狐狸与兔子，代码解析

看懂代码从main函数开始
这是主类

package foxnrabbit;import java.util.ArrayList;
import javax.swing.JFrame;import field.Field;
import field.View;
import field.Location;import animal.Animal;
import animal.Fox;
import animal.Rabbit;import cell.Cell;public class FoxAndRabbit {//成员变量private Field theField;//Field变量，用来管理新的网格private View theView;//继承自Jpanel的类，用来显示图形/*------构造函数------*/public FoxAndRabbit(int size) {//创建网格theField=new Field(size,size);//遍历网格for(int row=0;row<theField.getHeight();row++){for(int col=0;col<theField.getWidth();col++){double probability=Math.random();//随机放入狐狸if(probability<0.05){theField.place(row,col,new Fox());}//随机放入兔子else if(probability<0.15){theField.place(row, col,new Rabbit());}}}/*------把theField加入到显示框------*/theView=new View(theField);JFrame frame = new JFrame();frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);frame.setResizable(false);frame.setTitle("Cells");frame.add(theView);frame.pack();frame.setVisible(true);}/*------开始函数，传入的参数是程序要执行的次数------*/public void satrt(int steps){for (int i=0;i<steps;i++) {step();theView.repaint();//Java底层函数try {Thread.sleep(200);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}}/*------step()函数，每次更新表格- - - - - -*/public void step() {for(int row=0;row<theField.getHeight();row++){for(int col=0;col<theField.getWidth();col++){//获取所有Cell的对象变量Cell cell=theField.get(row, col);if(cell!=null){//把管理的对象造型为Animal对象Animal animal=(Animal)cell;//年龄增长animal.grow();if(animal.isAlive()) {    //向周围移动Location loc=animal.move(theField.getFreeNeighbour(row, col));if(loc!=null) { theField.move(row,col,loc); }//获取周围的兔子，储存进容器里面Cell[] neighbour=theField.getNeighbour(row, col);ArrayList<Animal> listRabbit=new ArrayList<Animal>();for(Cell an:neighbour) {//instanceof关键字，判断是不是某个类的实例if(an instanceof Rabbit) { listRabbit.add((Rabbit)an); }                          }//吃掉兔子if(!listRabbit.isEmpty()) //isEmpty()是ArrayList的函数，没有元素则返回true{                         //这里涉及到了多态，这个animal实际上是Fox的对象，调用的是Fox的feed()//(animal本身是抽象类，自己不可能有对象的)Animal fed=animal.feed(listRabbit);//fed得到了兔子的对象之后，调用函数删除这个对象(被吃掉if(fed!=null) { theField.remove((Cell)fed); }}//动物繁殖Animal baby=animal.breed();if(baby!=null) { theField.placeRandomAdj(row,col,(Cell)baby); } }else { theField.remove(row ,col); }}}}}/*------看懂函数先从main函数开始------*/public static void main(String[] args) {//创建一个30x30的网格 //走100步FoxAndRabbit fr=new FoxAndRabbit(30);fr.satrt(100);        }}

view类

package field;import java.awt.Dimension;
import java.awt.Graphics;
import java.awt.Color;
import javax.swing.JPanel;import cell.Cell;public class View extends JPanel {private static final long serialVersionUID = -5258995676212660595L;private static final int GRID_SIZE = 16;//定义自己的变量private Field theField;//构造函数public View(Field field) {theField = field;}/*** paint()函数,由于继承了JPanel类，该函数在对象初始化的会被自动调用* drawLine()函数，前两个数是第一个点的坐标值，后两个数是第二个点的坐标值* 该函数会先画一个与区域大小一样* 然后会遍历整个区域，如果存在对象，给网格上色 */@Overridepublic void paint(Graphics g) {super.paint(g);//Invoked by Swing to draw components. 画出传入的图形g.setColor(Color.gray);for(int i=0;i<theField.getHeight();i++){g.drawLine(0, i*GRID_SIZE, theField.getWidth()*GRID_SIZE, i*GRID_SIZE);g.drawLine(i*GRID_SIZE, 0, i*GRID_SIZE, theField.getHeight()*GRID_SIZE);}//遍历传入的区域for ( int row = 0; row<theField.getHeight(); row++ ) {for ( int col = 0; col<theField.getWidth(); col++ ) {   //用细胞变量依次管理被遍历的 Cell对象Cell cell = theField.get(row, col);if ( cell != null ) //该区域有Cell的对象{//调用draw函数 对象为传入的 g, x=1x16,y=1x16,y=2x16...cell.draw(g, col*GRID_SIZE, row*GRID_SIZE, GRID_SIZE);}}}}//这个函数我并没由找到他的作用说明，根据在细胞自动机里面的代码，写上就好了@Overridepublic Dimension getPreferredSize() {return new Dimension(theField.getWidth()*GRID_SIZE+1, theField.getHeight()*GRID_SIZE+1);}
}

Field类

package field;import java.util.ArrayList;
import java.util.function.IntFunction;import animal.Fox;
import animal.Rabbit;
import cell.Cell;public class Field {//测试代码private static final Location[] adjacent= {new Location(-1,-1),new Location(-1,0),new Location(-1,1),new Location(0,-1),new Location(0,0),new Location(0,1),new Location(1,-1),new Location(1,0),new Location(1,1)};//成员变量private int height;private int width;private Cell[][] field;//构造函数public Field(int height, int width) {this.height=height;this.width=width;field=new Cell[height][width];}public int getHeight()   {   return height;  }public int getWidth()  {   return width;   }/*** place函数，* 在Field类中，先定义Cell类型的变量ret* Field的成员变量同时也是Cell类型的变量数组field[][]，* 让ret和field[row][col]管理同一个对象，此时ret管理的是null* 让field[row][col]管理传入的细胞对象变量* （不能实例化，但是可以管理实现了它的接口的Fox和Rabbit,* 此时ret也会跟着管理这个对象*/    public Cell place(int row, int col, Cell o) {//      Cell ret=field[row][col];field[row][col]=o;
//      return ret;return field[row][col];//改写了这个函数，这样看条例更清晰}//获取当前对象public Cell get(int row,int col) {return field[row][col];}/***Field的getNeighbour()函数用于获取周围有对象的空格*他要遍历周围所有的位置*并且定义一个容器来储存Cell型变量（实际上可能是Fox或Rabbit的对象*返回list长度的Cell变量数组    */public Cell[] getNeighbour(int row,int col) {ArrayList<Cell> list=new ArrayList<Cell>();for(int i=-1;i<2;i++){for(int j=-1;j<2;j++){int r = row+i;int c = col+j;if ( r >-1 && r<height && c>-1 && c<width && !(r== row && c == col) ){list.add(field[r][c]);}}}return list.toArray(new Cell[list.size()]);}/***Field的getFreeNeighbour()函数用于获取周围没有管理对象的位置 *它会遍历周围所有的位置*如果周围的位置是空的*它就会用ArrayList把这些位置存到容器里面*最后返回该数组长度的数组   */  public Location[] getFreeNeighbour(int row,int col) {ArrayList<Location> list=new ArrayList<Location>();for(int i=-1;i<2;i++) {for(int j=-1;j<2;j++){int r=row+i;int c=col+j;//这里为什么不用排除掉自己呢，因为自己一定是有对象的if(r>-1&&r<height&&c>-1&&c<width&&field[r][c]==null) {list.add(new Location(r,c));}}}return list.toArray( new Location[list.size()]);}/*** 由于Animal的移动以后，当前loc的位置已经发生了变化* 由发生变化的位置接管原来位置上面的对象* 把原来位置上的对象清除*/public void move(int row, int col, Location loc) {field[loc.getCol()][loc.getRow()]=field[row][col];remove(row,col);  }//删除对象，这个函数在FoxAndRabbit类里面被调用public void remove(Cell cell) {for(int row=0;row<height;row++) {for(int col=0;col<width;col++){if(field[row][col]==cell) { field[row][col]=null; break; }}}}//删除对象,这个函数在类里面调用public Cell remove(int row, int col) {Cell ret=field[row][col];field[row][col]=null;return ret;}/***这个函数的作用把产生的小baby放入到随机一个格子里面去*首先定义Location数组，接收周围没有对象的空格*如果有空格，获取一个0到该数组长度之间的一个随机整数*用该空格去管理传进来的baby(已经造型为Cell*返回true*这里的返回值我并不清楚它的作用 */public boolean placeRandomAdj(int row, int col, Cell baby) {boolean ret=false;Location[] FreeAdj=getFreeNeighbour(row, col);if(FreeAdj.length>0){int index=(int)(Math.random()*FreeAdj.length);field[FreeAdj[index].getRow()][FreeAdj[index].getCol()]=baby;ret=true;}return ret;       }//清除所有对象public void clear(){for(int i=0;i<height;i++){for(int j=0;j<width;j++){field[i][j]=null;}}}
}

Location类

package field;public class Location {private int x;private int y;public Location(int x, int y) {this.x = x;this.y = y;}public int getRow() {return x;}public int getCol() {return y;}
}

Cell接口；

package cell;import java.awt.Graphics;public interface Cell {void draw(Graphics g,int x,int y, int size);
}

Animal类

package animal;import java.util.ArrayList;
import field.Location;public abstract class Animal {//成员变量private int ageLimit;private int breedableAge;private int age;private boolean isAlive=true;//构造函数，传入生命上限和可繁殖年龄public Animal(int ageLimit, int breedableAge) {this.ageLimit = ageLimit;this.breedableAge = breedableAge;}public int getAge() {return age;}protected double getAgePercent() {return (double)age/ageLimit;}//  public abstract Animal breed();/*** 在之前的讨论中，我们用新的breed()函数，代替了原来的函数* 这个函数做的事情是是到达了生育年龄* 并且符合一定的几率* 产生一个新的对象（Fox或者Rabbit*/public Animal breed(){Animal ret=null;if(isBreedable()&&Math.random()<getValue()){ret=getAnimal();}return ret;}public abstract Animal getAnimal();public abstract double getValue();//生长函数public void grow() {age++;if(age>=ageLimit){die();}}protected void die() {isAlive=false;    }public boolean isAlive() {return isAlive;}protected boolean isBreedable(){return age>=breedableAge;}   /*** Animal的move()函数*  传入Location的数组作为参数*  如果传入的参数不为空，几率符合*  由ret接管数组里面的一个随机位置对象*  最后返回这个位置*/public Location move(Location[] freeAdj) {Location ret=null;if(freeAdj.length>0&&Math.random()<0.02) { ret=freeAdj[(int)(Math.random()*freeAdj.length)];}       return ret;     }@Overridepublic String toString() {return ""+age+":"+(isAlive?"live":"dead");}//让子类覆盖，实际这个函数并没有被调用public Animal feed(ArrayList<Animal> neighbour) {return null;}//吃掉兔子之后增加生命上限protected void longerLife(int inc) {ageLimit+=inc;}}

Fox类

package animal;import java.awt.Color;
import java.awt.Graphics;
import java.util.ArrayList;import cell.Cell;public class Fox extends Animal implements Cell{public Fox(){super(20,4);//生命上限20岁，生育年龄4岁}@Overridepublic void draw(Graphics g, int x, int y, int size) {int alpha=(int)((1-getAgePercent())*255);g.setColor(new Color(0,0,0,alpha));//用数字代表颜色，最后一个值是颜色深度，逐渐递减g.fillRect(x, y, size, size);}//已经改写过的函数，增加可扩展性@Overridepublic Animal breed() {return super.breed();}@Overridepublic Animal getAnimal() {return new Fox();}@Overridepublic double getValue() {return 0.05;}@Overridepublic String toString() {// TODO Auto-generated method stubreturn "Fox:"+super.toString();}/*** Fox的feed()函数，他的参数是Animal的容器(周围的兔子*  定义Animal类型的变量ret*  在一定的几率下接收任意一个兔子*  提高两个生命上限*  返回这只兔子   */@Overridepublic Animal feed(ArrayList<Animal> neighbour) {Animal ret=null;if(Math.random()<0.2) {ret=neighbour.get((int)(Math.random()*neighbour.size()));longerLife(2);}return ret;}}

Rabbit类：

package animal;import java.awt.Color;
import java.awt.Graphics;import cell.Cell;public class Rabbit extends Animal implements Cell {public Rabbit() {super(10,2);}@Overridepublic void draw(Graphics g, int x, int y, int size) {int alpha=(int)((1-getAgePercent())*255);g.setColor(new Color(255,0,0,alpha));g.fillRect(x, y, size, size);}@Overridepublic Animal breed() {return super.breed();}@Overridepublic Animal getAnimal() {return new Rabbit();}@Overridepublic double getValue() {return 0.12;}@Overridepublic String toString() {return "Rabbit"+super.toString();}}

程序关系图：

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