Wie teilt man ein Programm in vernünftige Klassen ein?

Hallo
Ich habe ein kleines Snake Spiel geschrieben. Das Problem ist, dass meine Hauptklasse zu viel der Arbeit übernimmt. Hier ist die Klasse die für die Speicherung der Koordinaten der Schlange zuständig ist.
Java:
package snakegame;

public class BodyPos {

    private final int x, y;

    public int getX()
    {
        return x;
    }

    public int getY()
    {
        return y;
    }

    public BodyPos(int x, int y)
    {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
}
Soweit so gut. Die Klasse hat nur einen einzigen Nutzen, welcher klar erkennbar ist.

Nun die Hauptklasse welche das Spiel startet, die Schlange bewegt, auf den Bildschirm malt und die Logik überprüft.


Java:
package snakegame;

import java.awt.Color;
import java.awt.Dimension;
import java.awt.Graphics;
import java.awt.Graphics2D;
import java.awt.Rectangle;
//import java.awt.event.ActionEvent;
//import java.awt.event.ActionListener;
import java.awt.event.KeyEvent;
import java.awt.event.KeyListener;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Random;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JPanel;
//import javax.swing.Timer;

public class SnakeGame implements KeyListener{

    private JFrame gameFrame;

    private enum Direction
    {
        Initial, Left, Right, Up, Down;
    }

    //starting direction is undefined (but can't be Left because of the initial position of the snake),
    //snake moves in specified direction when player presses one of the arrow keys
    private Direction dir = Direction.Initial;

    private final int SCREEN_SIZE_X = 900;
    private final int SCREEN_SIZE_Y = 750;

    private final int SNAKE_SIZE_X = 25;
    private final int SNAKE_SIZE_Y = 25;

    private int fruitX = new Random().nextInt(SCREEN_SIZE_X - SNAKE_SIZE_X);
    private int fruitY = new Random().nextInt(SCREEN_SIZE_Y - SNAKE_SIZE_Y);

    //starting coordinates of the snake head, set to middle of screen
    private int startPosX = SCREEN_SIZE_X / 2 - SNAKE_SIZE_X / 2;
    private int startPosY = SCREEN_SIZE_Y / 2 - SNAKE_SIZE_Y / 2;

    //List that holds the x,y coordinates of the snake
    LinkedList<BodyPos> snakeBody;

    //set to true when the snake touches the fruit
    private boolean fruitFlag = false;

    public void startGame()
    {

        snakeBody = new LinkedList<>();

        //adds the head of the snake and 2 parts to the body
        //adds a gap between the bodyparts
        snakeBody.add(new BodyPos(startPosX, startPosY));
        snakeBody.add(new BodyPos((startPosX - SNAKE_SIZE_X - 1), startPosY));
        snakeBody.add(new BodyPos((startPosX - (2 * SNAKE_SIZE_X) - 2), startPosY));

        gameFrame = new JFrame("Snake");
        gameFrame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);

        DrawPanel dp = new DrawPanel(SCREEN_SIZE_X, SCREEN_SIZE_Y);

        gameFrame.getContentPane().add(dp);
        gameFrame.getContentPane().addKeyListener(this);

        gameFrame.pack();
        gameFrame.getContentPane().setFocusable(true);
        gameFrame.setVisible(true);

        while(!gameOver())
        {
            move();
            gameLogic();
            dp.repaint();

            try
            {
                Thread.sleep(70);
            }catch(Exception e) { }

        }

    }

    public void move()
    {
        BodyPos head = snakeBody.getFirst();

        if(dir == Direction.Up)
        {
            snakeBody.addFirst(new BodyPos(head.getX(), (head.getY() - 26)));
        }

        if(dir == Direction.Down)
        {
            snakeBody.addFirst(new BodyPos(head.getX(), (head.getY() + 26)));
        }

        if(dir == Direction.Left)
        {
            snakeBody.addFirst(new BodyPos((head.getX() - 26), (head.getY())));
        }

        if(dir == Direction.Right)
        {
            snakeBody.addFirst(new BodyPos((head.getX() + 26), (head.getY())));
        }

        if(!(dir == Direction.Initial))
        {
            //if the head touched a fruit, don't remove the last bodypart
            if(fruitFlag)
            {
                fruitFlag = false;
            }
            else
            {
                snakeBody.removeLast();
            }
        }

    }

    public boolean gameOver()
    {

        BodyPos head = snakeBody.getFirst();

        //game is over when head leaves screen (with wiggle room of 5 pixels)
        if((head.getX() + SNAKE_SIZE_X > (SCREEN_SIZE_X + 5)
            || head.getY() + SNAKE_SIZE_Y > (SCREEN_SIZE_Y + 5))
            || head.getX() < -5 || head.getY() < -5)
        {
            return true;
        }

        //game is over when head touches one of the body parts
        for(int i = 1; i < snakeBody.size(); i++)
        {
            if(head.getX() == snakeBody.get(i).getX() && head.getY() == snakeBody.get(i).getY())
            {
                return true;
            }
        }

        return false;
    }

    public void gameLogic()
    {
        Rectangle head = new Rectangle(snakeBody.getFirst().getX(), snakeBody.getFirst().getY(), SNAKE_SIZE_X, SNAKE_SIZE_Y);

        Rectangle fruit = new Rectangle(fruitX, fruitY, SNAKE_SIZE_X, SNAKE_SIZE_Y);

        //randomize the location of the fruit once the head of the snake touches it
        if(head.intersects(fruit))
        {
            fruitX = new Random().nextInt(SCREEN_SIZE_X - SNAKE_SIZE_X);
            fruitY = new Random().nextInt(SCREEN_SIZE_Y - SNAKE_SIZE_Y);

            fruitFlag = true;
        }
    }

    public class DrawPanel extends JPanel
    {

        private static final long serialVersionUID = -8192817857593753584L;

        public DrawPanel(int width, int height)
        {
            this.setPreferredSize(new Dimension(width, height));
        }

        public void paintComponent(Graphics g)
        {
            Graphics2D g2d = (Graphics2D) g;

            //clear the screen
            g2d.setColor(Color.WHITE);
            g2d.fillRect(0, 0, this.getWidth(), this.getHeight());

            //print the snake
            g2d.setColor(Color.BLACK);
            for(BodyPos snake : snakeBody)
            {
                Rectangle bodyPart = new Rectangle(snake.getX(), snake.getY(), SNAKE_SIZE_X, SNAKE_SIZE_Y);
                g2d.fill(bodyPart);
            }

            //print the fruit
            g2d.setColor(Color.GREEN);
            Rectangle fruit = new Rectangle(fruitX, fruitY, SNAKE_SIZE_X, SNAKE_SIZE_Y);
            g2d.fill(fruit);

            g2d.dispose();

        }
    }

    @Override
    public void keyReleased(KeyEvent e) {
        int key = e.getKeyCode();

        //initial position of the head is on the right side of the body,
        //moving left from starting position would reverse the direction which is not allowed
        if(key == KeyEvent.VK_LEFT && !(dir == Direction.Right) && !(dir == Direction.Initial))
        {
            dir = Direction.Left;
        }
        else if(key == KeyEvent.VK_RIGHT && !(dir == Direction.Left))
        {
            dir = Direction.Right;
        }
        else if(key == KeyEvent.VK_UP && !(dir == Direction.Down))
        {
            dir = Direction.Up;
        }
        else if(key == KeyEvent.VK_DOWN && !(dir == Direction.Up))
        {
            dir = Direction.Down;
        }
    }

    @Override
    public void keyTyped(KeyEvent arg0) { }

    @Override
    public void keyPressed(KeyEvent arg0) { }
}
Gibt es vielleicht so etwas wie einen Leitfaden an den man sich hält? Sowas wie, Grafik und Spielelogik getrennt voneinander schreiben? Mir kommt es so vor, als ob ich mich hier in eine Sackgasse geschrieben habe was das Spiel angeht. Jede Änderung am Spiel muss ich ja in dieser einen Klasse durchführen. Und bei Änderung von einer Sache muss ich dann wieder 5 andere Sachen mitverändern.
 
Ja, den Leitfaden gibt es und er ist auch sehr einfach zu merken: "Abstrahiere die Dinge, die sich häufig ändern, durch Schnittstellen weg und bringe die Dinge, die zusammengehören und sich selten ändern, zusammen (Kohäsion).
Im Prinzip ist es ganz einfach: Denke dir einfach Situationen aus, die dich zwingen würden, einen Aspekt an deiner Software ändern zu müssen. Einfaches Beispiel bei Spielen: Die Darstellung soll nicht mehr mit AWT/Swing passieren, sondern mit OpenGL gerendert werden. Oder du willst von AWT/Swing auf JavaFX migrieren. Was musst du ändern und was nicht?
Im Grunde genommen ist Software Design immer nur die Frage danach, welche Dinge sich aus welchen Gründen wohl ändern können und den Impact dieser Änderungen dann so weit wie einzugrenzen, indem man eben Dinge, die sich ändern, abstrahiert.
 
Oft hilft es auch, sich das Programm einfach vorzustellen. In deinem Fall wären das mindestens schonmal Spielfeld, die Schlange und das Futter.

Was macht z.B. die Schlange? Da wären z.B.:
-Belegt Platz auf dem Spielfeld
-Frißt und wächst
-Soll sich bewegen

Und wie soll die Schlange das jetzt machen?
-Manches kann die Schlange selber, z.B. fressen und wachsen, und sich darum kümmern welche Koordinaten sie belegt.
-Manches mußt du ihr sagen, z.B. in welche Richtung sie sich bewegen soll. Oder: sie bewegt sich alleine und du gibst nur im Falle einer Richtungsänderung eine neue Richtung vor. In beiden Fällen wäre da wäre eine Methode angebracht.

Usw...
 
Hallo Leute, vielen Dank für die vielen Antworten. Ich hab das Spiel mal etwas umgeändert (Grob nach MVC) hab es aber nicht mehr zum Laufen bekommen. Hab mir wohl etwas zu viel vorgenommen. Hier mal ein Bild wie es vorher aussah:
snakegame.gif

Das ganze habe ich dann umgeschrieben und so aufgebaut:

class SnakeGameModel -> beinhaltet die Daten, die dargestellt werden sollen. Dazu gehören verschiedene Konstanten und die Koordinaten der ganzen Rechtecke der Schlange.
class SnakeGameController -> Setzt die Richtung der Schlange, die Schlange bewegt sich selbstständig in die jeweilige Richtung. Hat eine move() Methode um die Schlange dann in die jeweilige Richtung zu befördern. Hat durch SnakeGameModel Instanz Zugang zu der Richtung der Schlange und zu den nötigen Koordinaten
class DrawPanel -> Malt die Schlange und die Frucht auf das Spielfeld. Die Klasse hat durch eine Instanz von SnakeGameModel Zugang zu den Koordinaten
class SnakeView -> Zeigt dem Nutzer dann die Schlange, der mithilfe des Controllers die Richtung ändern kann

Das Problem? Es wird nichts im Frame angezeigt. Das Problem tritt auf, sobald sich das Programm in der Hauptschleife (Schlange bewegen, Logik überprüfen, repaint()) befindet. Die Anfangsposition der Schlange und der Frucht werden nur dann korrekt angezeigt, wenn das Programm nicht in die Hauptschleife befördert wird.

Hier mal die View Klasse. Da drawPanel und Controller das selbe Objekt übergeben bekommen (genaugenommen Referenzen auf das selbe Objekt) sollte drawPanel auch immer die aktualisierten Koordinaten auf den Schirm malen.

Falls die while-Schleife (durch auskommentieren) nicht erreicht wird, wird logischerweise nur die Anfangsposition der Schlange und der Frucht angezeigt. Falls nicht, wird überhaupt nicht angezeigt. Die Schleife wird jedoch korrekt durchlaufen.

Java:
package snakegame;

import javax.swing.JFrame;

public class SnakeView {

    SnakeGameModel snakeModel;
    JFrame gameFrame;
    DrawPanel drawPanel;

    public SnakeView()
    {
        init();
    }

    public void init()
    {

        snakeModel = new SnakeGameModel();
        gameFrame = new JFrame("Snake");
        gameFrame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);

        SnakeController snakeController = new SnakeController(snakeModel);

        drawPanel = new DrawPanel(snakeModel);
        gameFrame.getContentPane().add(drawPanel);
        gameFrame.addKeyListener(snakeController);

        gameFrame.pack();
        gameFrame.getContentPane().setFocusable(true);
        gameFrame.setVisible(true);

        while(!snakeController.isGameOver())
        {
            snakeController.move();
            snakeController.gameLogic();
            drawPanel.repaint();

            try
            {
                Thread.sleep(70);
            } catch(InterruptedException e) { }
        }
    }
}
Und hier der Controller
Java:
package snakegame;

import java.awt.Rectangle;
import java.awt.event.KeyEvent;
import java.awt.event.KeyListener;
import java.util.Random;

public class SnakeController implements KeyListener {

    private SnakeGameModel snakeModel;

    public SnakeController(SnakeGameModel snakeModel)
    {
        this.snakeModel = snakeModel;
    }

    @Override
    public void keyReleased(KeyEvent e) {

        int key = e.getKeyCode();

        //initial position of the head is on the right side of the body,
        //moving left from starting position would reverse the direction which is not allowed
        if(key == KeyEvent.VK_LEFT && !(snakeModel.getDirection() == SnakeGameModel.Direction.Right) && !(snakeModel.getDirection() == SnakeGameModel.Direction.None))
        {
            snakeModel.setDirection(SnakeGameModel.Direction.Left);
        }
        else if(key == KeyEvent.VK_RIGHT && !(snakeModel.getDirection() == SnakeGameModel.Direction.Left))
        {
            snakeModel.setDirection(SnakeGameModel.Direction.Right);
        }
        else if(key == KeyEvent.VK_UP && !(snakeModel.getDirection() == SnakeGameModel.Direction.Down))
        {
            snakeModel.setDirection(SnakeGameModel.Direction.Up);
            System.out.println("UP");
        }
        else if(key == KeyEvent.VK_DOWN && !(snakeModel.getDirection() == SnakeGameModel.Direction.Up))
        {
            snakeModel.setDirection(SnakeGameModel.Direction.Down);
        }
    }

    @Override
    public void keyPressed(KeyEvent arg0) { }
    @Override
    public void keyTyped(KeyEvent arg0) { }

    public void move()
    {
        BodyPos head = snakeModel.getSnakeBody().getFirst();

        if(snakeModel.getDirection() == SnakeGameModel.Direction.Up)
        {
            snakeModel.getSnakeBody().addFirst(new BodyPos(head.getX(), (head.getY() - 26)));
        }

        if(snakeModel.getDirection() == SnakeGameModel.Direction.Down)
        {
            snakeModel.getSnakeBody().addFirst(new BodyPos(head.getX(), (head.getY() + 26)));
        }

        if(snakeModel.getDirection() == SnakeGameModel.Direction.Left)
        {
            snakeModel.getSnakeBody().addFirst(new BodyPos((head.getX() - 26), (head.getY())));
        }

        if(snakeModel.getDirection() == SnakeGameModel.Direction.Right)
        {
            snakeModel.getSnakeBody().addFirst(new BodyPos((head.getX() + 26), (head.getY())));
        }

        if(!(snakeModel.getDirection() == SnakeGameModel.Direction.None))
        {
            //if the head touched a fruit, don't remove the last bodypart
            if(snakeModel.getFruitFlag())
            {
                snakeModel.setFruitFlag(false);
            }
            else
            {
                snakeModel.getSnakeBody().removeLast();
            }
        }
    }

    public boolean isGameOver()
    {
        BodyPos head = snakeModel.getSnakeBody().getFirst();

        //game is over when head leaves screen (with wiggle room of 5 pixels)
        if((head.getX() + SnakeGameModel.SNAKE_SIZE_X > (SnakeGameModel.SCREEN_WIDTH + 5)
            || head.getY() + SnakeGameModel.SNAKE_SIZE_Y > (SnakeGameModel.SCREEN_HEIGHT + 5))
            || head.getX() < -5 || head.getY() < -5)
        {
            return true;
        }

        //game is over when head touches one of the body parts
        for(int i = 1; i < snakeModel.getSnakeBody().size(); i++)
        {
            if(head.getX() == snakeModel.getSnakeBody().get(i).getX() && head.getY() == snakeModel.getSnakeBody().get(i).getY())
            {
                return true;
            }
        }

        return false;
    }

    public void gameLogic()
    {
        Rectangle head = new Rectangle(snakeModel.getSnakeBody().getFirst().getX(), snakeModel.getSnakeBody().getFirst().getY(),
                SnakeGameModel.SNAKE_SIZE_X, SnakeGameModel.SNAKE_SIZE_Y);

        Rectangle fruit = new Rectangle(snakeModel.getFruitX(), snakeModel.getFruitY(), SnakeGameModel.SNAKE_SIZE_X, SnakeGameModel.SNAKE_SIZE_Y);

        //randomize the location of the fruit once the head of the snake touches it
        if(head.intersects(fruit))
        {
            snakeModel.setFruitX(new Random().nextInt(SnakeGameModel.SCREEN_WIDTH - SnakeGameModel.SNAKE_SIZE_X));
            snakeModel.setFruitY(new Random().nextInt(SnakeGameModel.SCREEN_HEIGHT - SnakeGameModel.SNAKE_SIZE_Y));

            snakeModel.setFruitFlag(true);
        }
    }

}
Im Konstruktor der SnakeGameModel Klasse wird eine neue LinkedList erzeugt die mit 3 Koordinaten (Anfangsposition und zwei versetzte Positionen) gefüllt wird.

Ich glaube die View Klasse bekommt die aktualisierten Koordinaten nicht, oder die Koordinaten werden erst garnicht aktualisiert aber dann müsste View doch ständig die Anfangspositionen anzeigen oder?

Komisch, komisch...
 
Ein paar Dinge:
1. der Controller sollte ein KeyListener sein, sonst nichts, nothing, nada.
2. Die Spiellogik ist Teil des Models.
3. Damit "Teil des Models" aus 2. Sinn ergibt: bei MVC darfst Du M, V und C nicht 1:1 auf Objekte übertragen. Vielmehr handelt es sich um Rollen, die von verschiedenen, auch mehreren Objekten gespielt werden.
4. Die View muss sich beim Model registrieren, um über Änderungen informiert zu werden. Hier wird über ein Interface entkoppelt. Ganz poplig wäre
Java:
interface SnakeModelView {
    void update();
}
Und jetzt schemenhaft:
Java:
public class SnakeModel {
    private List<SnakeModelView> views = new ArrayList<>();

    public void register(SnakeModelView view) {
        views.add(view);
    }
    // unregister analog
    
    private void updateViews() {
        for (SnakeModelView view : views) {
            view.update();
        }
    }

    // führt einen Schritt aus
    public void step() {
        // Deine Implementierung
    }
}
Java:
public class SnakeView implements SnakeModelView {
// ...
    public void update() {
        drawPanel.repaint();
    }

    public void init()
    {
        // ...
    }
}
Die Schleife muss aus der View raus. Kannst Du durch einen SwingTimer ersetzen, der alle 70 ms die step() Methode aus SnakeModel aufruft. Der Rest funktioniert dann "automatisch".
 
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