数并返回true/false
    用作检测是否满足转移条件
    程序中使用BiPredicate，接受两个参数，一是游戏棋盘的总体，二是实体本身
  - Consumer
    接受参数并执行，无返回值
    用作状态的执行
    程序中使用BiConsumer，接受两个参数，同上
3. 音频池，用来播放游戏中的音乐与音效
  - 背景音乐，同一时刻只允许存在一个背景音乐，且背景音乐自动设置为循环播放
  - 游戏音效，子弹击中僵尸、僵尸啃噬植物等均为音效，一经添加立即播放，播放完毕后释放资源(由JVM接管)
二、代码组织形式
1. 库组织形式
  - model 模型
    base基本类型
    bullets子弹
    plants植物
    sound音频
    zombies僵尸
    level 关卡
  - view 视图渲染部分
  - controller 用户交互界面
2. 游戏棋盘GameBoard成分
  - 僵尸图 zombieMap
  - 植物图 plantMap
  - 子弹图 bulletMap
  - 杂项图 extraMap
  - 阳光图 sumMap，原本设计在杂项里，但考虑到检测的效率，故独立之
核心API讲解
1. 注意，本部分代码因项目后期没有维护，可能已过时，详情请参考具体代码
2. abstract void setStateTable(); //设置状态表
  - 任何继承Root的子类都必须实现的方法
  - 以豌豆射手Pershooter类为例：
    protected void setStateTable() { // 0 : 正常 // 1 : 攻击 // 2 : HP耗尽 BiConsumer attack = ((gameBoard, root) -> // 攻击时应该做什么 { if ((intervalCount++) % attackPerTicks == 0) { Plant pt = (Plant) root; for (Object ob : gameBoard.zombieMap.getRow(pt.getY())) { Zombie zb = (Zombie) ob; if (zb.getX() - pt.getX() <= MAX_PROBE_RANGE) { gameBoard.bulletMap.getRow(pt.getY()).add( new BeanBullet(pt.getX() + pt.getWidth() / 2, pt.getY())); SoundPool.addSound(GameRule.choice(GameRule.pea_shoot)); return; } } } }); addState(0, "peashooter.gif", null); addState(1, "peashooter.gif", attack); addState(2, "peashooter.gif", (gameBoard, root) -> finish = true); }
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  - 类中的方法addState
    接受两个参数
    方法签名为void addState(int state, String fName, BiConsumer action)
    state为当前状态码
    fName为状态要播放的gif，可为null
    action为BiConsumer，是该状态要执行的操作，可为null
3. abstract void setStateTransfer(); //设置转移条件
  - 任何继承Root的子类都必须实现的方法
  - 以豌豆射手Pershooter类为例：
    protected void setStateTransfer() { // BOTH -> HP耗尽死亡 addTransfer(new int[] {0, 1}, 2, ((gameBoard, root) -> hp <= 0)); // 待机 -> 开始攻击 addTransfer(0, 1, getAttackTransfer(MAX_PROBE_RANGE)); // 攻击 -> 待机 addTransfer(1, 0, getAttackTransfer(MAX_PROBE_RANGE).negate()); }
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  - 类中的方法addTransfer
    接受三个参数
    方法签名为void addTransfer(int from, int to, BiPredicate cond)
    from为来自的状态
    to为满足cond后转移到的状态
    cond为BiPredicate，是状态转移条件
    还定义有方法void addTransfer(int[] froms, int to, BiPredicate cond)
    froms数组中各元素都会被展开成原方法形式
    旨在实现快速添加对象死亡的转移条件
4. 音频池SoundPool系统
  - 音频池为游戏提供了背景音乐与游戏音效支持
  - public static void addSound(String fName)
    添加音效
    音效会被立刻播放
    播放结束后自动回收
    一时刻可能有很多很多音效在播放
  - public static void setBGmusic(String fName)
    设置背景音乐
    音乐会被立刻播放
    音乐循环
    每一时刻只能有一首正在播放的BGM，重设后会替换原BGM
  - 注意
    上述两方法为静态方法，调用方式为
    SoundPool.addSound(xxxxx);
    SoundPool.setBGmusic(xxxxx);
    
    编码人员不用创建该类的任何实例，两静态方法会自动处理
  - 现状：音频系统是引起游戏很卡的罪魁祸首
    
    [完成]初步优化：使用字典管理正在播放的音频，限制同一音频最多同时播放3个，稍有改善
    
    [待进行]进一步构思：
    
    使用线程池技术，预先开辟线程，消除线程构造与回收造成的系统资源消耗
5. 关卡Level & LevelManager & LevelFactory系统
  - Level: 保存一个关卡的信息
  - LevelManager: 组合一个Level并被多个类所传递，用于获取关卡信息与处理游戏胜负
  - LevelFactory: 关卡工厂，想添加新的关卡就写在这里
  - 如何写一个新关卡:
    你需要提供
    关卡的编号
    出现在本关的所有僵尸与他们的数量
    总波数
    总时间
    下一关的编号(-1代表结束)
    可以使用的植物
    场景图片
    背景音乐
    是否从天上掉落阳光
    掉落阳光的间隔是多少
    预先设置的植物
    
    编写成代码:
    Level level = new Level(); HashMap zombieCount = new HashMap<>(); ArrayList cards = new ArrayList<>(); ArrayList pres = new ArrayList<>(); zombieCount.put("normal_zombie", 10); // 10个普通僵尸 zombieCount.put("football_zombie", 10); // 10个橄榄球僵尸 zombieCount.put("buckethead_zombie", 5); // 5个铁桶僵尸 zombieCount.put("conehead_zombie", 5); // 5个路障僵尸 zombieCount.put("newspaper_zombie", 5); // 5个读报僵尸 cards.add(new PlantInfo("Chomper", 50, 2)); // 可使用食人花, 花费50阳光，冷却2s cards.add(new PlantInfo("Jalapeno", 50, 2)); // 火爆辣椒 cards.add(new PlantInfo("Peashooter", 100, 2)); // 豌豆射手 cards.add(new PlantInfo("Threepeater", 100, 2)); // 三发射手 cards.add(new PlantInfo("CherryBomb", 100, 2)); // 樱桃炸弹 cards.add(new PlantInfo("ScaredyShroom", 100, 2)); // 胆小菇 // 预设植物, new (name, col, row) pres.add(new PreSetPlant("PotatoMine", 5, 0)); pres.add(new PreSetPlant("PotatoMine", 5, 1)); pres.add(new PreSetPlant("PotatoMine", 5, 2)); pres.add(new PreSetPlant("PotatoMine", 5, 3)); pres.add(new PreSetPlant("PotatoMine", 5, 4)); level.setLevelNumber(1) // 关卡编号1 .setZombies(zombieCount) // 设置所有僵尸(见上方) .setWaves(10) // 10波 .setLevelTime(50) // 50秒(最后一波僵尸出现的时间) .setLevelNext(2) // 下一关进入编号2 .setPlantInfos(cards) // 设置可使用的植物 .setlevelImg(GameRule.backgroundDay) // 关卡背景 .setLevelBgmusic(GameRule.dayBG) // 背景音乐 .setDropSun(true) // 白天，从天上掉阳光 .setDropSunPerSeconds(5) // 第一关，阳光掉落频繁 .setPrePlants(pres); // 预设植物，可为空
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    由于大量使用了Java的反射机制，使得程序具有特别强大的灵活性，可以看出，仅需要一个字符串便能调用一个类
    所以，新建一个关卡只需要填写很少的代码
    由于植物的花费与冷却时间可控，我们还可以做出许多有趣的小游戏，比如:
    一关只允许使用爆炸物，且爆炸物冷却时间极短而且花费很低
    一关的高坚果与坚果墙十分廉价，但攻击方式只有普通豌豆射手
    更多脑洞任君开发
6. 僵尸、植物、子弹或杂项何时被系统删除
  - 在Root类中有一名为finish的布尔型变量，一旦为true，则会在最近一次的更新中被移除
  - 对于动画，例如僵尸的倒下死亡或被炸死，有两种处理思路
    转移到这个状态，播放这个gif，sleep对应时间后在设置为finish=true
    转移到这个状态，立刻设置为finish=true，在杂项map内添加这样的gif
  - 本程序在简洁性与易扩展型的考量下决定使用后者，具体使用方法举例如下：
    // 僵尸被炸死 addState(5, null, (gameBoard, root) -> { finish = true; gameBoard.extraMap.add(new Extra(getPath() + "boom_die.gif", 3500, getX(), getY())); }); // 僵尸HP耗尽 addState(6, null, (gameBoard, root) -> { finish = true; gameBoard.extraMap.add(new Extra(getPath() + "nohead_die.gif", 1500, getX(), getY())); });
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  - Extra类的构造函数签名如下
    public Extra(String fName, int ms, int x, int y, boolean bullet)
    与public Extra(String fName, int ms, int x, int y)
    其中
    fName为需要播放的gif文件
    ms为gif所需执行时间，用于Thread.sleep()
    x, y，物体坐标
    bullet，是否为子弹，true代表是，不填为否
  - Extra类被构造后会在最近一次的更新中被添加
  - 在延迟时间到后自动被回收，实现方法同为finish=true
raMap.add(new Extra(getPath() + “nohead_die.gif”, 1500, getX(), getY()));
});
```
- Extra类的构造函数签名如下
- public Extra(String fName, int ms, int x, int y, boolean bullet)
- 与public Extra(String fName, int ms, int x, int y)
- 其中
- fName为需要播放的gif文件
- ms为gif所需执行时间，用于Thread.sleep()
- x, y，物体坐标
- bullet，是否为子弹，true代表是，不填为否
- Extra类被构造后会在最近一次的更新中被添加
- 在延迟时间到后自动被回收，实现方法同为finish=true

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原文地址：https://blog.csdn.net/newlw/article/details/126763426

基于Java设计的植物大战僵尸游戏

一、植物大战僵尸游戏规则

游戏简介

植物简介

攻击类

发射类

爆炸类

吞食类

攻击增强类

防御类

生产类

僵尸简介

附加道具简介

关卡简介

二、文档

1. 类图

2. 用例图

3. 时序图

三、项目完成情况

四、附录

(魔幻)植物大战(成精)僵尸扩展编程不Van全指南

原理简介

核心API讲解