简介安卓拼图游戏完整项目源码包基于Android Studio开发面向计算机专业学生在期末大作业、课程设计或毕业设计阶段快速上手安卓游戏开发。项目曾作为大三课程设计并获得导师认可评审分数为九十九分代码完整可直接运行也适合零基础学习者对照练习。压缩包共收录七十九个文件总大小约十二兆其中八个Java源文件承担拼图游戏主逻辑十九个XML界面文件完成布局与资源配置另有工程构建脚本、APK成品安装包和多张效果截图方便直接安装体验或二次修改。目前已有103人学习下载。内含完整工程目录与说明文档从选关、拼图、难度选择到完成判定主要环节均有对应代码与截图展示可作为课程设计报告撰写和答辩演示的参考素材需要实战项目的读者既能快速运行验收也能在现有框架上扩展计时、计步或更换图片等玩法。1. 安卓开发课的期末大作业为什么拼图游戏是那个最稳的选题期末周前两周办公室里最常被问到的一句话是“Android大作业到底做什么好”。做过安卓开发课的人都知道桌面计算器太简陋记账本满大街稍微碰一下蓝牙、网络就掉进权限和线程的深坑里出不来。拼图游戏正好卡在一个舒服的位置玩法一眼能看懂主界面一个 GridView 就能撑起来图片切割和点击交换的代码量也够一份期末大作业的篇幅。但真正动手你才会发现最省事的“切九张图 随机打乱”里藏着一个多数教程不会提的坑——乱序数组不一定拼得回去。这篇笔记按一线工程习惯把拼图大作业拆成切割、打乱、交换、判胜四个模块给出 Java 实现和参数再把提交答辩前容易翻车的几个点提前排掉。适合正在做 Android Studio 期末作业、课程设计以及想挑一个不太卷的方向攒点安卓开发经验的人。2. 拆开拼图大作业的四个模块切割、打乱、交换、判胜2.1 图片切割为什么容易切出白边坐标、整除与 scaleType 的关系拼图的第一件事是把一张完整图片切成 N×N 份。Android 里切图的核心就一个方法Bitmap.createBitmap(src, x, y, width, height)。这里有个新手必踩的细节参数里的x是列偏移y是行偏移不是我们习惯的“先第几行再第几列”。你按“行优先”的直觉把 x 写成row * pieceSize切出来的图就是错位重排的拼起来全是花的。更隐蔽的问题是整除。GridView 的格子是正方形的但你的原始图片往往不是正方形而且宽高未必能被 N 整除。如果直接用src.getWidth() / n算切片尺寸除不尽的余数会让最后一列的图块宽一点点GridView 为了填满宽度会去做拉伸边缘就露出底色也就是你常看到的拼图白线。我一般会在切图之前先把图片处理成一个“能被 N 整除的正方形”代码长这样private Bitmap[] splitIntoPieces(Bitmap src, int n) { int side Math.min(src.getWidth(), src.getHeight()); int target side - (side % n); // 向下取整到能被 n 整除 Bitmap square Bitmap.createBitmap(src, 0, 0, target, target); Bitmap[] pieces new Bitmap[n * n]; int pieceSize target / n; for (int row 0; row n; row) { for (int col 0; col n; col) { // createBitmap 的 x 是列偏移y 是行偏移 pieces[row * n col] Bitmap.createBitmap( square, col * pieceSize, row * pieceSize, pieceSize, pieceSize); } } return pieces; }这段代码有两个值得记住的点。第一target side - side % n保证了每一块的尺寸严格相等后面 GridView 的stretchMode不管怎么设置都不会出现宽度差一两个像素的块。第二pieces的一维下标用row * n col来排这个顺序和后面判断胜利、交换位置用的是同一套坐标系不容易把自己绕晕。切好的图块怎么放进 GridView 也有讲究。item 里的 ImageView 我会设android:scaleTypefitXY让图块把格子填满同时把adjustViewBounds关掉。如果不这么做系统会按图片原始比例去缩放格子留白拼出来就不是一张完整的图。所有这些准备工作做好再谈打乱顺序别反。2.2 打乱数组的正确姿势无解状态与逆序数判断很多人的第一版代码是“把图块编号放进 List然后Collections.shuffle()一下”。这个做法在教学代码里非常常见但从评委或者验收角度它有一个致命问题随机打乱有大约一半的概率产生无解状态。所谓无解就是你玩到最后剩两块位置互换怎么绕都绕不回去。为什么会出现无解可以这样理解拼图每次移动只交换空白块和相邻块这个操作不会改变某个叫“逆序数奇偶性”的性质。逆序数就是数一数当前排列里有多少对编号是“前面的数比后面的数大”。随机打乱的排列有一半的逆序数奇偶性不对这些状态从数学上就永远走不回完成态。判断一个拼图是否可解常见做法是分两种情况奇数阶3×3、5×5只要逆序数是偶数就可解。偶数阶4×4、6×6逆序数加上空白块从底部数起的行号结果必须为奇数。对应到代码就是下面这个判断函数private boolean isSolvable(int[] tiles, int size) { int inversions 0; for (int i 0; i tiles.length; i) { for (int j i 1; j tiles.length; j) { // 0 代表空白块空白不参与逆序数计算 if (tiles[i] ! 0 tiles[j] ! 0 tiles[i] tiles[j]) { inversions; } } } if (size % 2 1) { return inversions % 2 0; } int blankRow 0; for (int i 0; i tiles.length; i) { if (tiles[i] 0) { blankRow i / size; // 空白块所在行0 为第一行 break; } } int blankRowFromBottom size - blankRow; // 从底部数1 开始 return (inversions blankRowFromBottom) % 2 1; }这里要特别说明blankRowFromBottom的计算。以 4×4 为例完成态空白块在右下角blankRow 3blankRowFromBottom 4 - 3 1逆序数 0两者和为 1是奇数可解。如果你在代码里用的是“从顶部数起的行号”那么这个判断会反过来所以最好加注释写清楚坐标系。另一个更省事的做法是不随机打乱而是从完成态出发用真实的“交换空白块和相邻块”操作走几百步。这样产生的状态一定可解完全绕开逆序数判断代码也更短private void shuffleSolvable(int[] tiles, int size, int steps) { Random random new Random(); int blank size * size - 1; // 初始空白在右下角 int[][] dirs {{-1,0},{1,0},{0,-1},{0,1}}; for (int s 0; s steps; s) { int dir random.nextInt(4); int nRow (blank / size) dirs[dir][0]; int nCol (blank % size) dirs[dir][1]; if (nRow 0 || nRow size || nCol 0 || nCol size) { s--; // 撞墙重新选方向 continue; } int target nRow * size nCol; int temp tiles[blank]; tiles[blank] tiles[target]; tiles[target] temp; blank target; } }两个方案我都用过。期末作业我会直接写第二种因为省去一段逆序数讲解代码量更少但如果你的评委喜欢追问原理建议把第一种也看懂答辩时能讲清楚“为什么 random shuffle 不行”反而是加分项。2.3 胜利判定用数组状态而不是像素比较最后需要判断玩家是否拼完。最蠢的做法是每一帧去比对屏幕上的像素或者让两张 bitmap 做equals这在 Android 里开销很大而且容易因为缩放产生误判。正确做法是维护一个一维int[] tiles数组下标代表位置值代表“第几号图块”0约定为空白。判断胜利就是检查这个数组是否严格有序private boolean checkWin(int[] tiles) { for (int i 0; i tiles.length - 1; i) { if (tiles[i] ! i 1) { return false; } } return tiles[tiles.length - 1] 0; }这个方案成立的前提是切图时给每个图块编号顺序按“从左到右、从上到下”。编号从 1 开始空白是 0。这个编号同时在打乱、交换、判胜三处使用一套数组贯穿全局。很多作业翻车是因为各模块各用各的数据结构UI 上换了一张图片数组没换判胜自然对不上。3. 在 Android Studio 里从零跑通拼图核心可直接照抄的 Java 与布局代码3.1 建工程的最小预案一个 Activity、两张布局、零第三方依赖先说一个选型建议期末大作业别上来就引 Glide、EventBus 这类框架除非你的评委会逐行问你“这行什么意思”。拼图这个规模零第三方依赖是最好维护的。新建工程时选 Empty Activity语言用 Java 而不是 Kotlin——不是 Kotlin 不好而是大多数课程的教材和评分标准还停在 Java你借鉴网上代码也最顺畅。工程里需要的文件其实就四个activity_main.xml放主界面item_puzzle.xml放单块拼图一个MainActivity.java写逻辑一张示例图片丢进drawable-nodpi。示例图我建议选色彩分区明显的照片比如风景或海报别用纯色渐变图——纯色会让相邻图块难以区分演示效果很吃亏。主布局用两个 TextView 显示计时和步数一个 GridView 放拼图一个“重新开始”按钮垂直排布LinearLayout xmlns:androidhttp://schemas.android.com/apk/res/android android:layout_widthmatch_parent android:layout_heightmatch_parent android:orientationvertical android:padding16dp LinearLayout android:layout_widthmatch_parent android:layout_heightwrap_content android:orientationhorizontal TextView android:idid/tv_step android:layout_width0dp android:layout_heightwrap_content android:layout_weight1 android:text步数0 / TextView android:idid/tv_time android:layout_width0dp android:layout_heightwrap_content android:layout_weight1 android:gravityend android:text时间0s / /LinearLayout GridView android:idid/grid_puzzle android:layout_widthmatch_parent android:layout_height0dp android:layout_weight1 android:horizontalSpacing0dp android:verticalSpacing0dp android:stretchModecolumnWidth / Button android:idid/btn_restart android:layout_widthmatch_parent android:layout_heightwrap_content android:text重新开始 / /LinearLayout注意 GridView 的两个间距都写成0dp这是避免白线的基础。stretchModecolumnWidth表示按列宽拉伸来填满宽度配合前面切图时算好的整除尺寸图块才能严丝合缝。item 布局只有一个 ImageViewImageView xmlns:androidhttp://schemas.android.com/apk/res/android android:idid/iv_piece android:layout_widthmatch_parent android:layout_heightmatch_parent android:scaleTypefitXY android:adjustViewBoundsfalse android:background#ECECEC /背景色设成浅灰是为了让空白块和正常图块区分开后面适配器里空白块直接不设图片灰色自然露出来。3.2 MainActivity 与适配器一套完整可运行的交换逻辑核心逻辑我按“数据驱动 UI”的方式来写适配器只负责把tiles[i]和pieces[value - 1]对应起来任何交换、打乱、判胜都操作数组然后调notifyDataSetChanged()刷新。先看适配器public class PuzzleAdapter extends BaseAdapter { private int[] tiles; private Bitmap[] pieces; private Context context; public PuzzleAdapter(Context context, int[] tiles, Bitmap[] pieces) { this.context context; this.tiles tiles; this.pieces pieces; } Override public int getCount() { return tiles.length; } Override public Object getItem(int position) { return tiles[position]; } Override public long getItemId(int position) { return position; } Override public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) { ImageView imageView; if (convertView null) { imageView new ImageView(context); imageView.setScaleType(ImageView.ScaleType.FIT_XY); imageView.setPadding(0, 0, 0, 0); } else { imageView (ImageView) convertView; } int value tiles[position]; if (value 0) { imageView.setImageBitmap(null); imageView.setBackgroundColor(Color.parseColor(#ECECEC)); } else { imageView.setImageBitmap(pieces[value - 1]); imageView.setBackgroundColor(Color.WHITE); } return imageView; } }注意pieces[value - 1]的索引换算图块编号从 1 开始而pieces数组下标从 0 开始所以编号 1 对应pieces[0]也就是原图左上角那一块。这个映射关系如果写反拼出来的图就是镜像或者错位的。接下来是 MainActivity 里最关键的点击交换逻辑。判断“能不能交换”的标准不是看点击的块是不是空白而是看点击位置和空白位置的曼哈顿距离是否为 1gridView.setOnItemClickListener(new AdapterView.OnItemClickListener() { Override public void onItemClick(AdapterView? parent, View view, int position, long id) { int blankIndex -1; for (int i 0; i tiles.length; i) { if (tiles[i] 0) { blankIndex i; break; } } int blankRow blankIndex / size; int blankCol blankIndex % size; int row position / size; int col position % size; // 曼哈顿距离为 1说明点击的是空白块的上下左右邻居 if (Math.abs(row - blankRow) Math.abs(col - blankCol) 1) { tiles[blankIndex] tiles[position]; tiles[position] 0; adapter.notifyDataSetChanged(); step; tvStep.setText(步数 step); if (checkWin(tiles)) { Toast.makeText(MainActivity.this, 拼图完成, Toast.LENGTH_LONG).show(); } } } });这段代码里有两个容易被忽略的点。第一position是 GridView 的一维下标必须通过position / size和position % size换算成行、列再和空白块做比较不能直接把两个下标相减。第二曼哈顿距离的写法比罗列“上、下、左、右”四种情况更不容易漏也更好读。交换就是数组里两个位置互换UI 层面只靠notifyDataSetChanged()全量刷新这个模式简单可靠对 3×3、4×4 这种数据量毫无压力。3.3 必调参数表难度、图块尺寸与刷新时机如果只听上面的逻辑你可能觉得参数差不多就这些了。但实际交作业时这些参数决定了演示是否顺畅我把常用值列在下面参数常用值说明游戏难度size3 × 3 / 4 × 43×3 太简单5×5 难度陡增期末演示建议 4×4初始化洗牌步数100 ~ 300步数太少拼起来太快太多开局就像乱码示例图片分辨率500 ~ 1000px超过 2000px 会明显增加内存占用和首次切图耗时GridView 间距0dp有间距就会有缝拼出来不是完整图ImageView scaleTypefitXY让图块填满格子避免留白notifyDataSetChanged 频率每次有效交换后只刷新一次不要在 getView 里做耗时操作size这个参数建议做成一个成员变量从“重新开始”按钮的点击事件里统一读取而不是写死在 GridView 的 XML 里。这样后面想扩展难度切换只改一个地方。3.4 洗牌、开始游戏的时机以及“为什么不用 LayoutAnimation”还有一个容易忽略的问题洗牌要在setAdapter之前完成。如果你先让 GridView 显示完成态的完整图片再洗牌刷新演示时观众会看到“完整图突然碎掉”的动画虽然不影响逻辑但观感很怪。常见的做法是在onCreate里按“切图 → 洗牌 → 建适配器 → setAdapter”的顺序一次性完成重新开始按钮也只是重新洗牌然后notifyDataSetChanged()。关于加入位移动画这件事我放在第 4 章讲那是加分项别在跑通之前就去搞。4. 从及格到高分计时计步、相册换图与切换动画的加分扩展4.1 计时与计步用 elapsedRealtime 而不是 System.currentTimeMillis拼图游戏天然适合记录“用时”和“步数”这两项数据一旦出现在界面上演示质感立刻不一样。计时有一个常见的坑System.currentTimeMillis()会受到用户手动改系统时间的影响虽然课堂上很少有人去改但作为代码习惯我会用SystemClock.elapsedRealtime()它计算的是系统开机以来的毫秒数不受时间调整影响。实现方案不复杂在点击第一块拼图时记录起始时间之后用一个 Handler 每秒刷新一次 TextViewprivate long startTime; private final Handler timerHandler new Handler(Looper.getMainLooper()); private final Runnable timerRunnable new Runnable() { Override public void run() { long elapsed (SystemClock.elapsedRealtime() - startTime) / 1000; tvTime.setText(时间 elapsed s); timerHandler.postDelayed(this, 1000); } }; // 在每次有效交换后调用第一次交换时启动计时 private void startTimerIfNeeded() { if (startTime 0) { startTime SystemClock.elapsedRealtime(); timerHandler.postDelayed(timerRunnable, 1000); } }注意计时在第一次点击时启动而不是进入页面就启动。否则玩家看一眼界面再开始玩时间记录就不公平了。步数更简单在交换成功的地方step并更新 TextView 即可。为了让“高分”名副其实我还会把历史最少步数存进SharedPreferences每次拼完就刷新纪录并 Toast 提示这样演示时你能说“这是目前最优纪录”评委一听就知道你有存档意识。4.2 从相册换图Uri、采样压缩与权限的三个麻烦点很多作业只提供一张内置图片评委如果想要“换一张自己照片试试”就会尴尬。所以加分扩展第二项是支持从相册选图。实现走系统相册接口不需要额外依赖private void openGallery() { Intent intent new Intent(Intent.ACTION_GET_CONTENT); intent.setType(image/*); startActivityForResult(intent, REQUEST_IMAGE); }拿到图片后最关键的步骤是采样压缩。相册里一张手机照片可能是 4000×3000直接解码成 Bitmap 大约要占 48MB 内存老一点的手机会直接OutOfMemoryError。所以要先读一遍边界计算采样率再真正解码private Bitmap decodeSampledBitmap(Uri uri, int reqWidth, int reqHeight) { BitmapFactory.Options options new BitmapFactory.Options(); options.inJustDecodeBounds true; try { BitmapFactory.decodeStream(getContentResolver().openInputStream(uri), null, options); } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } int sampleSize 1; while (options.outWidth / sampleSize reqWidth * 2 || options.outHeight / sampleSize reqHeight * 2) { sampleSize * 2; } options.inJustDecodeBounds false; options.inSampleSize sampleSize; try { return BitmapFactory.decodeStream( getContentResolver().openInputStream(uri), null, options); } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); return null; } }这里的reqWidth和reqHeight按屏幕尺寸来给就行比如1080。inSampleSize只支持 2 的幂所以用循环翻倍而不是直接算出目标值。拿到压缩后的 Bitmap 之后再走截成方块、切图的流程。权限方面如果只使用ACTION_GET_CONTENT大部分手机会自动走系统的文件选择器不需要你单独申请存储权限但如果你的工程需要用到READ_EXTERNAL_STORAGE记得在 Android 6 以上动态申请否则直接 crash。这块逻辑比较碎我建议先只在模拟器里调试再换真机避免权限弹窗和相册版本差异把问题混在一起。4.3 切换动画与空白块样式低成本高感知的观感提升动画是让“作业”看起来像“作品”的最快路径。拼图交换时给图块加一个位移动画观感提升非常明显而代码量很小。常见做法是给图片块设置适当的 translateprivate void animateMove(View view, int fromRow, int fromCol, int toRow, int toCol) { float dx (toCol - fromCol) * pieceWidth; float dy (toRow - fromRow) * pieceHeight; view.animate() .translationX(dx) .translationY(dy) .setDuration(150) .start(); }pieceWidth和pieceHeight可以取gridView.getColumnWidth()和 item 的高度。这个动画和数组交换配合时要注意一点先让数组逻辑完成再触发动画不要让用户在动画中途点击其他位置否则会出现第二次交换被上一次动画截断的鬼畜现象。最简单的方法是交换期间用一个布尔变量锁住点击150 毫秒后解锁。另外空白块的颜色从纯灰改成带个“松开”效果的小图标或者加一个边框也有帮助我用的是深灰色背景加白色描边视觉上简洁而且实现只需要设置 item 的 background。5. 拼图大作业的 5 个高频翻车点现象、原因与解决方案5.1 拼出来的图上有一条条发丝一样的白线现象图片拼合后整体画面被白色或浅色细线切成网格看起来不是一张完整的图。原因有两层一是切图时原图边长不能被 N 整除每块宽高有零点几像素的偏差二是 ImageView 在缩放时的边缘插值算法会在交界处露出底层背景色。多数教程只让你把 GridView 间距设成 0但像素偏差点没处理问题依旧。解决切图之前先做target side - side % n这一步保证每块像素尺寸严格相等同时把 ImageView 的scaleType设为fitXY。如果还有零星白线可以在切图时让每块多取相邻一像素比如创建图块时把宽高各加 1 来覆盖缝隙。注意不要手动调用recycle()回收旧图块因为getView复用 View 时可能仍引用着旧 Bitmap回收后再setImageBitmap会直接崩。5.2 选了一张大图做拼图应用直接闪退现象从相册选了一张几千万像素的照片切割还没开始应用就黑屏退出Logcat 里有OutOfMemoryError。原因BitmapFactory.decodeStream默认按原尺寸解码一张 1200 万像素的照片占用内存接近 48MB而早期 Android 虚拟机堆上限也就 64MB 左右系统来不及做任何提示就杀死进程。解决解码前用inJustDecodeBounds true读一次宽高算好inSampleSize再真正解码前面 4.2 节那段代码就是干这个的。这里还有一个血泪经验不要在onActivityResult里直接解码后立即recycle()掉旧图UI 可能在下一帧还在引用旧 Bitmap让 GC 自己处理或者在onDestroy里统一释放。5.3 拼到最后两块永远换不回来现象玩家把所有块都归位只剩两块位置互换来回绕就是拼不回正确顺序甚至以为是程序 bug重开一局还是一样。原因洗牌用了Collections.shuffle()产生了一个逆序数奇偶性不对的布局这在数学上无解和玩家操作无关。解决要么换成“从完成态出发做有限步合法交换”的洗牌方案要么在洗牌后调用isSolvable判断无解就重新洗。我建议直接采用前者代码已经在 2.2 节给出稳定且不需要额外解释。5.4 旋转屏幕后游戏进度全部清零现象玩到一半把手机横过来拼图回到刚洗牌的乱序步数和时间也归零。原因Android 默认在配置变更时销毁重建 Activityint[] tiles是内存中的普通字段重建后自然回到初始值。解决如果图省事在AndroidManifest.xml里给 Activity 加android:configChangesorientation|screenSize这样旋转时 Activity 不会重建如果想体现工程素养就在onSaveInstanceState里保存tiles数组、步数、时长和当前图片 Uri在onRestoreInstanceState还原。答辩时如果老师问“为什么这样处理”用后一种方案的回答更有底气它说明你理解了 Activity 生命周期。5.5 导入别人的工程Gradle 同步永远失败现象同学发来一个拼图工程自己 Android Studio 打开后一直卡在 Gradle sync或者报 “Failed to resolve” 之类的错误。原因对方工程用的 Gradle 插件版本、SDK 版本和你本地的对不上而国内网络环境下载 Gradle 依赖本身就慢等几分钟失败一次又重来非常消耗耐心。解决不要直接改对方的 build.gradle更不要为了兼容去重装旧版本 Android Studio。最稳的路径是用自己本机能正常编译的空工程作为载体只把对方的 Java 类、布局文件和资源图片复制过来build.gradle一个字母都不要动。这个技巧在作业互传、学长学姐给源码的时候能帮你避开大量时间浪费比网上搜教程装新版本靠谱得多。6. 答辩前用这 4 个检查点验收可解性入口、工程结构、演示路径与打包习惯距离交作业还有半天的时候别急着加功能按下面这四件事过一遍能挡住大部分现场翻车。第一把洗牌的可解性逻辑留一个显眼的入口。我在MainActivity里保留了一个 “Debug 模式”开关开启后洗牌 100 次每次洗牌后调isSolvable验证结果为 false 就替换成已知可解序列。这样做的价值在于答辩现场一旦出现“怎么拼都差一块”的尴尬你可以当场复现并展示检查函数向评委说明“这个局面我已经验证过可解性了”直接把 bug 变成知识点。第二工程结构要能经得起评委打开源码看。最简单的组织方式是把切图、打乱、判胜放进一个独立的PuzzleGame类MainActivity只负责绑定控件和转发事件。评委翻代码时看到包结构里有一个逻辑类和一个 UI 类比全塞在 Activity 里显然更像正规项目。记得给类名和关键方法写一行注释不要写长段废话说清楚“这个方法是判断逆序数可解性”就够了。第三演示路径提前定好不要现场现想。我的固定顺序是先 3×3 快速玩通一局展示计时和步数再换成相册里自己的照片玩 4×4顺便展示换图和采样压缩最后点“重新开始”并把手机横过来一次证明旋转后状态还在。走完这三步大部分老师对项目的完整度已经认可。需要强调的是运动会话演示环节不要用 Android Studio 现场运行教室网络下载 Gradle 依赖的时间够老师看完三个人的作业提前把 debug APK 打包装进自己手机入口在菜单 Build → Build Bundle(s)/APK → Build APK。第四留意 app id 和包名。默认新建工程的applicationId是com.example.xxx很多人提交前随手改包名结果资源文件和清单里的主题引用对不上编译报一堆错。大作业的工程命名和包名保持一致applicationId不要乱动最安全。按这套流程做过三届课程设计我看到的大部分拼图作业死因其实都不是算法难而是败在“随机洗牌没做可解性”“相册大图没压缩”“现场演示才想起没打包”这三件事上。把这些坑提前填平你的拼图大作业已经不只是能交差的水准而是可以放进作品集里写一句“独立实现拼图算法与状态管理”的程度。希望这篇笔记能帮你把期末的这一关顺利走过去动手把工程跑起来比收藏任何一份源码都有用。本文还有配套的精品资源点击获取
简介安卓拼图游戏完整项目源码包基于Android Studio开发面向计算机专业学生在期末大作业、课程设计或毕业设计阶段快速上手安卓游戏开发。项目曾作为大三课程设计并获得导师认可评审分数为九十九分代码完整可直接运行也适合零基础学习者对照练习。压缩包共收录七十九个文件总大小约十二兆其中八个Java源文件承担拼图游戏主逻辑十九个XML界面文件完成布局与资源配置另有工程构建脚本、APK成品安装包和多张效果截图方便直接安装体验或二次修改。目前已有103人学习下载。内含完整工程目录与说明文档从选关、拼图、难度选择到完成判定主要环节均有对应代码与截图展示可作为课程设计报告撰写和答辩演示的参考素材需要实战项目的读者既能快速运行验收也能在现有框架上扩展计时、计步或更换图片等玩法。1. 安卓开发课的期末大作业为什么拼图游戏是那个最稳的选题期末周前两周办公室里最常被问到的一句话是“Android大作业到底做什么好”。做过安卓开发课的人都知道桌面计算器太简陋记账本满大街稍微碰一下蓝牙、网络就掉进权限和线程的深坑里出不来。拼图游戏正好卡在一个舒服的位置玩法一眼能看懂主界面一个 GridView 就能撑起来图片切割和点击交换的代码量也够一份期末大作业的篇幅。但真正动手你才会发现最省事的“切九张图 随机打乱”里藏着一个多数教程不会提的坑——乱序数组不一定拼得回去。这篇笔记按一线工程习惯把拼图大作业拆成切割、打乱、交换、判胜四个模块给出 Java 实现和参数再把提交答辩前容易翻车的几个点提前排掉。适合正在做 Android Studio 期末作业、课程设计以及想挑一个不太卷的方向攒点安卓开发经验的人。2. 拆开拼图大作业的四个模块切割、打乱、交换、判胜2.1 图片切割为什么容易切出白边坐标、整除与 scaleType 的关系拼图的第一件事是把一张完整图片切成 N×N 份。Android 里切图的核心就一个方法Bitmap.createBitmap(src, x, y, width, height)。这里有个新手必踩的细节参数里的x是列偏移y是行偏移不是我们习惯的“先第几行再第几列”。你按“行优先”的直觉把 x 写成row * pieceSize切出来的图就是错位重排的拼起来全是花的。更隐蔽的问题是整除。GridView 的格子是正方形的但你的原始图片往往不是正方形而且宽高未必能被 N 整除。如果直接用src.getWidth() / n算切片尺寸除不尽的余数会让最后一列的图块宽一点点GridView 为了填满宽度会去做拉伸边缘就露出底色也就是你常看到的拼图白线。我一般会在切图之前先把图片处理成一个“能被 N 整除的正方形”代码长这样private Bitmap[] splitIntoPieces(Bitmap src, int n) { int side Math.min(src.getWidth(), src.getHeight()); int target side - (side % n); // 向下取整到能被 n 整除 Bitmap square Bitmap.createBitmap(src, 0, 0, target, target); Bitmap[] pieces new Bitmap[n * n]; int pieceSize target / n; for (int row 0; row n; row) { for (int col 0; col n; col) { // createBitmap 的 x 是列偏移y 是行偏移 pieces[row * n col] Bitmap.createBitmap( square, col * pieceSize, row * pieceSize, pieceSize, pieceSize); } } return pieces; }这段代码有两个值得记住的点。第一target side - side % n保证了每一块的尺寸严格相等后面 GridView 的stretchMode不管怎么设置都不会出现宽度差一两个像素的块。第二pieces的一维下标用row * n col来排这个顺序和后面判断胜利、交换位置用的是同一套坐标系不容易把自己绕晕。切好的图块怎么放进 GridView 也有讲究。item 里的 ImageView 我会设android:scaleTypefitXY让图块把格子填满同时把adjustViewBounds关掉。如果不这么做系统会按图片原始比例去缩放格子留白拼出来就不是一张完整的图。所有这些准备工作做好再谈打乱顺序别反。2.2 打乱数组的正确姿势无解状态与逆序数判断很多人的第一版代码是“把图块编号放进 List然后Collections.shuffle()一下”。这个做法在教学代码里非常常见但从评委或者验收角度它有一个致命问题随机打乱有大约一半的概率产生无解状态。所谓无解就是你玩到最后剩两块位置互换怎么绕都绕不回去。为什么会出现无解可以这样理解拼图每次移动只交换空白块和相邻块这个操作不会改变某个叫“逆序数奇偶性”的性质。逆序数就是数一数当前排列里有多少对编号是“前面的数比后面的数大”。随机打乱的排列有一半的逆序数奇偶性不对这些状态从数学上就永远走不回完成态。判断一个拼图是否可解常见做法是分两种情况奇数阶3×3、5×5只要逆序数是偶数就可解。偶数阶4×4、6×6逆序数加上空白块从底部数起的行号结果必须为奇数。对应到代码就是下面这个判断函数private boolean isSolvable(int[] tiles, int size) { int inversions 0; for (int i 0; i tiles.length; i) { for (int j i 1; j tiles.length; j) { // 0 代表空白块空白不参与逆序数计算 if (tiles[i] ! 0 tiles[j] ! 0 tiles[i] tiles[j]) { inversions; } } } if (size % 2 1) { return inversions % 2 0; } int blankRow 0; for (int i 0; i tiles.length; i) { if (tiles[i] 0) { blankRow i / size; // 空白块所在行0 为第一行 break; } } int blankRowFromBottom size - blankRow; // 从底部数1 开始 return (inversions blankRowFromBottom) % 2 1; }这里要特别说明blankRowFromBottom的计算。以 4×4 为例完成态空白块在右下角blankRow 3blankRowFromBottom 4 - 3 1逆序数 0两者和为 1是奇数可解。如果你在代码里用的是“从顶部数起的行号”那么这个判断会反过来所以最好加注释写清楚坐标系。另一个更省事的做法是不随机打乱而是从完成态出发用真实的“交换空白块和相邻块”操作走几百步。这样产生的状态一定可解完全绕开逆序数判断代码也更短private void shuffleSolvable(int[] tiles, int size, int steps) { Random random new Random(); int blank size * size - 1; // 初始空白在右下角 int[][] dirs {{-1,0},{1,0},{0,-1},{0,1}}; for (int s 0; s steps; s) { int dir random.nextInt(4); int nRow (blank / size) dirs[dir][0]; int nCol (blank % size) dirs[dir][1]; if (nRow 0 || nRow size || nCol 0 || nCol size) { s--; // 撞墙重新选方向 continue; } int target nRow * size nCol; int temp tiles[blank]; tiles[blank] tiles[target]; tiles[target] temp; blank target; } }两个方案我都用过。期末作业我会直接写第二种因为省去一段逆序数讲解代码量更少但如果你的评委喜欢追问原理建议把第一种也看懂答辩时能讲清楚“为什么 random shuffle 不行”反而是加分项。2.3 胜利判定用数组状态而不是像素比较最后需要判断玩家是否拼完。最蠢的做法是每一帧去比对屏幕上的像素或者让两张 bitmap 做equals这在 Android 里开销很大而且容易因为缩放产生误判。正确做法是维护一个一维int[] tiles数组下标代表位置值代表“第几号图块”0约定为空白。判断胜利就是检查这个数组是否严格有序private boolean checkWin(int[] tiles) { for (int i 0; i tiles.length - 1; i) { if (tiles[i] ! i 1) { return false; } } return tiles[tiles.length - 1] 0; }这个方案成立的前提是切图时给每个图块编号顺序按“从左到右、从上到下”。编号从 1 开始空白是 0。这个编号同时在打乱、交换、判胜三处使用一套数组贯穿全局。很多作业翻车是因为各模块各用各的数据结构UI 上换了一张图片数组没换判胜自然对不上。3. 在 Android Studio 里从零跑通拼图核心可直接照抄的 Java 与布局代码3.1 建工程的最小预案一个 Activity、两张布局、零第三方依赖先说一个选型建议期末大作业别上来就引 Glide、EventBus 这类框架除非你的评委会逐行问你“这行什么意思”。拼图这个规模零第三方依赖是最好维护的。新建工程时选 Empty Activity语言用 Java 而不是 Kotlin——不是 Kotlin 不好而是大多数课程的教材和评分标准还停在 Java你借鉴网上代码也最顺畅。工程里需要的文件其实就四个activity_main.xml放主界面item_puzzle.xml放单块拼图一个MainActivity.java写逻辑一张示例图片丢进drawable-nodpi。示例图我建议选色彩分区明显的照片比如风景或海报别用纯色渐变图——纯色会让相邻图块难以区分演示效果很吃亏。主布局用两个 TextView 显示计时和步数一个 GridView 放拼图一个“重新开始”按钮垂直排布LinearLayout xmlns:androidhttp://schemas.android.com/apk/res/android android:layout_widthmatch_parent android:layout_heightmatch_parent android:orientationvertical android:padding16dp LinearLayout android:layout_widthmatch_parent android:layout_heightwrap_content android:orientationhorizontal TextView android:idid/tv_step android:layout_width0dp android:layout_heightwrap_content android:layout_weight1 android:text步数0 / TextView android:idid/tv_time android:layout_width0dp android:layout_heightwrap_content android:layout_weight1 android:gravityend android:text时间0s / /LinearLayout GridView android:idid/grid_puzzle android:layout_widthmatch_parent android:layout_height0dp android:layout_weight1 android:horizontalSpacing0dp android:verticalSpacing0dp android:stretchModecolumnWidth / Button android:idid/btn_restart android:layout_widthmatch_parent android:layout_heightwrap_content android:text重新开始 / /LinearLayout注意 GridView 的两个间距都写成0dp这是避免白线的基础。stretchModecolumnWidth表示按列宽拉伸来填满宽度配合前面切图时算好的整除尺寸图块才能严丝合缝。item 布局只有一个 ImageViewImageView xmlns:androidhttp://schemas.android.com/apk/res/android android:idid/iv_piece android:layout_widthmatch_parent android:layout_heightmatch_parent android:scaleTypefitXY android:adjustViewBoundsfalse android:background#ECECEC /背景色设成浅灰是为了让空白块和正常图块区分开后面适配器里空白块直接不设图片灰色自然露出来。3.2 MainActivity 与适配器一套完整可运行的交换逻辑核心逻辑我按“数据驱动 UI”的方式来写适配器只负责把tiles[i]和pieces[value - 1]对应起来任何交换、打乱、判胜都操作数组然后调notifyDataSetChanged()刷新。先看适配器public class PuzzleAdapter extends BaseAdapter { private int[] tiles; private Bitmap[] pieces; private Context context; public PuzzleAdapter(Context context, int[] tiles, Bitmap[] pieces) { this.context context; this.tiles tiles; this.pieces pieces; } Override public int getCount() { return tiles.length; } Override public Object getItem(int position) { return tiles[position]; } Override public long getItemId(int position) { return position; } Override public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) { ImageView imageView; if (convertView null) { imageView new ImageView(context); imageView.setScaleType(ImageView.ScaleType.FIT_XY); imageView.setPadding(0, 0, 0, 0); } else { imageView (ImageView) convertView; } int value tiles[position]; if (value 0) { imageView.setImageBitmap(null); imageView.setBackgroundColor(Color.parseColor(#ECECEC)); } else { imageView.setImageBitmap(pieces[value - 1]); imageView.setBackgroundColor(Color.WHITE); } return imageView; } }注意pieces[value - 1]的索引换算图块编号从 1 开始而pieces数组下标从 0 开始所以编号 1 对应pieces[0]也就是原图左上角那一块。这个映射关系如果写反拼出来的图就是镜像或者错位的。接下来是 MainActivity 里最关键的点击交换逻辑。判断“能不能交换”的标准不是看点击的块是不是空白而是看点击位置和空白位置的曼哈顿距离是否为 1gridView.setOnItemClickListener(new AdapterView.OnItemClickListener() { Override public void onItemClick(AdapterView? parent, View view, int position, long id) { int blankIndex -1; for (int i 0; i tiles.length; i) { if (tiles[i] 0) { blankIndex i; break; } } int blankRow blankIndex / size; int blankCol blankIndex % size; int row position / size; int col position % size; // 曼哈顿距离为 1说明点击的是空白块的上下左右邻居 if (Math.abs(row - blankRow) Math.abs(col - blankCol) 1) { tiles[blankIndex] tiles[position]; tiles[position] 0; adapter.notifyDataSetChanged(); step; tvStep.setText(步数 step); if (checkWin(tiles)) { Toast.makeText(MainActivity.this, 拼图完成, Toast.LENGTH_LONG).show(); } } } });这段代码里有两个容易被忽略的点。第一position是 GridView 的一维下标必须通过position / size和position % size换算成行、列再和空白块做比较不能直接把两个下标相减。第二曼哈顿距离的写法比罗列“上、下、左、右”四种情况更不容易漏也更好读。交换就是数组里两个位置互换UI 层面只靠notifyDataSetChanged()全量刷新这个模式简单可靠对 3×3、4×4 这种数据量毫无压力。3.3 必调参数表难度、图块尺寸与刷新时机如果只听上面的逻辑你可能觉得参数差不多就这些了。但实际交作业时这些参数决定了演示是否顺畅我把常用值列在下面参数常用值说明游戏难度size3 × 3 / 4 × 43×3 太简单5×5 难度陡增期末演示建议 4×4初始化洗牌步数100 ~ 300步数太少拼起来太快太多开局就像乱码示例图片分辨率500 ~ 1000px超过 2000px 会明显增加内存占用和首次切图耗时GridView 间距0dp有间距就会有缝拼出来不是完整图ImageView scaleTypefitXY让图块填满格子避免留白notifyDataSetChanged 频率每次有效交换后只刷新一次不要在 getView 里做耗时操作size这个参数建议做成一个成员变量从“重新开始”按钮的点击事件里统一读取而不是写死在 GridView 的 XML 里。这样后面想扩展难度切换只改一个地方。3.4 洗牌、开始游戏的时机以及“为什么不用 LayoutAnimation”还有一个容易忽略的问题洗牌要在setAdapter之前完成。如果你先让 GridView 显示完成态的完整图片再洗牌刷新演示时观众会看到“完整图突然碎掉”的动画虽然不影响逻辑但观感很怪。常见的做法是在onCreate里按“切图 → 洗牌 → 建适配器 → setAdapter”的顺序一次性完成重新开始按钮也只是重新洗牌然后notifyDataSetChanged()。关于加入位移动画这件事我放在第 4 章讲那是加分项别在跑通之前就去搞。4. 从及格到高分计时计步、相册换图与切换动画的加分扩展4.1 计时与计步用 elapsedRealtime 而不是 System.currentTimeMillis拼图游戏天然适合记录“用时”和“步数”这两项数据一旦出现在界面上演示质感立刻不一样。计时有一个常见的坑System.currentTimeMillis()会受到用户手动改系统时间的影响虽然课堂上很少有人去改但作为代码习惯我会用SystemClock.elapsedRealtime()它计算的是系统开机以来的毫秒数不受时间调整影响。实现方案不复杂在点击第一块拼图时记录起始时间之后用一个 Handler 每秒刷新一次 TextViewprivate long startTime; private final Handler timerHandler new Handler(Looper.getMainLooper()); private final Runnable timerRunnable new Runnable() { Override public void run() { long elapsed (SystemClock.elapsedRealtime() - startTime) / 1000; tvTime.setText(时间 elapsed s); timerHandler.postDelayed(this, 1000); } }; // 在每次有效交换后调用第一次交换时启动计时 private void startTimerIfNeeded() { if (startTime 0) { startTime SystemClock.elapsedRealtime(); timerHandler.postDelayed(timerRunnable, 1000); } }注意计时在第一次点击时启动而不是进入页面就启动。否则玩家看一眼界面再开始玩时间记录就不公平了。步数更简单在交换成功的地方step并更新 TextView 即可。为了让“高分”名副其实我还会把历史最少步数存进SharedPreferences每次拼完就刷新纪录并 Toast 提示这样演示时你能说“这是目前最优纪录”评委一听就知道你有存档意识。4.2 从相册换图Uri、采样压缩与权限的三个麻烦点很多作业只提供一张内置图片评委如果想要“换一张自己照片试试”就会尴尬。所以加分扩展第二项是支持从相册选图。实现走系统相册接口不需要额外依赖private void openGallery() { Intent intent new Intent(Intent.ACTION_GET_CONTENT); intent.setType(image/*); startActivityForResult(intent, REQUEST_IMAGE); }拿到图片后最关键的步骤是采样压缩。相册里一张手机照片可能是 4000×3000直接解码成 Bitmap 大约要占 48MB 内存老一点的手机会直接OutOfMemoryError。所以要先读一遍边界计算采样率再真正解码private Bitmap decodeSampledBitmap(Uri uri, int reqWidth, int reqHeight) { BitmapFactory.Options options new BitmapFactory.Options(); options.inJustDecodeBounds true; try { BitmapFactory.decodeStream(getContentResolver().openInputStream(uri), null, options); } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } int sampleSize 1; while (options.outWidth / sampleSize reqWidth * 2 || options.outHeight / sampleSize reqHeight * 2) { sampleSize * 2; } options.inJustDecodeBounds false; options.inSampleSize sampleSize; try { return BitmapFactory.decodeStream( getContentResolver().openInputStream(uri), null, options); } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); return null; } }这里的reqWidth和reqHeight按屏幕尺寸来给就行比如1080。inSampleSize只支持 2 的幂所以用循环翻倍而不是直接算出目标值。拿到压缩后的 Bitmap 之后再走截成方块、切图的流程。权限方面如果只使用ACTION_GET_CONTENT大部分手机会自动走系统的文件选择器不需要你单独申请存储权限但如果你的工程需要用到READ_EXTERNAL_STORAGE记得在 Android 6 以上动态申请否则直接 crash。这块逻辑比较碎我建议先只在模拟器里调试再换真机避免权限弹窗和相册版本差异把问题混在一起。4.3 切换动画与空白块样式低成本高感知的观感提升动画是让“作业”看起来像“作品”的最快路径。拼图交换时给图块加一个位移动画观感提升非常明显而代码量很小。常见做法是给图片块设置适当的 translateprivate void animateMove(View view, int fromRow, int fromCol, int toRow, int toCol) { float dx (toCol - fromCol) * pieceWidth; float dy (toRow - fromRow) * pieceHeight; view.animate() .translationX(dx) .translationY(dy) .setDuration(150) .start(); }pieceWidth和pieceHeight可以取gridView.getColumnWidth()和 item 的高度。这个动画和数组交换配合时要注意一点先让数组逻辑完成再触发动画不要让用户在动画中途点击其他位置否则会出现第二次交换被上一次动画截断的鬼畜现象。最简单的方法是交换期间用一个布尔变量锁住点击150 毫秒后解锁。另外空白块的颜色从纯灰改成带个“松开”效果的小图标或者加一个边框也有帮助我用的是深灰色背景加白色描边视觉上简洁而且实现只需要设置 item 的 background。5. 拼图大作业的 5 个高频翻车点现象、原因与解决方案5.1 拼出来的图上有一条条发丝一样的白线现象图片拼合后整体画面被白色或浅色细线切成网格看起来不是一张完整的图。原因有两层一是切图时原图边长不能被 N 整除每块宽高有零点几像素的偏差二是 ImageView 在缩放时的边缘插值算法会在交界处露出底层背景色。多数教程只让你把 GridView 间距设成 0但像素偏差点没处理问题依旧。解决切图之前先做target side - side % n这一步保证每块像素尺寸严格相等同时把 ImageView 的scaleType设为fitXY。如果还有零星白线可以在切图时让每块多取相邻一像素比如创建图块时把宽高各加 1 来覆盖缝隙。注意不要手动调用recycle()回收旧图块因为getView复用 View 时可能仍引用着旧 Bitmap回收后再setImageBitmap会直接崩。5.2 选了一张大图做拼图应用直接闪退现象从相册选了一张几千万像素的照片切割还没开始应用就黑屏退出Logcat 里有OutOfMemoryError。原因BitmapFactory.decodeStream默认按原尺寸解码一张 1200 万像素的照片占用内存接近 48MB而早期 Android 虚拟机堆上限也就 64MB 左右系统来不及做任何提示就杀死进程。解决解码前用inJustDecodeBounds true读一次宽高算好inSampleSize再真正解码前面 4.2 节那段代码就是干这个的。这里还有一个血泪经验不要在onActivityResult里直接解码后立即recycle()掉旧图UI 可能在下一帧还在引用旧 Bitmap让 GC 自己处理或者在onDestroy里统一释放。5.3 拼到最后两块永远换不回来现象玩家把所有块都归位只剩两块位置互换来回绕就是拼不回正确顺序甚至以为是程序 bug重开一局还是一样。原因洗牌用了Collections.shuffle()产生了一个逆序数奇偶性不对的布局这在数学上无解和玩家操作无关。解决要么换成“从完成态出发做有限步合法交换”的洗牌方案要么在洗牌后调用isSolvable判断无解就重新洗。我建议直接采用前者代码已经在 2.2 节给出稳定且不需要额外解释。5.4 旋转屏幕后游戏进度全部清零现象玩到一半把手机横过来拼图回到刚洗牌的乱序步数和时间也归零。原因Android 默认在配置变更时销毁重建 Activityint[] tiles是内存中的普通字段重建后自然回到初始值。解决如果图省事在AndroidManifest.xml里给 Activity 加android:configChangesorientation|screenSize这样旋转时 Activity 不会重建如果想体现工程素养就在onSaveInstanceState里保存tiles数组、步数、时长和当前图片 Uri在onRestoreInstanceState还原。答辩时如果老师问“为什么这样处理”用后一种方案的回答更有底气它说明你理解了 Activity 生命周期。5.5 导入别人的工程Gradle 同步永远失败现象同学发来一个拼图工程自己 Android Studio 打开后一直卡在 Gradle sync或者报 “Failed to resolve” 之类的错误。原因对方工程用的 Gradle 插件版本、SDK 版本和你本地的对不上而国内网络环境下载 Gradle 依赖本身就慢等几分钟失败一次又重来非常消耗耐心。解决不要直接改对方的 build.gradle更不要为了兼容去重装旧版本 Android Studio。最稳的路径是用自己本机能正常编译的空工程作为载体只把对方的 Java 类、布局文件和资源图片复制过来build.gradle一个字母都不要动。这个技巧在作业互传、学长学姐给源码的时候能帮你避开大量时间浪费比网上搜教程装新版本靠谱得多。6. 答辩前用这 4 个检查点验收可解性入口、工程结构、演示路径与打包习惯距离交作业还有半天的时候别急着加功能按下面这四件事过一遍能挡住大部分现场翻车。第一把洗牌的可解性逻辑留一个显眼的入口。我在MainActivity里保留了一个 “Debug 模式”开关开启后洗牌 100 次每次洗牌后调isSolvable验证结果为 false 就替换成已知可解序列。这样做的价值在于答辩现场一旦出现“怎么拼都差一块”的尴尬你可以当场复现并展示检查函数向评委说明“这个局面我已经验证过可解性了”直接把 bug 变成知识点。第二工程结构要能经得起评委打开源码看。最简单的组织方式是把切图、打乱、判胜放进一个独立的PuzzleGame类MainActivity只负责绑定控件和转发事件。评委翻代码时看到包结构里有一个逻辑类和一个 UI 类比全塞在 Activity 里显然更像正规项目。记得给类名和关键方法写一行注释不要写长段废话说清楚“这个方法是判断逆序数可解性”就够了。第三演示路径提前定好不要现场现想。我的固定顺序是先 3×3 快速玩通一局展示计时和步数再换成相册里自己的照片玩 4×4顺便展示换图和采样压缩最后点“重新开始”并把手机横过来一次证明旋转后状态还在。走完这三步大部分老师对项目的完整度已经认可。需要强调的是运动会话演示环节不要用 Android Studio 现场运行教室网络下载 Gradle 依赖的时间够老师看完三个人的作业提前把 debug APK 打包装进自己手机入口在菜单 Build → Build Bundle(s)/APK → Build APK。第四留意 app id 和包名。默认新建工程的applicationId是com.example.xxx很多人提交前随手改包名结果资源文件和清单里的主题引用对不上编译报一堆错。大作业的工程命名和包名保持一致applicationId不要乱动最安全。按这套流程做过三届课程设计我看到的大部分拼图作业死因其实都不是算法难而是败在“随机洗牌没做可解性”“相册大图没压缩”“现场演示才想起没打包”这三件事上。把这些坑提前填平你的拼图大作业已经不只是能交差的水准而是可以放进作品集里写一句“独立实现拼图算法与状态管理”的程度。希望这篇笔记能帮你把期末的这一关顺利走过去动手把工程跑起来比收藏任何一份源码都有用。本文还有配套的精品资源点击获取
