陸毅軍 黃俊 彭巧珍

【摘要】本文基于Android操作系統(tǒng)，根據(jù)軟件工程的設(shè)計思想，以Androidstudio等為開發(fā)工具，設(shè)計出一款能夠開發(fā)青少年智力并對其進(jìn)行海洋生物知識科普的拼圖游戲。本游戲包括游戲設(shè)置界面，海洋生物圖片導(dǎo)讀及選擇頁面，并能顯示玩家的當(dāng)前游戲所用時間和步數(shù)。本軟件以培養(yǎng)興趣及科普知識為主。

【關(guān)鍵詞】Android ? 拼圖游戲 ?知識科普

一、引言

目前隨著智能手機(jī)的全面深入普及，青少年也成為手機(jī)app開發(fā)的新興對象。對于青少年而言，寓教于樂的app非常有助于其的智力開發(fā)與興趣培養(yǎng)。實(shí)現(xiàn)一款海洋生物科普類的趣味拼圖app便是本次的課題。

二、需求分析

在這個迅猛發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)時代，智能手機(jī)的普及已經(jīng)涉及青少年，對此我們設(shè)想設(shè)計一款能讓青少年在游戲過程中學(xué)到科普知識并且得到智力開發(fā)與興趣培養(yǎng)的app。由此，我們設(shè)計了此款趣味拼圖，使青少年在游戲的過程中學(xué)習(xí)到海洋生物科普知識。

此款app面向的用戶為7歲到14歲間的青少年，其基本功能：（1）能對一些海洋生物的基本圖片進(jìn)行瀏覽。（2）展示頁面根據(jù)海洋生物的棲息深度進(jìn)行不同的歸類。（3）當(dāng)點(diǎn)擊對應(yīng)的海洋生物的圖片后，將進(jìn)入新的頁面，此頁面將展示此海洋生物的相關(guān)科普信息，青少年可以自由瀏覽并進(jìn)行記憶熟悉。（4）可以根據(jù)情況進(jìn)行游戲困難度的選擇。

三、系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

（一）游戲設(shè)置

用戶通過游戲設(shè)置按鈕進(jìn)入后，可選擇難度設(shè)置和背景音樂的設(shè)置，難度設(shè)置分為3X3、4X4、5X5等適應(yīng)不同層次用戶的選擇，給用戶帶來不同的難度挑戰(zhàn)。背景音樂可以試聽，在試聽后選擇自己喜歡的音樂作為背景音樂。

（二）知識展示

用戶在海洋生物分類中選擇了自己感興趣的生物后，點(diǎn)擊圖片即可跳轉(zhuǎn)到有關(guān)該動物的科普知識展示頁面，用戶可以在這個頁面自由瀏覽或者記錄，了解和學(xué)習(xí)相關(guān)的知識。

（三）拼圖游戲

用戶瀏覽完科普知識后可選擇進(jìn)入游戲，游戲環(huán)節(jié)中的圖片就是我們知識展示頁面中的生物圖片，而用戶進(jìn)入游戲后圖片已被智能分塊，在游戲過程中用戶發(fā)揮自己的智慧，通過移動方塊，將智能分塊并打亂的圖片拼成它原來的模樣即為成功，當(dāng)然在游戲過程中可點(diǎn)擊查看原圖協(xié)助游戲。

（四）核心功能

//判斷分割的數(shù)據(jù)是否能還原成原圖

public static boolean canSolve（List data） {

//獲取空格Id

int blankId = mBlankItemBean.getmItemId（）;

// 可行性原則

if （data.size（） % 2 == 1）

return getInversions（data） % 2 == 0;

else {

// 從底往上數(shù)，空格位于奇數(shù)行

if （（（blankId - 1） / PuzzleActivity.TYPE） % 2 == 1）

return getInversions（data） % 2 == 0;

else // 從底往上數(shù)，空位位于偶數(shù)行

return getInversions（data） % 2 == 1;

}

}

//計算倒置和算法

public static int getInversions（List data） {

int inversions = 0;

int inversionCount = 0;

for （int i = 0; i < data.size（）; i++） {

for （int j = i + 1; j < data.size（）; j++） {

int index = data.get（i）;

if （data.get（j） ！= 0 && data.get（j） < index）

inversionCount++;

}

inversions += inversionCount;

inversionCount = 0;

}

return inversions;

}

//判斷拼圖是否成功復(fù)原

public static boolean isSuccess（） {

for （ImageItemBean tempBean ： mItemBeans） {

if（tempBean.getmItemId（） ！= 0 && tempBean.getmItemId（） == tempBean.getmBitmapId（）

continue;

else if（tempBean.getmBitmapId（） == 0 &&tempBean.getmItemId（） == PuzzleActivity.TYPE * PuzzleActivity.TYPE）

continue;

else ?return false;

}

return true;

}

}

四、相關(guān)知識

核心算法：計算倒置和算法。拼圖的實(shí)現(xiàn)是將一張完整的圖片切成n等分，如果隨機(jī)切割排列會導(dǎo)致圖片無法還原，使用計算倒置和算法得到圖片生成的情況，然后判斷拼圖是否有解。

五、小結(jié)

本文利用Android studio 等開發(fā)工具設(shè)計了一款立足于青少年智力開發(fā)及海洋知識科普的趣味拼圖游戲。由于經(jīng)驗不足，該應(yīng)用仍存在一些不足的地方，功能方面還可以后續(xù)拓展。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭霖.第一行代碼Android（第2版）人民郵電出版社，2016.

[2]李興華.名師講壇——Java開發(fā)實(shí)戰(zhàn)經(jīng)典（第2版），2018.

基金項目：課題資助：南昌航空大學(xué)第14屆“三小”課題。