Lekce 7 - Java - Aréna s bojovníky

V minulé lekci, Bojovník do arény, jsme si vytvořili třídu bojovníka. Hrací kostku máme hotovou z prvních lekcí objektově orientovaného programování.

Dnes tedy dáme vše dohromady a vytvoříme funkční arénu. Tutoriál bude spíše oddechový a pomůže nám zopakovat si práci s objekty.

Potřebujeme napsat nějaký kód pro obsluhu bojovníků a výpis zpráv uživateli. Samozřejmě ho nebudeme bušit rovnou do výchozího souboru s metodou main(), ale vytvoříme si objekt Arena, kde se bude zápas odehrávat. V metodě main() se potom jen založí objekty a o zbytek se bude starat objekt Arena. Přidejme k projektu tedy poslední třídu Arena.

Třída bude víceméně jednoduchá, jako atributy bude obsahovat 3 potřebné instance: 2 bojovníky a hrací kostku. V konstruktoru se tyto atributy naplní z parametrů. Kód třídy bude tedy následující (komentáře si dopište):

class Arena {
    private Bojovnik bojovnikA;
    private Bojovnik bojovnikB;
    private Kostka kostka;

    public Arena(Bojovnik bojovnikA, Bojovnik bojovnikB, Kostka kostka) {
        this.bojovnikA = bojovnikA;
        this.bojovnikB = bojovnikB;
        this.kostka = kostka;
    }
}

Zamysleme se nad metodami. Z veřejných metod bude určitě potřeba jen ta k simulaci zápasu. Výstup programu na konzoli uděláme trochu na úrovni a také umožníme třídě Arena, aby přímo ke konzoli přistupovala. Rozhodli jsme se, že výpis bude v kompetenci třídy, jelikož se nám to zde vyplatí. Naopak kdyby výpis prováděli i bojovníci, bylo by to na škodu (nebyli by univerzální). Potřebujeme tedy metodu, která vykreslí obrazovku s aktuálními údaji o kole a životy bojovníků. Zprávy o útoku a obraně budeme chtít vypisovat s dramatickou pauzou, aby byl výsledný efekt lepší, uděláme si pro takový typ zprávy ještě pomocnou metodu. Začněme s vykreslením informační obrazovky:

private void vykresli() {
    System.out.println("-------------- Aréna -------------- \n");
    System.out.println("Zdraví bojovníků: \n");
    System.out.printf("%s %s%n", bojovnikA, bojovnikA.grafickyZivot());
    System.out.printf("%s %s%n", bojovnikB, bojovnikB.grafickyZivot());
}

Metoda vykresli() je privátní, budeme ji používat jen uvnitř třídy.

Další privátní metodou bude výpis zprávy s dramatickou pauzou:

private void vypisZpravu(String zprava) {
    System.out.println(zprava);
    try {
        Thread.sleep(500);
    } catch (InterruptedException ex) {
        System.err.println("Chyba, nepodařilo se uspat vlákno!");
    }
}

Kód je zřejmý až na třídu Thread, která umožňuje práci s vlákny. My z ní využijeme pouze metodu sleep(), která uspí vlákno programu na daný počet milisekund. S vlákny budeme pracovat až na konci seriálu. Bloky try-catch prozatím nebudeme řešit, nejsou zde důležité a budeme je probírat později, spokojíme se s tím, že jsou zde nutné.

Obě metody vlastně jen vypisují na konzoli, připadá mi zbytečné je zkoušet, přesuneme se tedy již k samotnému zápasu. Metoda zapas() nebude mít žádné parametry a nebude ani nic vracet. Uvnitř bude cyklus, který bude na střídačku volat útoky bojovníků navzájem a vypisovat informační obrazovku a zprávy. Metoda by mohla vypadat takto:

public void zapas() {
    System.out.println("Vítejte v aréně!");
    System.out.printf("Dnes se utkají %s s %s! %n", bojovnikA, bojovnikB);
    System.out.println("Zápas může začít...");

    // cyklus s bojem
    while (bojovnikA.jeZivy() && bojovnikB.jeZivy()) {
        bojovnikA.utoc(bojovnikB);
        vykresli();
        vypisZpravu(bojovnikA.vratPosledniZpravu()); // zpráva o útoku
        vypisZpravu(bojovnikB.vratPosledniZpravu()); // zpráva o obraně
        bojovnikB.utoc(bojovnikA);
        vykresli();
        vypisZpravu(bojovnikB.vratPosledniZpravu()); // zpráva o útoku
        vypisZpravu(bojovnikA.vratPosledniZpravu()); // zpráva o obraně
        System.out.println();
    }
}

Kód vypíše jednoduché informace a po stisku klávesy přejde do cyklu s bojem. Jedná se o cyklus while, který se opakuje, dokud jsou oba bojovníci naživu.

První bojovník zaútočí na druhého, jeho útok vnitřně zavolá na druhém bojovníkovi obranu. Po útoku vykreslíme obrazovku s informacemi a dále zprávy o útoku a obraně pomocí naší metody vypisZpravu(), která po výpisu udělá dramatickou pauzu. To samé provedeme i pro druhého bojovníka.

Přesuňme se do souboru TahovyBoj.java, vytvořme patřičné instance a zavolejme na aréně metodu zapas():

{JAVA_OOP}
{JAVA_MAIN_BLOCK}
        // vytvoření objektů
        Kostka kostka = new Kostka(10);
        Bojovnik zalgoren = new Bojovnik("Zalgoren", 100, 20, 10, kostka);
        Bojovnik shadow = new Bojovnik("Shadow", 60, 18, 15, kostka);
        Arena arena = new Arena(zalgoren, shadow, kostka);
        // zápas
        arena.zapas();
{/JAVA_MAIN_BLOCK}
{/JAVA_OOP}
{JAVA_OOP}
import java.util.Random;

public class Kostka {

    private Random random;
    private int pocetSten;

    public Kostka() {
        pocetSten = 6;
        random = new Random();
    }

    public Kostka(int pocetSten) {
        this.pocetSten = pocetSten;
        random = new Random();
    }

    public int vratPocetSten() {
        return pocetSten;
    }

    public int hod() {
        return random.nextInt(pocetSten) + 1;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return String.format("Kostka s %s stěnami", pocetSten);
    }
}
{/JAVA_OOP}
{JAVA_OOP}
class Bojovnik {
    private String jmeno;
    private int zivot;
    private int maximalniZivot;
    private int utok;
    private int obrana;
    private Kostka kostka;
    private String zprava;

    public Bojovnik(String jmeno, int zivot, int utok, int obrana, Kostka kostka) {
        this.jmeno = jmeno;
        this.zivot = zivot;
        this.maximalniZivot = zivot;
        this.utok = utok;
        this.obrana = obrana;
        this.kostka = kostka;
    }

    public boolean jeZivy() {
        return (zivot > 0);
    }

    public String grafickyZivot() {
        String grafickyZivot = "[";
        int celkem = 20;
        double pocetDilku = Math.round(((double) zivot / maximalniZivot) * celkem);
        if ((pocetDilku == 0) && (jeZivy())) {
            pocetDilku = 1;
        }
        for (int i = 0; i < pocetDilku; i++) {
            grafickyZivot += "#";
        }
        for (int i = 0; i < celkem - pocetDilku; i++) {
            grafickyZivot += " ";
        }
        grafickyZivot += "]";
        return grafickyZivot;
    }

    public void utoc(Bojovnik souper) {
        int uder = utok + kostka.hod();
        nastavZpravu(String.format("%s útočí s úderem za %s hp", jmeno, uder));
        souper.branSe(uder);
    }

    public void branSe(int uder) {
        int zraneni = uder - (obrana + kostka.hod());
        if (zraneni > 0) {
            zivot -= zraneni;
            zprava = String.format("%s utrpěl poškození %s hp", jmeno, zraneni);
            if (zivot <= 0) {
                zivot = 0;
                zprava += " a zemřel";
            }
        } else {
            zprava = String.format("%s odrazil útok", jmeno);
        }
        nastavZpravu(zprava);
    }

    private void nastavZpravu(String zprava) {
        this.zprava = zprava;
    }

    public String vratPosledniZpravu() {
        return zprava;
    }

    @Override
    public String toString() {
         return jmeno;
    }
}
{/JAVA_OOP}
{JAVA_OOP}
class Arena {
    private Bojovnik bojovnikA;
    private Bojovnik bojovnikB;
    private Kostka kostka;

    public Arena(Bojovnik bojovnikA, Bojovnik bojovnikB, Kostka kostka) {
        this.bojovnikA = bojovnikA;
        this.bojovnikB = bojovnikB;
        this.kostka = kostka;
    }

    private void vykresli() {
        System.out.println("-------------- Aréna -------------- \n");
        System.out.println("Zdraví bojovníků: \n");
        System.out.printf("%s %s%n", bojovnikA, bojovnikA.grafickyZivot());
        System.out.printf("%s %s%n", bojovnikB, bojovnikB.grafickyZivot());
    }

    private void vypisZpravu(String zprava) {
        System.out.println(zprava);
        try {
            Thread.sleep(500);
        } catch (InterruptedException ex) {
            System.err.println("Chyba, nepodařilo se uspat vlákno!");
        }
    }

    public void zapas() {
        System.out.println("Vítejte v aréně!");
        System.out.printf("Dnes se utkají %s s %s! %n", bojovnikA, bojovnikB);
        System.out.println("Zápas může začít...");

        // cyklus s bojem
        while (bojovnikA.jeZivy() && bojovnikB.jeZivy()) {
            bojovnikA.utoc(bojovnikB);
            vykresli();
            vypisZpravu(bojovnikA.vratPosledniZpravu()); // zpráva o útoku
            vypisZpravu(bojovnikB.vratPosledniZpravu()); // zpráva o obraně
            bojovnikB.utoc(bojovnikA);
            vykresli();
            vypisZpravu(bojovnikB.vratPosledniZpravu()); // zpráva o útoku
            vypisZpravu(bojovnikA.vratPosledniZpravu()); // zpráva o obraně
            System.out.println();
        }
    }
}
{/JAVA_OOP}

Charakteristiky hrdinů si můžete upravit dle libosti. Program spustíme:

Konzolová aplikace
-------------- Aréna --------------

Zdraví bojovníků:

Zalgoren [######              ]
Shadow [                    ]
Shadow útočí úderem za 20 hp
Zalgoren utrpěl poškození 4 hp

Výsledek je docela působivý. Objekty spolu komunikují, grafický život ubývá jak má, zážitek umocňuje dramatická pauza. Aréna má však 2 nedostatky.

• V cyklu s bojem útočí první bojovník na druhého. Poté však vždy útočí i druhý bojovník, nehledě na to, zda ho první nezabil. Může tedy útočit již jako mrtvý. Podívejte se na výstup výše, Shadow útočil jako poslední i když byl mrtvý. Až potom se vystoupilo z cyklu while. U prvního bojovníka tento problém není, u druhého musíme před útokem kontrolovat, zda je naživu.
• Druhým nedostatkem je, že bojovníci vždy bojují ve stejném pořadí, čili zde Zalgoren má vždy výhodu. Pojďme vnést další prvek náhody a pomocí kostky rozhodněme, který z bojovníků bude začínat. Jelikož jsou bojovníci vždy dva, stačí hodit kostkou a podívat se, zda padlo číslo menší nebo rovné polovině počtu stěn kostky. Tedy např. pokud padne na desetistěnné kostce číslo do 5, začíná 2. bojovník, jinak začíná první. Zbývá zamyslet se nad tím, jak do kódu zanést prohazování bojovníků. Jistě by bylo velmi nepřehledné opodmínkovat příkazy ve while cyklu. Jelikož již víme, že v Javě fungují reference, není pro nás problém udělat si dvě proměnné, ve kterých budou instance bojovníků, nazvěme je jednoduše stejně jako atributy, tedy bojovnikA a bojovnikB. Do těchto proměnných si na začátku dosadíme bojovníky z atributů this.bojovnikA a this.bojovnikB tak, jak potřebujeme. Můžeme tedy při pozitivním hodu kostkou dosadit do proměnné bojovnikA proměnnou this.bojovnikB a naopak, výsledkem bude, že začínat bude ten druhý. Kód cyklu se takto vůbec nezmění a zůstane stále přehledný a jednoduchý.

Změněná verze včetně podmínky, aby nemohl útočit mrtvý bojovník, by mohla vypadat nějak takto:

{JAVA_OOP}

class Arena {
    private Bojovnik bojovnikA;
    private Bojovnik bojovnikB;
    private Kostka kostka;

    public Arena(Bojovnik bojovnikA, Bojovnik bojovnikB, Kostka kostka) {
        this.bojovnikA = bojovnikA;
        this.bojovnikB = bojovnikB;
        this.kostka = kostka;
    }

    private void vykresli() {
        System.out.println("-------------- Aréna -------------- \n");
        System.out.println("Zdraví bojovníků: \n");
        System.out.printf("%s %s%n", bojovnikA, bojovnikA.grafickyZivot());
        System.out.printf("%s %s%n", bojovnikB, bojovnikB.grafickyZivot());
    }

    private void vypisZpravu(String zprava) {
        System.out.println(zprava);
        try {
            Thread.sleep(500);
        } catch (InterruptedException ex) {
             System.err.println("Chyba, nepodařilo se uspat vlákno!");
        }
    }

    public void zapas() {
        // původní pořadí
        Bojovnik bojovnikA = this.bojovnikA;
        Bojovnik bojovnikB = this.bojovnikB;
        System.out.println("Vítejte v aréně!");
        System.out.printf("Dnes se utkají %s s %s! %n%n", bojovnikA, bojovnikB);
        // prohození bojovníků
        boolean zacinaBojovnikB = (kostka.hod() <= kostka.vratPocetSten() / 2);
        if (zacinaBojovnikB) {
            bojovnikA = this.bojovnikB;
            bojovnikB = this.bojovnikA;
        }
        System.out.printf("Začínat bude bojovník %s! %nZápas může začít...%n", bojovnikA);

        // cyklus s bojem
        while (bojovnikA.jeZivy() && bojovnikB.jeZivy()) {
            bojovnikA.utoc(bojovnikB);
            vykresli();
            vypisZpravu(bojovnikA.vratPosledniZpravu()); // zpráva o útoku
            vypisZpravu(bojovnikB.vratPosledniZpravu()); // zpráva o obraně
            if (bojovnikB.jeZivy()) {
                bojovnikB.utoc(bojovnikA);
                vykresli();
                vypisZpravu(bojovnikB.vratPosledniZpravu()); // zpráva o útoku
                vypisZpravu(bojovnikA.vratPosledniZpravu()); // zpráva o obraně
            }
            System.out.println();
        }
    }

}

{/JAVA_OOP}
{JAVA_OOP}
{JAVA_MAIN_BLOCK}

        // vytvoření objektů
        Kostka kostka = new Kostka(10);
        Bojovnik zalgoren = new Bojovnik("Zalgoren", 100, 20, 10, kostka);
        Bojovnik shadow = new Bojovnik("Shadow", 60, 18, 15, kostka);
        Arena arena = new Arena(zalgoren, shadow, kostka);
        // zápas
        arena.zapas();

{/JAVA_MAIN_BLOCK}
{/JAVA_OOP}
{JAVA_OOP}

import java.util.Random;

public class Kostka {

    private Random random;
    private int pocetSten;

    public Kostka() {
        pocetSten = 6;
        random = new Random();
    }

    public Kostka(int pocetSten) {
        this.pocetSten = pocetSten;
        random = new Random();
    }

    public int vratPocetSten() {
        return pocetSten;
    }

    public int hod() {
        return random.nextInt(pocetSten) + 1;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return String.format("Kostka s %s stěnami", pocetSten);
    }
}
{/JAVA_OOP}
{JAVA_OOP}
class Bojovnik {
    private String jmeno;
    private int zivot;
    private int maximalniZivot;
    private int utok;
    private int obrana;
    private Kostka kostka;
    private String zprava;

    public Bojovnik(String jmeno, int zivot, int utok, int obrana, Kostka kostka) {
        this.jmeno = jmeno;
        this.zivot = zivot;
        this.maximalniZivot = zivot;
        this.utok = utok;
        this.obrana = obrana;
        this.kostka = kostka;
    }

    public boolean jeZivy() {
        return (zivot > 0);
    }

    public String grafickyZivot() {
        String grafickyZivot = "[";
        int celkem = 20;
        double pocetDilku = Math.round(((double) zivot / maximalniZivot) * celkem);
        if ((pocetDilku == 0) && (jeZivy())) {
            pocetDilku = 1;
        }
        for (int i = 0; i < pocetDilku; i++) {
                grafickyZivot += "#";
        }
        for (int i = 0; i < celkem - pocetDilku; i++) {
            grafickyZivot += " ";
        }
        grafickyZivot += "]";
        return grafickyZivot;
    }

    public void utoc(Bojovnik souper) {
        int uder = utok + kostka.hod();
        nastavZpravu(String.format("%s útočí s úderem za %s hp", jmeno, uder));
        souper.branSe(uder);
    }

    public void branSe(int uder) {
        int zraneni = uder - (obrana + kostka.hod());
        if (zraneni > 0) {
            zivot -= zraneni;
            zprava = String.format("%s utrpěl poškození %s hp", jmeno, zraneni);
            if (zivot <= 0) {
                zivot = 0;
                zprava += " a zemřel";
            }
        } else {
            zprava = String.format("%s odrazil útok", jmeno);
        }
        nastavZpravu(zprava);
    }

    private void nastavZpravu(String zprava) {
        this.zprava = zprava;
    }

    public String vratPosledniZpravu() {
        return zprava;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return jmeno;
    }
}
{/JAVA_OOP}

Program vyzkoušejme:

Konzolová aplikace
-------------- Aréna --------------

Zdraví bojovníků:

Zalgoren [#########           ]
Shadow [                    ]
Zalgoren útočí úderem za 27 hp
Shadow utrpěl poškození 11 hp a zemřel

Vidíme, že je vše již v pořádku. Gratuluji vám, pokud jste se dostali až sem a tutoriály opravdu četli a pochopili, máte základy objektového programování a dokážete tvořit rozumné aplikace

V příští lekci, Dědičnost a polymorfismus, si vysvětlíme dědičnost a polymorfismus.

Měl jsi s čímkoli problém? Stáhni si vzorovou aplikaci níže a porovnej ji se svým projektem, chybu tak snadno najdeš.