用游戏来学习java技术

Robocode(用游戏来学习Java技术仍是用Java来玩游戏？)
用你的JAVA编程技术来玩游戏吧！不会JAVA？那就用游戏来学习JAVA吧！
什么是Robocode?

其实我对机器人一直很感兴趣。我记得在我仍是初中的时候，就知道 AplleⅡ上有一个程序，用它来编写简单的机器人程序，而后相互做战。当时本身还彻底不懂编程，老是向往着，那神秘的编程高手玩的游戏是怎样的？

Robocode就是这样一个东西，可是更好一些。它是一个基于Java语言的机器人做战游戏。 其代码的编写和建模都不错，玩起来也颇有趣。Robocode是不少"编程游戏"软件中的一个，他们共同的特征是在没有用户输入的状态下许多机器人在一个及竞技场中比赛，用户必须编制一个高效的机器人来取胜。Robocode特别的像一场机器人坦克的大混战，它们互相开火直到只剩一个胜利者。程序彻底是由JAVA编写，而且玩家必需要创造一个继承自Robot类的类。

你但愿在玩游戏的过程当中、在闪躲炮弹、执行精确攻击的演练中学会Java编程的 继承、多态性、事件处理以及内部类这些内容吗？Robocode 这个游戏为全世界的 Java 开发者实现这个愿望，它把游戏风潮变成了教学工具，人们对它的上瘾程度使人吃惊。下面，我参考网友 Sing Li 之前写的文章，让咱们一块儿来拆解 Robocode，同时着手建造属于本身的、定制的、小而精悍的战斗机器吧！

Robocode 是一个很容易使用的机器人战斗仿真器，能够在全部支持 Java 2 的平台上运行。您建立一个机器人，把它放到战场上，而后让它同其余开发者们建立的机器人对手拼死战斗到底。Robocode 里有一些预先作好的机器人对手让你入门，但一旦您再也不须要它们，就能够把您本身建立的机器人加入到正在世界范围内造成的某个联盟里去和世界最强手对阵。

每一个 Robocode 参加者都要利用 Java 语言元素建立他或她的机器人，这样就使从初学者到高级黑客的广大开发者均可以参与这一娱乐活动。初级的 Java 的开发者们能够学习一些基础知识：调用 API 代码、阅读 Javadoc、继承、内部类、事件处理等等。高级开发者们能够在构建“最优品种”的软件机器人全球竞赛中提升他们的编程技巧。在本文中，咱们将介绍 Robocode，并指导您从构建您生平第一个 Robocode 机器人开始征服世界。咱们还将看一下迷人的“后台”机制，正是它使得 Robocode 起做用。

首先固然是下载和安装 Robocode 啦

Robocode 是 Mathew Nelson 的智慧之做，他是 IBM Internet 部门 Advanced Technology 的软件工程师。如今Robocode的主页已经搬迁到sourceforge这个开源网站上了，你们能够在这里下载RobotCode的最新版http://robocode.sourceforge.net/ 到3月21日为止最新版本是1.0.7，大小为3.2M。
好了，下载回来后固然还要在你的电脑上安装JAVA运行库才行的哦～地址是http://java.sun.com/getjava
1.先安装好JAVA运行库，好像须要重启的？忘记了……
2.把下载回来的robocode-setup.jar复制到c盘根目录
3.打开 开始菜单 的“运行”，输入 java -jar "c:\robocode-setup.jar" 进行安装
4.安装完后就能够在开始菜单中找到Robocode的菜单了，来～咱们进入战场咯！

安装完成后，您也能够经过 shell 脚本（robocode.sh）、批处理文件（robocode.bat）或桌面上的图标来启动 Robocode 系统。此时，战场将会出现。在此，您能够经过菜单调用 Robot Editor 和 compiler。

Robocode 系统组件
当您启动 Robocode 时，将看到两个GUI窗口，这两个窗口构成了 Robocode 的 IDE：

图 1. Robocode IDE

战场是机器人之间进行战斗直至分出胜负的场地。主要的仿真引擎被置于其中，而且容许您在这里建立战斗、保存战斗以及打开新建的或现有的战斗。经过界面区域内的控件，您能够暂停或继续战斗、终止战斗、消灭任何机器人个体或获取任何机器人的统计数据。此外，您能够在此屏幕上激活 Robot Editor。

Robot Editor 是一个定制的文本编辑器，它能够用于编辑生成机器人的 Java 源文件。在它的菜单里集成了 Java 编译器（用于编译机器人代码）以及定制的 Robot 打包器。由 Robot Editor 建立并成功编译的全部机器人都会处于战场上一个部署就绪的位置。

Robocode 里的每一个机器人都由一个或多个 Java 类构成。这些类能够被压缩成一个 JAR 包。为此，Robocode 的最新版本提供了一个能够在战场 GUI 窗口中激活的“Robot Packager”。

对 Robocode 机器人的详细分析
在写这篇文章时，Robocode 机器人是一个图形化的坦克。图 2 是一个典型的 Robocode 机器人的图解。

图 2. 对 Robocode 机器人的详细分析

请注意，机器人有一门能够旋转的炮，炮上面的雷达也是能够旋转的。机器人坦克车（Vehicle）、炮（Gun）以及雷达（Radar）均可以单独旋转，也就是说，在任什么时候刻，机器人坦克车、炮以及雷达均可以转向不一样的方向。缺省状况下，这些方向是一致的，都指向坦克车运动的方向。

咱们先不考虑怎么编程来实现机器人战斗，咱们先用自带的例子机器人来一场战斗吧

单击菜单上的Battle，而后选New，出现了New Battle对话框

图 3. New Battle 对话框

左边的框是Packages，至关于一个文件夹，里面包含多个Robots（机器人）
咱们选择sample这个包，里面有Corners、Crazy、Fire等等不少例子的机器人了
随便选择几个你喜欢的，而后按Add添加到Selected Robots框，进了这个框就是准备要上战场的机器人了～选择好后，按 StartBattle 开战吧！

如今你已经知道怎样可使用机器人去战斗而且也构建好你的战场了，好，下面咱们学习怎样来编写属于本身的战斗机器人！！

战场是机器人之间进行战斗直至分出胜负的场地。主要的仿真引擎被置于其中，而且容许在这里建立战斗、保存战斗以及打开新建的或现有的战斗。经过界面区域内的控件，能够暂停或继续战斗、终止战斗、消灭任何机器人个体或获取任何机器人的统计数据。此外，咱们能够在此屏幕上的Robot菜单打开 Editor，就是咱们机器人的代码编辑器了！Robot Editor 是一个定制的文本编辑器，它能够用于编辑生成机器人的 Java 源文件。在它的菜单里集成了 Java 编译器（用于编译机器人代码）以及定制的 Robot 打包器。由 Robot Editor 建立并成功编译的全部机器人都会处于战场上一个部署就绪的位置。咱们就是要在这里编写机器人了。
选择“File”》“New”》“Robot”来新建一个机器人。它会首先要你输入这个机器人的名字（注意名字首字母要大写哦），而后要你输入包的名字（就是保存这个机器人的文件夹名称），这样就生成了一个蠢蠢的机器人XForce的代码了～由于咱们还没替它加上人工智能，呵呵！

如今单击菜单的Complie下的Complie进行编译，保存好，咱们的机器人已经生产出来咯～
如今关闭Editor，在进入New Battle，Pakeage下选择你刚才的包的名字，Robot下就有了咱们新建的XForce机器人了～添加进去吧，而后选择多几个其余的机器人，开始战斗！

看～咱们的XForce在战斗了！

是否以为它太蠢了点呢？来，继续来学习～～

Robocode 机器人是一个图形化的坦克，请注意，机器人有一门能够旋转的炮，炮上面的雷达也是能够旋转的。机器人坦克车（Vehicle）、炮（Gun）以及雷达（Radar）均可以单独旋转，也就是说，在任什么时候刻，机器人坦克车、炮以及雷达均可以转向不一样的方向。缺省状况下，这些方向是一致的，都指向坦克车运动的方向。

附：Robot 命令
　　Robocode 机器人的命令集都收录在 Robocode API Javadoc 中。这些命令都是 robocode.Robot 类的公共方法。

（1）移动机器人、炮和雷达

　　移动机器人及其装备的基本命令：

• turnRight(double degree) 和 turnLeft(double degree) 使机器人转过一个指定的角度。
• ahead(double distance) 和 back(double distance) 使机器人移动指定的像素点距离；这两个方法在机器人碰到墙或另一个机器人时即告完成。
• turnGunRight(double degree) 和 turnGunLeft(double degree) 使炮能够独立于坦克车的方向转动。
• turnRadarRight(double degree) 和 turnRadarLeft(double degree) 使炮上面的雷达转动，转动的方向也独立于炮的方向（以及坦克车的方向）。

　　这些命令都是在执行完毕后才把控制权交还给程序。此外，转动坦克车的时候，除非经过调用下列方法分别指明炮（和雷达）的方向，不然炮（和雷达）的指向也将移动。

• setAdjustGunForRobotTurn(boolean flag)：若是 flag 被设置成 true，那么坦克车转动时，炮保持原来的方向。
• setAdjustRadarForRobotTurn(boolean flag)：若是 flag 被设置成 true，那么坦克车（和炮）转动时，雷达会保持原来的方向。
• setAdjustRadarForGunTurn(boolean flag)：若是 flag 被设置成 true，那么炮转动时，雷达会保持原来的方向。并且，它执行的动做如同调用了 setAdjustRadarForRobotTurn(true)。

（2）获取关于机器人的信息

• getX() 和 getY() 能够捕捉到机器人当前的坐标。
• getHeading()、getGunHeading() 和 getRadarHeading() 能够得出坦克车、炮或雷达当前的方向，该方向是以角度表示的。
• getBattleFieldWidth() 和 getBattleFieldHeight() 能够获得当前这一回合的战场尺寸。

（3）射击命令

　　一旦掌握了移动机器人以及相关的武器装备的方法，咱们就该考虑射击和控制损害的任务了。每一个机器人在开始时都有一个缺省的“能量级别”，当它的能量级别减少到零的时候，咱们就认为这个机器人已经被消灭了。射击的时候，机器人最多能够用掉三个能量单位。提供给炮弹的能量越多，对目标机器人所形成的损害也就越大。 fire(double power) 和 fireBullet(double power) 用来发射指定能量（火力）的炮弹。调用的 fireBullet() 版本返回 robocode.Bullet 对象的一个引用，该引用能够用于高级机器人。（也就是说，当你肯定能击中对方，火力越大越好咯^_^）

（4）事件

　　每当机器人在移动或转动时，雷达一直处于激活状态，若是雷达检测到有机器人在它的范围内，就会触发一个事件。做为机器人建立者，咱们有权选择处理可能在战斗中发生的各种事件。基本的 Robot 类中包括了全部这些事件的缺省处理程序。可是，们能够覆盖其中任何一个“什么也不作的”缺省处理程序，而后实现本身的定制行为。下面是一些较为经常使用的事件：

• ScannedRobotEvent。经过覆盖 onScannedRobot() 方法来处理 ScannedRobotEvent；当雷达检测到机器人时，就调用该方法。
• HitByBulletEvent。经过覆盖 onHitByBullet() 方法来处理 HitByBulletEvent；当机器人被炮弹击中时，就调用该方法。
• HitRobotEvent。经过覆盖 onHitRobot() 方法来处理 HitRobotEvent；当您的机器人击中另一个机器人时，就调用该方法。
• HitWallEvent。经过覆盖 onHitWall() 方法来处理 HitWallEvent；当您的机器人撞到墙时，就调用该方法。

不少研究Robocode的 玩家都被其中的方向及坐标弄糊涂了。整个屏幕哪一个是0度角，整个是坐标原点呢？ 顺时针与逆时针的方向如何区分？

一段英文的翻译及说明：

• heading - absolute angle in degrees with 0 facing up the screen, positive clockwise. 0 <= heading < 360.
• bearing - relative angle to some object from your robots heading, positive clockwise. -180 < bearing <= 180
• heading:是机器人方向与屏幕正上方的角度差,方向在0到360之间.
• bearing：是机器人的某个部件如雷达发现的目标与方向的角度差，顺时针为正角度在-180到180之间

几个在Robocode中很重要的概念：

• 坐标系：Robocode整个坐标系都是战场屏幕以左下角为原点
• 绝对方向系：Robocode中无论机器人在哪一个方向都是以静态战场屏幕为参照的绝对角度（也即你们说的Heading）,正上方为0度角。也即不论是Robot,Gun,Radar向北为0，向东为90，向南为180，向西为270。
• 相对方向系：相对方向是Robot,Gun,Radar以机器人的动态heading角度为参照的角度差再也不以整个静态屏幕为参照了，叫它相对由于机器人的heading是随着机器人移动而不停的在改变，heaing只是个相对物体。
• 顺时针和逆时针是看另外一机器人是在你的Heading角度的(0,180)仍是（-180,0）之间。

　　再次提醒：Heading是个静态角度，正上方总为0.不论是取Heading，仍是取方向。Bearing是个角度差值，是由参照的Heading和发现时的Heading的差值。方向的问题就说到这，欢迎你们讨论。

我看了Robocode的基础知识，本身写了个bot，放到BattleField上倒是屡战屡败……伤心ing。

　　Bot对于周围环境的了解很是有限。它能够知道其它机器人的距离、方位、方向、速度和能量等级。可是，它看不到子弹。怎么才能够有效的躲避对方的子弹呢？

　　Bot虽然看不到子弹，可是对方的能量等级仍是能够scan到了。对方只要发射子弹就会耗损能量，而且耗损的能量介于0和3之间。根据这些线索，如何发现其它机器人正向它开炮对于“笨笨”的Bot不就易如反掌了？ ^_^

　　当Bot检测到对方发射子弹的信息时，向左或向右移动一小步，嘿嘿，子弹就打不到咯～而且大多数Bot的瞄准方法是要么直接向目标开炮，要么试着根据Bot的速度和方向来推算位置。若是个人Bot不移动，两种算法都会正好冲着这个Bot的当前位置开炮。哈哈哈，这时个人Bot再移动，不就所有都打不到啦。（是否是很有武侠小说里以静制动的高手味道？^_^）

　　下面是部分代码和注释：

double previousEnergy = 100; //初始状态对方能量为100
int movementDirection = 1; //移动方向
int gunDirection = 1; //炮管方向

/**
* 当检测到对方Bot，触发事件
* @param e
*/
public void onScannedRobot(ScannedRobotEvent e) {
//调整本身和对方之间的角度
setTurnRight(e.getBearing()+90-30*movementDirection);

//若是对方的能量损耗必定值，进行躲避动做
double changeInEnergy = previousEnergy - e.getEnergy();
if (changeInEnergy>0 && changeInEnergy<=3) {
//躲避!
movementDirection = -movementDirection; //和上次的躲避方向相反
setAhead((e.getDistance()/4+25)*movementDirection);
}
//将炮管指向对方当前位置
gunDirection = -gunDirection;
setTurnGunRight(99999*gunDirection);

//射击
fire(1);

//从新设置对方能量
previousEnergy = e.getEnergy();
}

　　是否是很简单？这个技巧还存在问题。子弹一发射，个人Bot就移动，因此它最终可能会移回炮弹轨迹以内。最好是在估计子弹要到达时再移动。

　　我有个更大胆的假设：由于如今个人Bot命中率还不高，那么若是个人Bot一直不开火，只是躲避对方的子弹的话，能不能拖到对方的能量为0呢？确实存在一点问题。对方子弹一发射，个人Bot就移动，而且这个移动是规律的来回移动。若是移动距离短了，就可能在回来的时候撞到对方的子弹；若是移动距离长了，就等于作一个直线运动，对方很容易计算获得Bot的运动轨迹。还有一个问题，躲避的时候颇有可能撞到墙上……（撞墙是要减energy的:~(）

　　针对以上的问题，我另写了一个Bot。代码以下：

import robocode.*;

public class HanicBot extends AdvancedRobot{
private double eDist; //对方的距离
private double move; //移动的距离
private double radarMove = 45; //雷达移动的角度
private double dFirePower; //火力

/**
* main func run()
*/
public void run() {
eDist = 300;
while(true){
//每过一个周期，运动随机的距离
double period = 4*((int)(eDist/80)); //周期；敌人越接近，周期越短，移动越频繁
//周期开始，则移动
if(getTime()%period == 0){
move = (Math.random()*2-1)*(period*8 - 25);
setAhead(move + ((move >= 0) ? 25: -25));
}
//避免撞墙
double heading = getHeadingRadians(); //取得bot方向的弧度数
double x = getX() + move*Math.sin(heading); //移动move后将要达到的x坐标
double y = getY() + move*Math.cos(heading); //移动move后将要达到的y坐标
double dWidth = getBattleFieldWidth(); //战场的宽度
double dHeight = getBattleFieldHeight(); //战场的长度
//当(x,y)超过指定的范围，则反向移动move
if(x < 30 || x > dWidth-30 || y < 30 || y > dHeight-30){
setBack(move);
}
turnRadarLeft(radarMove); //转动雷达
}
}//end run()

/**
* 当检测到对方Bot，触发事件
* @param e
*/
public void onScannedRobot(ScannedRobotEvent e) {
eDist = e.getDistance(); //取得对方距离
radarMove = -radarMove; //设置雷达
double eBearing = e.getBearingRadians(); //取得和对方相对角度的弧度数
//将bot转动相对的角度，之后bot的运动将是以对方为圆心的圆周运动
setTurnLeftRadians(Math.PI/2 - eBearing);
//转动炮管指向对方
setTurnGunRightRadians(robocode.util.Utils.normalRelativeAngle(
getHeadingRadians() + eBearing - getGunHeadingRadians()));
//根据对方距离射击
dFirePower = 400/eDist;
if (dFirePower > 3){
dFirePower = 3;
}
fire(dFirePower);
}
}

　　首先，为了迷惑对方，不让对方容易的获得Bot的移动规律，Bot就要在必定的时间内作出随机的运动，这个很容易办到。而且，我给Bot的运动改变时间规定了周期。这个周期随离对方的距离改变，敌人越接近，周期越短，移动越频繁。

double period = 4*((int)(eDist/80));
if(getTime()%period == 0){
move = (Math.random()*2-1)*(period*8 - 25);
setAhead(move + ((move >= 0) ? 25: -25));
}

　　其次，Bot的运动不是呈直线的。而是以对方为圆心的圆周运动。

setTurnGunRightRadians(robocode.util.Utils.normalRelativeAngle(
getHeadingRadians() + eBearing - getGunHeadingRadians()));

　　最后是如何避免撞墙。这里要用到点三角函数-_-!! 原理就是，计算Bot一次运动后将要达到的坐标是否是位于规定的危险区域。若是是，则当即反方向运动。

double heading = getHeadingRadians();
double x = getX() + move*Math.sin(heading);
double y = getY() + move*Math.cos(heading);
double dWidth = getBattleFieldWidth();
double dHeight = getBattleFieldHeight();
if(x < 30 || x > dWidth-30 || y < 30 || y > dHeight-30){
setBack(move);
}

这个Bot的威力如何？呵呵，我去测试一下先～

好了，就说到这里了，欢迎各大高手来踩……

关于其它的一些"编程游戏" 
有许多软件是基于这种思想的，Robocode它本身就是来源于机器人大战Robot Battle(http://www.robotbattle.com/)这款软件。其它的编程游戏还包括： 
· AI Fleet Commander 
· AI Wars 
· AT-Robots 
· Bolo 
· BotWarz 
· C-Robots 
· Cadaver 
· CodedWombat 
· Colobot 
· Corewars 
· CybWar 
· GRobots 
· DroidBattles 
· Karel the Robot 
· Mindrover 
· IntelliBots 
· Omega 
· RealTimeBattle 
· Robot Wars 
· RoboWar 
· SRobots 
· VBRobots 
就我所看过的"编程游戏"，Robocode是最简单上手的。

· 它很是容易上手，是特别为教学而设计的 
· 它具备平滑且吸引人的图形 
· 它彻底地将编辑器，编译器和运行环境集成在了一块儿。 
· 它是由JAVA编写的，且JAVA很是适合看成初学语言

原文出处：http://www.iplaysoft.com/robocode.html