Mehrdimensionale Arrays: Schiffe versenken

Ein nettes Beispiel für ein zweidimensionales Array ist das Spiel Schiffe versenken. Um das Spielfeld zu modellieren, kann man ein mehrdimensionales Array einsetzen. Dabei werden die Elemente, ähnlich wie beim Koordinatensystem in Mathe die x- und y-Koordinate, durch zwei Indizes angesprochen.

Mehrdimensionale Arrays definiert man folgendermaßen:

  private int[][] zahlenquadrat = new int[10][10];

Die Modellierung für das Schiffe-Versenken-Spiel sieht so aus:

Die Klasse Gebiet ist folgendermaßen angelegt:

Das Spielfeld hat im Wesentlichen die Aufgabe, die Gebiete zu verwalten. Daher bekommt es nur eine Eigenschaft: feld ist ein zweidimensionales Array vom Typ Gebiet. Auch hier wird das "zweidimensional" wird durch zwei leere eckige Klammerpaare realisisert: Gebiet[][].

public class Spielfeld {
  // Eigenschaften   
  private Gebiet[][] feld;    
  // Konstruktor
  public Spielfeld() {   
    feld = new Gebiet[10][10];   
    // Anfangswerte setzen für alle 100 Felder   
    for (int i = 0; i < 10; i++) { 
      // senkrecht     
      for (int j = 0; j < 10; j++){ 
        //waagerecht
        feld[j][i]=new Gebiet();     
      }
    }   
    feld[1][2].setzeSchiff();   
    feld[2][2].setzeSchiff();   
    feld[3][2].setzeSchiff();
  }
(...)

Das Anlegen eines zweidimensionalen Arrays geschieht ähnlich wie das eines eindimensionalen. Hier legt man die Größe des Arrays fest: 10x10-Felder beim Schiffeversenken. Diese Konstruktion sorgt dafür, dass die Felder nicht den Anfangswert null haben. Dazu müssen mit Hilfe einer verschachtelten Schleife alle Felder abgegangen werden: Erst Feld 0,0 dann 0,1 dann 0,2 …. 0,9 dann 1,0 dann 1,1 dann 1,2…dann 1,9 dann 2,0 usw. bis 9,9)

Dann wird wird beispielhaft ein 3er Schiff gesetzt. Dazu müssen 3 Felder einzeln angesprochen werden.

Übung

  Analysieren Sie auf Grundlage der beiden UML-Klassendiagramme und auf Grundlageder Kenntnisse über das Schiffeversenken-Spiel die Klassen Gebiet und Spielfeld. Schätzen Sie ein, was die einzelnen Methoden bewirken, ohne dass Sie den folgenden Quelltext anschauen. Vergleichen Sie anschließend mit dem Quelltext.
  Nennen Sie weitere Beispiele aus dem Alltag, bei denen man Zwei- oder Mehrdimensionale Arrays benutzen könnte.
  Analysieren Sie die Methode schieße(int x, int y) und gibSpielfeldAufKonsoleAus()
  Wiederholung: Warum kann Spielfeld nicht direkt die Eigenschaften von Gebietverwenden?
  Entwerfen Sie die Methoden setzeSenkrechtesSchiff() und setzeWaagerechtesSchiff(), die ein Schiff auf das Spielfeld eintragen. Überlegen Sie sich zunächst, welche Übergabeparameter benötigt werden. Entwerfen Sie einen Plan, wie man vermeiden kann, dass der Spielfeldrand überschritten wird.
  Schreiben Sie eine Methode prüfeObGewonnen(), die dann true zurückgibt, wenn auf dem gesamten Spielfeld kein Schiff mehr steht.

Quelltexte

public class Gebiet {

 // Eigenschaften
 private boolean feldWurdeBeschossen;
 private boolean schiffIstAufFeld;

  // Konstruktor
 public Gebiet()
 {
    feldWurdeBeschossen=false;
    schiffIstAufFeld=false;
 }

 // Methoden
 public boolean beschiesseFeld(){
      feldWurdeBeschossen=true;
      if (schiffIstAufFeld) {
          versenkeSchiff();
          return true;
      }
      else return false;
 }

 public void setzeSchiff(){
      schiffIstAufFeld=true;
 }
 
 public void versenkeSchiff(){
      schiffIstAufFeld=false;
 }   
 
 public boolean isFeldWurdeBeschossen(){
      return feldWurdeBeschossen;
 }
 
 public boolean isSchiff(){
      return schiffIstAufFeld;
 }   

} Ende der Klasse public class Spielfeld { Eigenschaften

 private Gebiet[][] feld;

  // Konstruktor
public Spielfeld()
{
   feld = new Gebiet[10][10];
   // Anfangswerte setzen f�r alle 100 Felder
   for (int i=0;i<10;i++){ // senkrecht
     for (int j=0;j<10;j++){ //waagerecht
       feld[j][i]=new Gebiet();
     }
   }
   feld[1][2].setzeSchiff();
   feld[2][2].setzeSchiff();
   feld[3][2].setzeSchiff();
}

// Methoden
public String schiesse(int x, int y){
   if (feld[x][y].beschiesseFeld()) return "Treffer";
   else return "Daneben";
}

public void gibSpielfeldAufKonsoleAus(){
   System.out.println("\n  0123456789"); // Leerzeile + Beschriftung
   for (int i=0;i<10;i++){
     System.out.print(i+" ");
     for (int j=0;j<10;j++){
       if (feld[j][i].isFeldWurdeBeschossen()) System.out.print("*");
       else {
          if (feld[j][i].isSchiff()) System.out.print("X");
          else System.out.print("-");
       }
     }
     System.out.println(); // Zeilenwechsel
   }	      
}

} Ende der Klasse