中国象棋程序的设计与实现(十二)--棋盘绘制算法(尽管注释非常详细,完全理解仍有难度)

上几篇中，我们详细介绍了，棋盘类的定义和关键属性，简要介绍了棋盘绘制算法的骨架。

本篇，我们将详细解读棋盘绘制算法的每一个细节。

强烈建议，大家结合文章末尾的“棋盘截图”来思考绘制算法细节，不然，很可能会遇到问题。

有些绘制细节，很难懂，不好描述，不再详细叙述。

1.绘制算法骨架

/**
* 绘制棋盘
* <P>
* 绘制棋盘背景
* </P>
* <P>
* 10条横线
* <P>
* 9条纵线
* </P>
* <P>
* 炮兵卒14个标记
* </P>
* <P>
* 九宫格
* </P>
* <P>
* 楚河漢界
* </P>
* <P>
* 如果有棋子移动，画出2个提示框，每个提示框由8条线组成
* </P>
* <P>
* 绘制可选走法的提示框
* </P>
* <P>
* 绘制竖线标记
* </P>
*
*
* 根据需要还绘制棋子移动的标记
*/
protected void paintComponent(Graphics g) {
super.paintComponent(g);
// 绘制棋盘背景
drawBackgroundImage(g);

Graphics2D g2 = (Graphics2D) g;
// 兵、卒、炮标记笔画
BasicStroke bsFlag = new BasicStroke(2);
// 楚河汉界、棋盘边框笔画
BasicStroke bsLine = new BasicStroke(2);

// 棋盘线笔画
BasicStroke bs1 = new BasicStroke(1);

// 绘制直线
drawLines(g2, bsLine, bs1);
// 绘制九宫格
drawJiuGongLines(g2, bs1);
// 绘制楚河漢界
drawChuheHanjieString(g2);
// 绘制炮和兵标记
drawPaoBingFlag(g2, bsFlag);

// 如果有棋子移动，画出2个提示框，每个提示框由8条线组成
drawMoveFlag(g2);
// 绘制可选走法的提示框
drawWillMoveFlag(g2);

// 设置字体和线宽，为画坐标做准备
BasicStroke bsOld = new BasicStroke(1);
g2.setStroke(bsOld);
g2.setFont(new Font("宋体", Font.PLAIN, 14));
g2.setColor(new Color(0, 0, 0));
// 绘制竖线标记
drawShuXianFlag(g2);
}

2.绘制算法细节

2.1绘制棋盘背景

/**
* 绘制棋盘背景
*/
private void drawBackgroundImage(Graphics g) {
//获得棋盘背景
Image image = getBackgroundImage();
if (image != null) {
Dimension size = new Dimension(super.getWidth(), super.getHeight());
//在指定的矩形区域绘制image图像
g.drawImage(image, 0, 0, size.width, size.height, null);
}
}

// 默认不绘制背景图片
protected Image getBackgroundImage() {
return null;
}

需要特别说明的是，这里用到了“模版方法模式”。

具体的子类可以重载getBackgroundImage方法，从而可以自定义背景图像。

2.2绘制直线(10条横线和9条竖线)

private void drawLines(Graphics2D g2, BasicStroke bsLine, BasicStroke bs1) {
// 10条横线
for (int j = 1; j <= Y; j++) {
// 4条需要加粗的横线
if (j == 1 || j == 5 || j == 6 || j == 10) {
g2.setStroke(bsLine);
// TODO 重复代码可以提取出来
g2.drawLine(chessPoints[1][j].getX(), chessPoints[1][j].getY(),
chessPoints[X][j].getX(), chessPoints[X][j].getY());
}
// 6条不需要加粗的横线
else {
g2.setStroke(bs1);
g2.drawLine(chessPoints[1][j].getX(), chessPoints[1][j].getY(),
chessPoints[X][j].getX(), chessPoints[X][j].getY());
}
}

// 9条纵线
for (int i = 1; i <= X; i++) {
// 中间的纵线
if (i != 1 && i != X) {
g2.setStroke(bs1);
//上半区的纵线
g2.drawLine(chessPoints[i][1].getX(), chessPoints[i][1].getY(),
chessPoints[i][Y - 5].getX(),
chessPoints[i][Y - 5].getY());
//下半区的纵线
g2.drawLine(chessPoints[i][Y - 4].getX(),
chessPoints[i][Y - 4].getY(), chessPoints[i][Y].getX(),
chessPoints[i][Y].getY());
}
// 两边的加粗的纵线
else {
g2.setStroke(bsLine);
g2.drawLine(chessPoints[i][1].getX(), chessPoints[i][1].getY(),
chessPoints[i][Y].getX(), chessPoints[i][Y].getY());
}
}
}

2.3绘制九宫格

private void drawJiuGongLines(Graphics2D g2, BasicStroke bs1) {
// 红黑双方将帅的九宫格，4条斜线
g2.setStroke(bs1);
g2.drawLine(chessPoints[4][1].getX(), chessPoints[4][1].getY(),
chessPoints[6][3].getX(), chessPoints[6][3].getY());
g2.drawLine(chessPoints[6][1].getX(), chessPoints[6][1].getY(),
chessPoints[4][3].getX(), chessPoints[4][3].getY());
g2.drawLine(chessPoints[4][8].getX(), chessPoints[4][8].getY(),
chessPoints[6][Y].getX(), chessPoints[6][Y].getY());
g2.drawLine(chessPoints[4][Y].getX(), chessPoints[4][Y].getY(),
chessPoints[6][8].getX(), chessPoints[6][8].getY());
}

2.4绘制楚河漢界4个汉字

private void drawChuheHanjieString(Graphics2D g2) {
// 楚河、汉界
g2.setFont(new Font("宋体", Font.PLAIN, 32));
g2.drawString("漢 界", chessPoints[2][5].getX(), chessPoints[2][5].getY()
+ 2 * UNIT_HEIGHT / 3 + 2);
g2.drawString("楚 河", chessPoints[6][5].getX(), chessPoints[2][5].getY()
+ 2 * UNIT_HEIGHT / 3 + 2);
}

2.5绘制炮和兵的位置标记

private void drawPaoBingFlag(Graphics2D g2, BasicStroke bsFlag) {
// 画炮和兵的位置的标记
int size = sidePoints.size();
// 棋子中心点到标记直角边交点的水平距离
double x = PIECE_WIDTH / 9;
// 标记的长度
double side = PIECE_WIDTH / 6;
for (int i = 0; i < size; i++) {
double a = sidePoints.get(i).getX();
double b = sidePoints.get(i).getY();
g2.setStroke(bsFlag);
if (i >= 0 && i <= 9) {
//绘制中间的炮兵10个棋子
drawPBMiddle(g2, x, side, a, b);
} else if (i == 10 || i == 11) {
//右边的1个卒和1个兵 TODO 方法名称不够合理
drawPBRight(g2, x, side, a, b);
} else if (i == 12 || i == 13) {
//左边的1个卒和1个兵 TODO 方法名称不够合理
drawPBLeft(g2, x, side, a, b);
}

}
}

//绘制中间的炮兵10个棋子，1个完整的标记由8条线构成
private void drawPBMiddle(Graphics2D g2, double x, double side, double a,
double b) {
// 左上角
g2.drawLine((int) (a - x), (int) (b - x), (int) (a - x),
(int) (b - x - side));
g2.drawLine((int) (a - x), (int) (b - x), (int) (a - x - side),
(int) (b - x));
// 左下角
g2.drawLine((int) (a - x), (int) (b + x), (int) (a - x),
(int) (b + x + side));
g2.drawLine((int) (a - x), (int) (b + x), (int) (a - x - side),
(int) (b + x));

// 右上角
g2.drawLine((int) (a + x), (int) (b - x), (int) (a + x),
(int) (b - x - side));
g2.drawLine((int) (a + x), (int) (b - x), (int) (a + x + side),
(int) (b - x));
// 右下角
g2.drawLine((int) (a + x), (int) (b + x), (int) (a + x),
(int) (b + x + side));
g2.drawLine((int) (a + x), (int) (b + x), (int) (a + x + side),
(int) (b + x));
}

2.6如果有棋子移动，画出2个提示框，每个提示框由8条线组成

先计算出，棋子起始位置的坐标，然后绘制提示框。

类似于“绘制炮和兵的位置标记”。

2.7绘制可选走法的提示框

先计算出，所有可选走法位置的坐标，然后绘制提示框。
类似于“绘制炮和兵的位置标记”。

2.8绘制竖线标记

// 默认，竖线标记1到9，一到九，是按照红方在下，黑方在上绘制的。如果子类不应该这样话，应该重载此方法，重新绘制。
//方便棋手走棋，“馬八进七”。
protected void drawShuXianFlag(Graphics2D g2) {
// 绘制上方的1到9
for (int i = 1; i <= X; i++) {
g2.drawString("" + i, i * UNIT_WIDTH - 4, UNIT_HEIGHT / 2 - 4);
}
// 绘制下方的一到九
for (int i = 1; i <= X; i++) {
g2.drawString("" + ChessUtils.numToZi(10 - i), i * UNIT_WIDTH - 4,
10 * UNIT_HEIGHT + 34);
}
}

3.棋盘效果



4.总结

棋盘绘制算法的核心思路就是，定制算法骨架，分别实现每一个子算法。

主要用到的是Java图形界面和绘图类库，包括Swing GUI, Graphics、Graphics2D、BasicStroke。

如果有疑问，建议，读者多参考Java API文档。

今后，如有可能，我们再详细介绍这些类库的用法。

5.痛点

绘制棋盘是中国象棋程序非常有难度的一个问题。

限于时间、耐心、表达能力有限，本文仅仅是较为详细地介绍了一部分算法细节。

如果想要更好的介绍，1种方式是“当面交流”，或者是“图文并茂”。

可惜，后2种方式，不够现实，太麻烦。

今后如有可能，我会尝试后面2种方式的。

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原文参见：http://FansUnion.cn/articles/2919