2.3工作任务一：需求分析
2.3.1任务描述
“连连看游戏”能给别人提供乐趣，也能给自己放松心情，又能乐在其中。通过项目的学习，既提高学员学习的兴趣，又在快乐中掌握程序设计的基础常识，并能编写需求分析报告，供软件设计人员的设计依据和用户的验收标准。
2.3.2任务目的
本任务的目的是对“连连看游戏”进行相应阐述，培养学生学习程序设计的兴趣，让学生感受到快乐学习，在快乐中掌握程序设计的相关常识。学会对“连连看游戏”进行需求分析，了解程序设计的方法和步骤，提高学生交流沟通协作的能力，培养学生解决问题、自我学习、信息处理、创能力。
2.3.3任务实现
通过开发人员与用户进行交流，填写用户需求调查表（如表1.1），综合分析，设计出的需求规格说明书。常见需求调查方式有：与用户交谈，向用户提问题；参观用户的工作流程，观察用户的操作；向用户群体发调查问卷；与同行、专家交谈，听取他们的意见；分析已经存在的同类软件产品，提取需求；从行业标准、规则中提取需求；从Internet上搜查相关资料。
| 需求标题1 | |
| 调查方式 | |
| 调查人 | |
| 调查对象 | |
| 时间、地点 | |
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需求信息记录
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表1.1 用户需求调查表
1、功能需求
本次设计是在传统的连连看上设计实现对战的连连看，玩家通过达到一定的积分来获得继续闯关的机会，还有机会开启神秘的应藏关，以此来增加游戏的可玩性。
游戏的基本规则：程序随机产生任意成对的图片，当定点击开始游戏时，电脑根据时间参数随机生成固定的成对图片，游戏再次开始，玩家可通过鼠标上的左键，自由的点两张图片。如果点击两次时，两张图片相同，且满足程序的算法则这两张图片可消去。消去图片后，游戏可给玩家加分，若在规定的时间内，玩家没有消掉所有的图片则游戏失败。由于是闯关模式，达到一定分数的玩家可以继续挑战新的游戏，游戏的难度会相应增加，并且还增加了新玩法。具体的游戏功能如下：
游戏界面需求：设计良好的游戏界面可以让玩家充分感受到游戏带来的娱乐性，游戏的背景取自网上中的图片，体现了游戏的挑战性。
鼠标处理事件需求：通过点击主窗体中相应的按钮，可以实现游戏的开始、暂停、结束，通过点击选项设置中相应的按钮，可设置声音的大小及方向键↓的功能。显示需求：当两次点击的图片相同且满足算法可以消去，当达到一定分数的时候，游戏会进入下一关，并有障碍了。
游戏闯关设计需求：随着游戏的难度不同，玩法会发生改变，需要在游戏中设置障碍，蒙手游戏。如果玩家能到达并完成最后一关，则玩家挑战成功，游戏结束。
本次设计连连看主要是在原连连看对战的基础上设计挑战模式，具体的功能如下所述：
（1） 游戏运行界面简单美观，操作简单，运行稳定；
（2） 能够根据不同的等级模式播放不同的游戏背景音乐，包括操作方向键、消行时的声音，音量由玩家操作控制；
（3） 设计不同的游戏难度，当玩家达到一定的积分，可以进入相关难度的等级；
玩家可直接操作界面上的相关按钮来控制游戏的开始、暂停、设置、退出等功能。
2、非功能需求
（1）用户界面需求
本软件要求能够通过鼠标点击进行各项操作，应具备系统主菜单。
（2）软硬件环境需求
本次的开发环境所采用的操作系统为Linux操作系统的Ubuntu10.10版本，编程环境是基于Qt 4.7的Qt creator版本，由于本游戏对硬件的要求不是很严格，所以硬件需求不做讨论。
软件环境：应安装有windows操作系统。
硬件环境：普通PC机。
（3）产品质量需求
正确性：保证程序运行的正确性，数据记录准确勿误同时能够按照用户需求正确执行任务。
健壮性：软件设计保证软件本身能够抵御非法数据干扰，尽力避免程序运行异常并能对程序异常进行有效处理避免程序崩溃。
性能，效率：系统架构设计、算法设计合理。
可扩展性：系统架构设计应充分考虑功能的扩展，采用低耦合的分层结构对系统各职责部分进行切分，保证在添加其它功能的情况下无需变更系统架构降低需求变更成本。
2.3.4知识准备
1游戏简介
游戏“连连看”顾名思义就是找出相关联的东西，这个连连看在网上基本是用在小游戏中，就是找出相同的两样东西，在一定的规则之内可以做为相关联处理。“连连看”的发展经历了从桌面游戏、在线游戏、社交游戏三个过程。
游戏“连连看”是源自台湾的桌面小游戏，自从流入大陆以来风靡一时，也吸引众多程序员开发出多种版本的“连连看”。这其中，顾方编写的“阿达连连看”以其精良的制作广受好评，这也成为顾方“阿达系列软件”的核心产品。并于2004年，取得了国家版权局的计算机软件著作权登记证书。
随着Flash应用的流行，网上出现了多种在线Flash版本“连连看”。如“水晶连连看”，“果蔬连连看”等，流行的“水晶连连看”以华丽界面吸引了一大批的女性玩家。
2008年，随着社交网络的普及和开放平台的兴起，“连连看”被引入了社交网络。“连连看”与个人空间相结合，被快速的传播，成为一款热门的社交游戏，其中以开发者Jonevey在Manyou开放平台上推出的“宠物连连看”最为流行。
根据自己以前所学的关于C语言、C++、Java、以及Qt的相关知识，并通过网上查找相关资料，了解到 C、C++、VB、Delphi、C#、Java等均可以现劳拉方块游戏的设计。下面简单介绍下VB、C++、Java、Qt各自的特点：
（1）VB的特点
全称Visual Basic，它是以Basic语言作为其基本语言的一种可视化编程工具。在中国乃至全世界都能看到它的身影，它曾是在中国最为流行的编程工具，到现在还占据着非常重要的地位，对于它的好坏大家都有一定的了解，VB作为一种较早出现的开发程序以其容易学习，开发效率较高，具有完善的帮助系统等优点曾影响了好几代编程人员，但是由于VB不具备跨平台这个特性，从而也决定了VB在未来的软件开发中将会逐渐地退出其历史舞台；它对组件技术的支持是基于COM和ActiveX,对于组件技术不断完善发展的今天，它也显出了它的落后性；同时VB在进行系统底层开发的时候也是相对复杂的，调用API函数需声明，调用不方便，不能进行DDK编程，不可能深入Ring0编程，不能嵌套汇编；而且面向对象的特性差；网络功能和数据库功能也没有非常突出的表现，综上所述，VB作为一种可视化的开发工具由于其本身的局限性，导致了它在未来软件开发中逐步被其他工具所代替。
（2）C++的特点
C/C++的哲学就不一样了，同一份程序代码，只要在该平台重新Compile成该平台的执行档，就能在该平台执行，若文字模式下的程序，的确可以跨平台，程序完全不需修改，但GUI盛行以后，由于各GUI的Library都不一样且没有标准，所以GUI程序并没办法跨平台Compile，因为各平台都有专属的Library。但是C/C++优势就是执行速度快，若能解决GUI Library的问题，则跨平台即可解决。
除了GUI Library需要统一外，还得看该Library设计的好不好才行，Linux GUI我没写过就不说了，若在Windows平台，Borland的C++Builder使用Delphi的VCL Library，Microsoft的Visual C++可以用MFC和.NET Framework，首先来看Borland的C++Builder，它使用标准的ANSI C++语言开发，利用VCL写出来的程序也算蛮漂亮的，执行速度很快，比较麻烦的是C++Builder当初为了缩短上市时间，并没有设计自己的Library，而是藉用Delphi的Library，导致C++ Builder在Compile时，是先用Delphi的Compiler将VCLcompile成object file后，再用C++ Builder将你写的C++程序compile成objectfile，最后再用Linker将所有的object file link起来，由于这都是IDE在做，对程序设计师似乎影响不大，但VCL由于是Delphi的Library，所以若想深入研究VCL的sourcecode时，则必须学Delphi的Pascal才行，否则看不懂VCL source code，这也是很多人对C++Builder却步的原因。
再来看Microsoft的VisualC++，MFC用的是完整的ANSI C++语言，所以语言部分不是问题，但若你看过用MFC写的程序，你一定会惊讶为什么这么复杂，程序代码非常冗长不好看，且MFC是有名的难学，若 Visual C++搭配.NETFramrwork，则无法使用ANSI C++，得用其.NET平台版本的C++/CLI，相信这点很多人就有意见了，不过.NETFramework由于设计的不错，所以写出来的程序相当精简漂亮，感觉和C++ Builder差不多，不过无论是C++ Builder或VisualC++开发的GUI，所开发出来的程序都无法跨平台，当然也无法跨平台Compile。
（3） Java的特点
Java具有安全性、可移植性、多线程机制以及跨平台的良好特性，但是由于本人对Java语言不是很熟悉，所以此方案也予以否决。
（4） Qt的特点
Qt拥有一个单一的Library，让你开发各种不同平台的程序，目前支持Windows、Linux、Mac、UNIX、EmbeddedLinux，讲白话点，就是它提供了一个Library让你开发GUI程序，写好之后，只要在各平台重新Compile后，就可以在各平台执行，而且使用完整的ANSI C++语言，且不限Compiler，只要是C++的Compiler都可以，重要的是，该Library相当漂亮，写出来的程序很像C++ Builder或.NET Framework的那样精简，不会向MFC那样复杂。目前Qt已经到第四个版本，GUI部分算支持的相当完整，且支持数据库、XML、Multi-Thread、Socket等方面的programming。若以后台角度来说，无论后端是什么数据库，只要透过相同的Interface，不同数据库的Class来实做这个Interface，前端GUI的程序写法完全不用改变，同理，面对不同的OS，理论上只要透过相同的Interface，不同OS的Class各自实做这个Interface，前端GUI的程序也完全不用改变，最后只要靠Compiler将程序compile成各平台的原生程序即可，这样即可保证其执行速度，不用再靠Virtual Machine。但很可惜这个理想，这么多年来都没人可以做出来，或许是我孤陋寡闻吧。Qt无疑是GUI终极解决方案，有强力的ANSI C/C++语言背书，又有单一的GUI Library，且精简漂亮，又能Compile成各平台的原生执行档，几乎是最完美的解决方案了。
（5） 方案的选择
经过以上比较好，考虑到Qt的众多良好特性，尤其是其跨平台性，加上自己最近正在学习Qt，为了能够更进一步掌握Qt编程，因此决定使用Qt开发连连看游戏。
3 Qt关键技术的介绍
（1）可移植性：Qt是一个跨平台GUI工具箱，不仅适用于Unix，它同样适用于MSWindows。如果开发平台是MS Windows，可能选择的GUI工具箱为MicrosoftFoundationClasses（MFC），这样就会失去众多的 Unix用户。相反，如果开发平台是 Unix，可能选择其它工具箱，如Motif等，同样会失去众多的Windows用户。如果选择的GUI工具箱为Qt，则只要在不同的平台上简单的编译源代码，就可以使原程序在不同的平台上运行，从而解决丢失用户的问题。
Qt把在处理不同窗口系统时的潜在问题隐藏了起来。为使Qt使用方便，Qt包含了一系列类，这些类使开发人员避免了在文件处理、时间处理等方面存在的依赖操作系统方面的细节。
（2） 国际化：所谓国际化，通俗的讲，就是指在某国开发的软件可以方便的被其它国家的人使用。Qt为本地化应用提供完全的支持，所有用户界面文本都可以基于消息翻译表被翻译成各国语言。另外，Qt完全支持双字节16 bit国际字符标准。利用Qt开发跨平台的国际化软件是一个方便、增量的过程。在开发过程中，利用Qt的linguist界面工具就能方便的将开发的软件翻译成各国语言，从而实现软件的国际化。
（3） 面向对象：Qt是一个C++工具箱，它由几百个C++类构成。在程序设计中可以使用这些类，如果Qt没有提供真正适合需求的组件，则可以方便的修改现有的组件或者重新编写组件。Qt具有模块设计和注重软件构件或元素的可重用性的特点。一个组件不需要知道它的内容，而通过Qt特有的signal和slot机制与外界通信、交流。
使用Qt进行应用程序的开发，可以充分利用其面向对象和模块化的特征，从繁琐的编程中解脱出来,专注于应用程序本身的实现。
（4） 可用户化的外观：Qt支持主题，所以基于Qt的应用软件能在Motif外观、Windows外观，以及另一些用户化的外观之间互换，甚至改变运行时间。这些应用程序不管是在X Windows下还是在Microsoft Windows下都可以独立操作、运行。
（5） 独有的Signal Slot机制：Signal Slot机制是Qt最重要的特征。在MS Windows中，程序通过消息机制和事件循环来实现图形对象行为的触发和处理；在Qt中，程序在一个类中定义多个Signal和Slot，Signal就相当于“事件”，而Slot就相当于响应事件的“方法”。为了实现“事件驱动”，需要将一个类的Signal和另一个类的Slot连接起来(使用connect)。采用这种机制是一种安全可靠的方法，它允许回调。并支持对象之间在彼此不知道对方信息的情况下进行合作，这使Qt非常适合于真正的构件编程。
（6） 开发程序的方便性：Qt提供了一个可视化的开发工具Qt Designer,使用该工具就像在Windows中使用Visual C++那样可以直接向项目中添加各种组件，而不需要一步一步地编写代码，这个特点是其它非可视化编程工具望尘莫及的。Qt Designer中包含全面的联机帮助文档，包括超文本方式的Qt Manual，man帮助手册页和补充指南。这些帮助不论是对于初学者还是专业人士，都是非常方便的。
（7） 强大的功能：Qt的强大功能主要体现在以下几方面：拥有一套完整的组件，用户可以直接基于这些现成的组件开发出优秀的界面；拥有丰富的API函数,大概有250多个C++类；具有优越的绘画功能和2D/3D图形润色功能，Qt的绘画工具类Qpainter, 可以在任意一个绘画设备上润色图形，对于更高级的2D/3D图形可以结合使用OpenGL和Qt的组件，使用OpenGL就像用任意一个Qt组件一样方便，而且效果比纯粹使用OpenGL作2D/3D图形更好；支持XML。
（8）Qt类库大致可以分为三个部分：控件，框架和工具。
1）控件：控件部分包括环境控件，主窗口控件，标准对话框, 基本的GUI控件，扩展GUI控件，GUI组织控件，以及帮助系统控件。
环境控件为应用程序提供全局服务的类，包括系统设定、国际化等。例如Qtranslator, Qapplication。主窗口类为应用程序提供界面框架，可以在上面添加菜单、工具条等，为应用程序提供集装箱的功能，如QMainWindow。标准对话框类是为打开/关闭文件，选择颜色等预先设计的标准对话框，如QColorDialog, QFileDialog。基本控件包括所有的GUI控件，如按钮、组合框等，如QPushButton。扩展的控件包括树状视图、进度条等, 如QListView。GUI组织类负责对各种控件进行组织以构成复杂的对话框, 如QGroupBox。帮助系统控件是为应用程序提供在线帮助的类,QStatusBar,QtoolTip。
2）框架：框架部分包括的是一些抽象的类，通常不可见，如对象模型、抽象控件、绘图、拖放、控件外观。对象模型是框架的基础，如QObject。可见的控件一般从抽象控件派生，如QButton。绘图类控制绘图, 如QBrush。拖放类控制拖放操作，如QDragObject。控件外观类控制控件的外观如颜色、字体等。例如QColor。
3）工具：工具部分包括时间日期和链表树等数据结构,它们和GUI无关。普通工具包括链表、堆栈、队列、树等常见数据结构，如QArray。图形处理工具控制图像的编码/解码算法。如QImageIO。I/O控制工具处理I/O的一些类，如QFile。时间和日期工具类处理时间和日期,如Qdate, Qtime。另外还有其他杂类如Qsignal, QIconSet等。
（9） Qt对象通讯机制
对象间通讯是面向对象程序设计的一个极其重要的内容，类似于MicrosoftMFC的消息映射和事件循环，Qt的对象间通讯采用的是信号—槽(signal—slot)机制，信号就好像是事件，而槽则是响应事件的方法。如果需要实现对象间的通讯，只需要把一个对象的信号和另外一个对象的槽使用连接(connect)起来。
信号—槽机制说明：
Qt下对象间的通讯用信号—槽机制来实现。信号—槽机制是Qt的一个中心特征并且也是它与其它图形工具包的最不相同的部分。图2-1直观地表示了这种机制是如何工作的。
图2-1 信号与槽的连接原理图
在图形用户界面编程中，经常希望一个窗口部件的一个变化被通知给另一个窗口部件。更一般地，希望任何一类对象可以和其它对象进行通讯。例如，如果正在解析一个XML文件，当遇到一个新的标签时，也许要通知列表视图正在用来表达XML文件的结构。较老的工具包是使用一种被称作回调的通讯方式来实现同一目的。回调是指一个函数的指针，所以如果希望一个处理函数通知一些事件，可以把另一个函数(回调)的指针传递给处理函数，处理函数在适当的时候调用回调函数。回调有两个主要缺点：首先他们不是类型安全的，从来都不能确定处理函数使用了正确的参数来调用回调；其次回调和处理函数是非常强有力地联系在一起的，因为处理函数必须知道要调用哪个回调。
在Qt中有一种可以替代回调的技术：使用信号和槽。当一个特定事件发生的时候，一个信号被发射。Qt的窗口部件有很多预定义的信号，但是总是可以通过继承来加入自己定义的信号。槽就是一个可以被调用处理特定信号的函数。Qt的窗口部件有很多预定义的槽，通常也可以加入自己的槽，这样就可以处理感兴趣的信号了。
信号—槽机制是类型安全的：一个信号的签名必须与它的接收槽的签名相匹配。实际上一个槽的签名可以比它接收的信号的签名少，因为它可以忽略额外的签名。因为签名是一致的，编译器就可以帮助检测类型是否匹配。信号和槽是宽松地联系在一起的：一个发射信号的类不用知道哪个槽要接收这个信号。Qt的信号和槽的机制可以保证如果把一个信号和一个槽连接起来，槽会在正确的时间使用信号的参数而被调用。信号和槽可以使用任何数量、任何类型的参数。它们是完全类型安全的，不会再有回调核心转储。
从QObject类或者它的一个子类(比如QWidget类)继承的所有类都可以包含信号槽。当对象的状态发生改变的时候，信号被发送给其它对象，从而实现了该对象与其它对象的通信。对象在发射信号时，无须知道有没有槽接收它所发射的信号，而槽是正常的成员函数，一个槽不知道它是否被任何信号连接，这就是信息封装，这种封装确保了对象可以用作一个软件组件。此外，使用对象时也无须知道这种通讯机制的实现细节。在信号—槽机制实现的过程中，可以把许多信号和单一槽相连，也可以把一个信号和许多槽相连。把一个信号和另一个信号直接相连也是可以的。(这时，只要第一个信号被发射时，第二个信号立刻就被发射)。总体来看，信号和槽构成了一个强有力的组件编程机制。
