Тема: реалізація алгоритму гри «Сапер» з визначенням для кожного елемента таблиці кількість сусідніх елементів з мінами мовою С++.

Мета:

• навчити учнів створювати програми мовою С++;
• розвинути:
  • уважність;
  • здатність логічно мислити;
  • розраховувати час виконання роботи;
  • уміння використовувати на практиці набуті знання і навички;
• виховати:
  • самодисципліну;
  • відповідальність за якісне виконання роботи.

Обладнання: комп'ютери зі встановленими ОС, браузером, середовищем CodeBlocks для програмування мовою С++ з використанням бібліотеки wxWidgets, (дана) інструкція.

Структура уроку

1. Організаційний момент.
2. Актуалізація опорних знань.
3. Вивчення нового матеріалу.
4. Інструктаж з ТБ.
5. Вироблення практичних навичок.
6. Підбиття підсумків уроку.
7. Домашнє завдання.

Хід уроку
1. Організаційний момент
Вітання з класом. Перевірка присутності і готовності учнів до уроку. Перевірка виконання домашнього завдання.

2. Актуалізація опорних знань
Протлумачити дію вказівок мовою С++ і порівняти з очікуваними відповідями.

• wxString s=wxT(""); — ініціалізація порожнього рядка wxWidgets;
• s=TextCtrl1->GetValue(); — зчитування даних з поля TextCtrl1 у рядок s;
• s.ToLong(&n); — перетворення значення рядка s у значення цілої змінної n;
• srand(time(NULL)); — ініціалізація генератора випадкових чисел;
• swap(x,y); — обмін значеннями величин x, y;
• this -> SetSize(n,m); — надання поточному вікну розмірів n × m;
• this -> Update(); — оновлення поточного вікна;
• wxMessageDialog *d = new wxMessageDialog(NULL,wxT("Щось…"), wxT("Десь…"),wxOK); —
  створення вікна діалогу d з повідомленням "Щось…" і заголовком "Десь…";
• d->ShowModal(); — виведення (модального) вікна d;
• sleep(2); — пауза у виконанні на 2 секунди.

3. Вивчення нового матеріалу

Розглянемо таке навчальне завдання.

Завдання. Створити комп'ютерну гру «Сапер»

мовою С++ у середовищі CodeBlocks з використанням бібліотеки wxWidgets для подання графіки.

Правила комп'ютерної гри «Сапер»

Мета гри: знайти всі порожні клітинки, не зачепивши міни.
Рівні складності вказують, обираючи розмір поля.
Початок гри: потрібно клацнути по довільній клітині ігрового поля.
Перебіг гри:

• якщо відкрито клітину з міною, гру програно;
• якщо відкрито всі клітини без мін, гру виграно;
• інакше гра триває.

Якщо у відкритій комірці вказано число, воно показує, скільки мін приховано у восьми сусідніх клітинах навколо даної (нуль не вказують). Це число допомагає гравцеві зрозуміти, де розташовано безпечні клітини.

Перед виконанням завдання потрібно ознайомитися з описом роботи з графікою. При розгляді кодів опису звернути увагу лише на останню (в кожному коді) функцію, де власне й подано вказівки опрацювання й виведення графіки. Ці коди передбачають компіляцію таким самим чином, що й демонстраційні приклади (samples) бібліотеки wxWidgets (без середовища CodeBlocks). У розв'язанні завдання потрібно буде створити об'єкт wxPaintDC — нащадок wxPanel.

Для виконання завдання потрібно в обробнику подій визначати координати x, y вказівника миші:

• відносно верхнього лівого кута дисплея:

  const wxPoint p = wxGetMousePosition();
  int x = pt.x;
  int y = pt.y;

• відносно верхнього лівого кута поточного вікна чи полотна:

  const wxPoint pt = wxGetMousePosition();
  int x = pt.x - this -> GetScreenPosition().x;
  int y = pt.y - this -> GetScreenPosition().y;

4. Інструктаж з ТБ
5. Вироблення практичних навичок

Вказівки до виконання завдання:

1. У середовищі CodeBlocks у вказаній учителем теці створити проєкт miner з використанням бібліотеки wxWidgets з такими параметрами:

   • Prefered GUI — Builders;
   • Application Type — Frame Based.

2. Видалити об'єкти: MenuBar1 і StatusBar1, виділивши їхні зображення (клацнувши на них лівою кнопкою миші) над зображенням форми і натиснувши клавішу Delete.

3. Надати властивостям форми значення (тут і нижче у тексті вказано лише ті властивості, значення яких потрібно змінити):

   • Title — miner;
   • Width — 320;
   • Height — 340.

4. Отримати форму для гри такого вигляду,
   

   розташувавши на формі об'єкти з вкладення Standard (Стандартне):

   • wxStaticText — 2 написи з такими значеннями властивостей:

   Label	Size	%
   X	1	100
   Y	4	4
   Width	48	12
   Height	24	24

   
   
   • wxTextCtrl — 3 поля для введення даних з такими значеннями властивостей:

   Text	10	10	10
   X	33	60	110
   Y	0	0	0
   Width	24	24	24
   Height	27	27	27

   
   
   • wxButton — кнопка з такими значеннями властивостей:

   Label	New game
   X	145
   Y	0
   Width	70
   Height	29

   • wxPanel — панель з такими значеннями властивостей:

     X	10
     Y	30
     Width	300
     Height	300
     Background	(0,128,0)

     Щоб змінити значення Вackground (кольору тла), потрібно клацнути лівою кнопкою миші праворуч від початкового значення, з випадного списку вибрати Custom

     

     у вікні діалогу Choose color задати координати кольору схеми RGB і на натиснути кнопку Гаразд.

     

   • Custom — користувацький віджет (покласти на панель) з такими значеннями властивостей:

   Creating code	$(THIS) = new $(CLASS)($(PARENT));
   Include file	wx/dcclient.h
   Var name	z
   Class name	wxPaintDC
   X	10
   Y	10
   Width	300
   Height	300

   Щоб змінити значення Creating code (коду породження), потрібно клацнути лівою кнопкою миші праворуч від відповідного значення

   

   і у вікні діалогу Creating code вилучити зайві символи, після чого натиснути на кнопку Гаразд.

   

5. Створити обробник події натискання кнопки з написом New game (Нова гра):

   • виділити кнопку з написом New game, клацнувши на ній лівою кнопкою миші, і перейти до розгляду подій, натиснувши кнопку із зображенням фігурних дужок {};

     

   • навести вказівник миші на рядок з написом None (Жодного) праворуч від напису EVT_BUTTON, клацнути лівою кнопкою миші і з випадного меню вибрати Add new handler (Додати новий обробник);

     

   • у вікні діалогу New handler (Новий обробник) підтвердити створення обробника OnButton1Click події натискання кнопки Button1, натис­нувши кнопку Гаразд.

     

6. Описати глобальні структури даних для обліку стану гри і функцію OnButton1Click. Остання має містити таке:

   • опис об'єкта типу wxPaintDC для малювання меж між клітинами ігрового поля;

   • зчитування з полів введення даних:
     • розміри поля n_x , n_y;
     • відсоток клітин з мінами m;
   
   
   • якщо виміри сторін поля лежать у межах:
     • від 6 до 50 по горизонталі;
     • від 6 до 30 по вертикалі,
     а відсоток — додатний і не перевищує 100, робити таке:
     
     
     • підрахувати кількість мін;
     • випадковим чином заповнити частину клітин мінами;
     • підрахувати для кожної клітини кількість мін у сусідніх клітинах;
     • надати значення:

       • розміри об'єкта для малювання і панелі по горизонталі / вертикалі — добуток 30 і кількості клітин по горизонталі / вертикалі;

       • розмір форми по горизонталі / вертикалі — сума розміру панелі по горизонталі / вертикалі + 25 / 65;

       • вивести інформаційне вікно Гра Сапер з повідомленням: "Увага: розпочато нову гру!".

       Скористатися такими шаблонами:

       this  -> SetSize(nx*30+25, ny*30+65);  this -> Update();
       Panel1-> SetSize(nx*30,    ny*30);   Panel1 -> Update();
       wxMessageDialog *d0 = new wxMessageDialog(NULL,wxT("Увага: розпочато нову гру!"),wxT("«Гра Сапер»"),wxOK);
       d0->ShowModal();

     • зобразити межі клітин товщиною 2 пікселі світло-сірого кольору — координати (200, 200, 200) у схемі кольорів RGB;

   • інакше вивести повідомлення: "Хибні параметри: розмір поля для гри — ціле число від 6 до 50 по горизонталі і від 6 до 30 по вертикалі, а відсоток має бути додатним і не перевищувати 100".

   Порівняти створене з очікуваним.

7. Доповнити початок коду minerMain.cpp викликом потрібних бібліотек і простору назв std.

   #include "minerMain.h"
   #include <wx/msgdlg.h>
   #include <string>
   using namespace std;

8. Перевірити правильність роботи обробника OnButton1Click події натискання кнопки Button1 хоча б щодо створення поля для гри. Для цього на панелі інструментів середовища CodeBlocks натиснути (у вказаному порядку) такі кнопки:
   
   Save all files (Зберегти всі файли);
   Build (Побудувати);
   Run (Запустити).
   
   Замість натискання двох останніх кнопок можна натиснути одну:
   
   Build and run (Побудувати і запустити).
   
   
   
   

9. Створити обробник OnPanel1LeftDown події натискання лівої кнопки миші на панелі Panel1:

   • на вкладенні Resources (ресурси) виділити панель Panel1, клацнувши на ній лівою кнопкою миші, і перейти до розгляду подій, натиснувши кнопку із зображенням фігурних дужок {};

   • навести вказівник миші на рядок з написом None (Жодного) праворуч від напису EVT_LEFT_DOWN, клацнути лівою кнопкою миші і з випадного меню вибрати Add new handler (Додати новий обробник);

     

   • у вікні діалогу New handler (Новий обробник) підтвердити створення обробника OnPanel1LeftDown, натиснувши кнопку Гаразд.

     

10. Описати функцію OnPanel1LeftDown:

    • створити об'єкт класу wxPaintDC;
    • задати світло-сірий колір контуру (200,200,200);
    • описати кольори для виведення кількостей мін у сусідніх клітинах:

      wxColour c[10];
      c[0].Set(wxT("#eeeeee"));// білий колір
      c[1].Set(wxT("#0000ee"));// синій колір
      c[2].Set(wxT("#008800"));// зелений колір
      c[3].Set(wxT("#daa520"));// золотарний колір goldenrod
      c[4].Set(wxT("#800080"));// фіолетовий колір
      c[5].Set(wxT("#ee0000"));// червоний колір
      c[6].Set(wxT("#808000"));// оливковий колір
      c[7].Set(wxT("#4b0082"));// колір індиго
      c[8].Set(wxT("#8b4513"));// сідельно коричневий колір saddle brown
      c[9].Set(wxT("#808080"));// сірий колір - для невиявленої міни

    • описати масив символів для виведення — цифри і кружок ●;
    • задати властивості шрифту:

       
      wxFont font (20,wxFONTFAMILY_DEFAULT,wxFONTSTYLE_NORMAL,wxFONTWEIGHT_BOLD,false,"Ubuntu Calibri");
      z.SetFont(font);

    • визначити:
      • координати вказівника миші;
      • індекси відповідної клітини поля гри;

    • якщо клітину досі зафарбовано зеленим, робити таке:

      • якщо клітина містить міну:

        • в усіх клітинах на білому тлі вивести кількість мін у сусідніх клітинах або зображення міни, якщо її розташовано у цій клітині;

        • через 2 секунди вивести вікно з повідомленням про програш;

      • інакше — при відсутності міни у клітині:

        • при відсутності мін у сусідніх клітинах:

          • виявити усі клітини, у які є шлях з початкової клітити через клітини, для яких немає мін у сусідніх клітинах;

          • в усіх таких виявлених клітинах на білому тлі вивести кількість мін у сусідніх клітинах;

          • зменшити відповідним чином кількість невідкритих клітин без мін;

        • інакше — при наявності мін у сусідніх клітинах:

          • в обраній клітині на білому тлі вивести кількість мін у сусідніх клітинах;

          • зменшити на 1 кількість невідкритих клітин без мін.

        Якщо кількість невідкритих клітин без мін дорівнює нулю, вікно з повідомленням про перемогу.

    Порівняти з очікуваним.

11. Перевірити правильність виконання проекту. У разі потреби внести зміни у код програми.

12. Повідомити вчителя про завершення роботи над проектом.

6. Підбиття підсумків уроку
Обговорення проблем виконання завдання. Виставлення оцінок.

7. Домашнє завдання
У разі потреби доробити завдання. Удосконалити проект, передбачивши можливість задання розмірів клітини, обчислення і зміну цих розмірів при зміні розмірів вікна.

Текст упорядкував Олександр Рудик.