Javakicker.de. Julian Branahl Sebastian Budde Jan Budke Michael Heinrich Stefan Kiskemper Daniel Lampe Jonas Wehmeyer

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1 2012 Javakicker.de Julian Branahl Sebastian Budde Jan Budke Michael Heinrich Stefan Kiskemper Daniel Lampe Jonas Wehmeyer FH Bielefeld IFM 4. Semester

2 JavaKicker Programmieranleitung 1. Programmieranleitung: Spieler und Spielstrategien Die Basisklasse zum Ausbauen Ein erster eigener Spieler Ein paar Beispiele Mögliche Spielaktionen move(<richtung>) run(<richtung>) dribble(<richtung>) pass(<richtung>) nothing() Zustandsabfragen Wo ist der Ball? ballaround() getballpos(), getballxpos(), getballypos() selfballaround() Kann ich ein Tor schießen? canscoregoal() Wo sind die anderen Spieler? getmypos(),getmyxpos() und getmyypos() findrobots() getrobotclassname() nextrobotaround(), nextownrobotaround() und nextotherrobotaround() Sich umschauen int looktorel() und int looktorel() Kann ich einen Pass spielen? ispasspossible() isselfpasspossible() Sonstige Infos Spielregeln Spielzeit: Tore: Fouls: Aufstellung: How-To: Einen eigenen Spieler erstellen TestPlayer.java ein Beispiel für einen JavaKicker FH-Bielefeld IFM 4. Semester Javakicker.de 2

3 4. Die Teamaufstellung Eine lineup.xml erstellen Wie muss die Ordnerstruktur aussehen? Ein Spiel starten FH-Bielefeld IFM 4. Semester Javakicker.de 3

4 1. Programmieranleitung: Spieler und Spielstrategien Jeder Fußballspieler wird durch eine Java-Klasse definiert. Mehrere Spieler einer Mannschaft können Instanzen derselben Klasse sein. Es ist aber auch möglich und sinnvoll für verschiedene Spieler verschiedene Klassen vorzusehen (z.b. Abwehrspieler, Stürmer, etc.). 1.1 Die Basisklasse zum Ausbauen Das folgende kleine Java Programm genügt, um einen Spieler zu implementieren, der nur herumsteht und sonst nichts tut: import de.javakicker.player; import de.javakicker.socceraction; public class BasicPlayer extends Player public BasicPlayer() super(); public SoccerAction makemove() return SoccerAction.nothing(); Die Bestandteile des Programms sind schnell aufgezählt. Mit "de.javakicker.player wird die abstrakte Player Klasse geladen und mit de.javakicker.socceraction werden alle zur Verfügung stehenden Aktionen, die die Spieler durchführen können zugänglich gemacht. Der Konstruktor "public BasicPlayer()" ruft lediglich den Konstruktor der Oberklasse Player auf. Es ist möglich - aber nicht nötig - den Konstruktor zu erweitern. Die eigentliche Aktivität des Spielers wird in der Methode "public SoccerAction makemove()" definiert. Diese Methode wird vom Spielprogramm regelmäßig aufgerufen. Jeder Spieler kommt so reihum einmal dran, bevor die Runde/Minute mit dem nächsten Spielzug wieder von vorne beginnt. Bei jedem Aufruf kann die Methode dann eine Aktion (vom Typ SoccerAction) zurückgeben. Die zur Verfügung stehenden Aktionen werden weiter unten in diesem Tutorial aufgelistet und beinhalten im Wesentlichen die unterschiedlichen Bewegungsfunktionen des Spielers. Bevor man sich für eine Bewegung entscheidet, ist es möglich, sich auf dem Feld umzusehen, festzustellen, wo man (der Spieler) selbst steht, wo die anderen Spieler und der Ball sich befinden. Auch dafür gibt es fertig implementierte Methoden, die von "public SoccerAction makemove()" aufgerufen werden können. FH-Bielefeld IFM 4. Semester Javakicker.de 4

5 1.2 Ein erster eigener Spieler Um eigene Spieler zu schreiben, erzeugt man sich am besten eine Kopie der Datei "TestPlayer.java", nennt sie um in "MyFirstPlayer.java" oder "MyOffensePlayer.java", benennt den Namen der Klasse darin auch entsprechend um und editiert den Rumpf der Methode "makemove()". Ein erster Spieler, der mehr als nur nichts tut, wäre zum Beispiel der folgende: import javaball.de; public class MyFirstPlayer extends Player public MyFirstPlayer() super(); public SoccerAction makemove() return SoccerAction.move(UP); Dieser Spieler macht bei jedem Spielzug einen Schritt auf das gegnerische Tor zu. Bewegungen können z.b. sein: "move(up)", "move(down)", "move("right)" und "move(left)". Hierbei bedeutet "UP" immer "in Richtung des gegnerischen Tores, "DOWN" immer in Richtung des eigenen Tores, "RIGHT" immer in Richtung der rechten Seite aus der Sicht des eigenen Tores, und "LEFT" immer in Richtung der linken Seite aus der Sicht des eigenen Tores. Die Bewegungsrichtungen sind also immer unabhängig von der Aufteilung der Platzhälften. Jedes Team spielt intern im Framework aus seiner Sicht immer nach oben. Die Ausgabe erfolgt jedoch auf einem um 90 gekippten Spielfeld und es wird natürlich auf zwei Tore gespielt. Sämtliche Umrechnungen für die Darstellung werden aber vom Framework selber vorgenommen und man muss sich nicht weiter darum kümmern. Dennoch ist es für ein Debugging der eigenen Playerklassen wichtig, sich dieser Tatsache bewusst zu sein. FH-Bielefeld IFM 4. Semester Javakicker.de 5

6 1.3 Ein paar Beispiele Im Folgenden sind einige Spieler aufgeführt, die ein paar einfache Strategien verfolgen (der Einfachheit halber ist nur die Methode "makemove()" angegeben. // Spieler, der sich immer auf das // gegnerische Tor zu bewegt. public SoccerAction makemove() return SoccerAction.move(UP); // Spieler, der als Torwart fungiert, // und immer versucht, den Ball auf // der Torlinie abzuwehren. public SoccerAction makemove() if (getballxpos() < getmyxpos()) return SoccerAction.move(LEFT); // Ein Spieler, der wartet, bis der Ball // bei ihm erscheint, und dann nach vorne dribbelt. public SoccerAction makemove() if (BallAround(getMyPos()) return SoccerAction.dribble(UP); return SoccerAction.nothing(); // Ein Spieler, der versucht, den Ball zum weiter vorne // stehenden Mannschaftskameraden abzuspielen. public SoccerAction makemove() if (lookto(up) == BALL) return SoccerAction.pass(UP); if (getballxpos() > getmyxpos()) return SoccerAction.move(RIGHT); return SoccerAction.move(DOWN); So lassen sich beliebige weitere Spielstrategien programmieren. Über die Funktionen sendmessageto() und sendmessagetoall() kann man Informationen zwischen den Spielern austauschen. Die Nachricht ist dabei immer ein Object (z.b. ein String). Mit receivemessages() bekommt man ein Array aller Nachrichten, die an einen während der letzten Minute geschickt wurden. Wenn man sie nicht verwendet verfallen sie zur nächsten Minute. Im Folgenden werden die einzelnen durchführbaren Aktionen aufgelistet. Eine vollständige Dokumentation im JavaDoc-Format steht auch auf dem Server zum Download zur Verfügung. JavaKicker.javadoc ( FH-Bielefeld IFM 4. Semester Javakicker.de 6

7 1.4 Mögliche Spielaktionen Es gibt 5 mögliche Aktionen: move, run, dribble, pass und nothing. Die ersten haben als Parameter eine Richtung. Richtungen können sein UP, DOWN, LEFT und RIGHT move(<richtung>) Bewegt den Spieler einen Schritt in die angegebene Richtung. Falls das Zielfeld nicht leer ist, wird versucht, das Objekt auf dem Feld in die Laufrichtung wegzuschieben. Falls kein Platz zum Schieben vorhanden ist (anderer Spieler, Spielfeldrand, Ball blockiert das Schieben), wird ein Foul erzeugt. Die beteiligten Spieler tauschen ihre Positionen und der Initiator bekommt eine gelbe Karte. Bei 3 gelben Karten ist der jeweilige Spieler bis zum nächsten Reset (Tor, Halbzeit) gesperrt run(<richtung>) Bewegt den Spieler um zwei Schritte in die angegebene Richtung. Falls dabei entweder das Zielfeld und/oder das erste Feld in Richtung Zielfeld besetzt ist, dann verhält sich run(<richtung>) wie move(<richtung>) dribble(<richtung>) Bewegt den angrenzenden Ball auf das Feld, das einen Schritt vorm Spieler in der angegebenen Richtung liegt. Z.B. dribble(up) positioniert den Ball vor dem aktiven Spieler der Spieler verändert seine Position bei diesem Spielzug nicht. Der Ball kann nicht auf ein Feld gedribbelt werden, auf dem schon ein Spieler steht pass(<richtung>) Bewegt den Ball in die angegebene Richtung so lange bis er auf einen Spieler stößt. Kurz davor bleibt er stehen. Wenn in der angegebenen Richtung kein Spieler mehr kommt, dann wird der Ball nur um eine Position verschoben. Ein Torschuss über eine größere Distanz ist also nicht möglich! nothing() Tut nichts. Bleibt einfach stehen. Spieler, die rot-gesperrt sind, führen bis zum nächsten Reset automatisch immer die Aktion nothing() aus. FH-Bielefeld IFM 4. Semester Javakicker.de 7

8 1.5 Zustandsabfragen Für das Finden einer sinnvollen Spieleraktion, können verschiedene Informationen über den Spielzustand eingeholt werden. Einige Methoden erwarten als Parameter eine Richtungsabgabe (die gleichen Konstanten wie bei den Spielaktionen) oder eine Ortsangabe. Ortsangaben können in Form von zwei Koordinaten (int x, int y) angegeben werden. Es ist auch möglich, statt dessen eine Instanz der java.awt.point Klasse zu verwenden. Im folgenden Abschnitt werden diese Zustandsabfragemöglichkeiten vorgestellt Wo ist der Ball? Dazu können die Methoden ballaround(<ort>), getballpos(), getballxpos(), und getballypos() verwendet werden ballaround() ballaround() liefert als Ergebnis eine Richtungskonstante (UP, DOWN, LEFT, RIGHT oder NOTHING) getballpos(), getballxpos(), getballypos() getballpos() liefert als Ortsangabe des Balls ein java.awt.point-objekt. getballxpos() und getballypos() liefern jeweils die X- oder Y-Koordinate des Balls als int-wert selfballaround() Mit selfballaround() erhält man die Information ob der Ball auf einem angrenzenden Feld des aktiven Spielers liegt Kann ich ein Tor schießen? Um festzustellen, ob mit einem Spielzug ein Tor gemacht werden könnte, bietet sich der Aufruf folgender Methoden an: canscoregoal() canscoregoal() liefert eine SoccerAction, die dann ausgeführt werden sollte (außer man will verlieren). canscoregoal(<ort>) liefert die gleiche Information unter der Bedingung, dass ein Spieler der eigenen Mannschaft an dem angegebenen Ort stehen würde. FH-Bielefeld IFM 4. Semester Javakicker.de 8

9 1.5.3 Wo sind die anderen Spieler? getmypos(),getmyxpos() und getmyypos() getmypos() liefert die eigene Position als java.awt.point-objekt. Alternativ kann man auch getmyxpos() und getmyypos() verwenden, um die Position als getrennte X und Y Koordinaten zu erhalten findrobots() findrobots() liefert alle Positionen der Roboter aus dem angegebenen Team (entweder MY_TEAM oder OTHER_TEAM) als Array von java.awt.point-objekten. D.h. zum Beispiel findrobots(other_team)[0].x, ist die X-Koordinate des ersten Spielers der gegnerischen Mannschaft (ACHTUNG! Der Array-Index beginnt bei 0!) getrobotclassname() Manchmal kann es interessant sein, zu erfahren, was für ein Spieler auf einem bestimmten Feld steht. Dazu dient die Methode getrobotclassname(java.awt.point pos). So lässt sich die Entscheidung für einen Spielzug in Abhängigkeit der Klasse der anderen Spieler treffen. getrobotclassname() funktioniert nur bei eigenen Spielern nextrobotaround(), nextownrobotaround() und nextotherrobotaround() Mit den Methoden nextotherrobotaround(<richtung>) und nextotherrobotaround(<ort>), erhält man die Richtungskonstante, in welcher der Spieler steht, der als erstes auf das angegebene Feld, oder auf das in der angegebenen Richtung angrenzende Feld, treten darf. Also derjenige Spieler, der als nächstes an der Reihe ist und die Möglichkeit hat das angegebene Feld oder ein Feld in der angegeben Richtung zu betreten. Das gleiche gibt es auch für Spieler der eigenen Mannschaft, nämlich als nextownrobotaround(...). oder mannschaftsunabhängig als nextrobotaround(<ort>) Sich umschauen int lookat() und int lookto() int lookat(<ort>) und int lookto(<richtung>) liefern Informationen über den Inhalt der angegeben Felder oder der durch die Richtung angegebenen an mich angrenzenden Felder. Die Rückgabewerte vom Typ int sind die selbsterklärenden Konstanten: BALL, MY_TEAM, OTHER_TEAM, FREE, oder WALL int looktorel() und int looktorel() Man kann sogar "um die Ecke" und "durch andere Spieler hindurch" blicken mit int looktorel(<ort>,<richtung>) oder mit int looktorel(<ort>, <RICHTUNG>, int distance). Diese Methoden erlauben es von einem angegeben Ort aus in die angegeben Richtung um ein Feld FH-Bielefeld IFM 4. Semester Javakicker.de 9

10 oder um die angegebene distance an Feldern zu blicken Kann ich einen Pass spielen? ispasspossible() Um festzustellen, ob ein sicherer Pass gespielt werden kann, ist die Methode ispasspossible(<ort>,<richtung>) Die Antworten sind vom Typ boolean und sagen, ob der Roboter am angegebenen Ort in die angegebene Richtung passen kann isselfpasspossible() Mit isselfpasspossible(<richtung>), macht genau das gleiche, allerdings werden die Informationen hier für den aktiven, ballführenden Roboter ermittelt Sonstige Infos Die Methode int getpriority(<ort>) gibt die Priorität des Roboters auf dem angegebenen Feld zurück. Je kleiner die Priorität, desto früher kommt der Roboter an die Reihe. Weitere weniger wichtige, aber trotzdem aufrufbare Methoden sind die folgenden: int getfieldwidth(), int getfieldheight() und java.awt.dimension getfieldsize() liefern die Dimensionen des Spielfeldes als int Werte. Standardmäßig ist das Feld auf 13x15 Koordinaten beschränkt (wobei y=0 und y=14 die Torbereiche sind). int getrelativedirection(java.awt.point from, java.awt.point to) liefert eine Richtungskonstante, nämlich die Richtung in der der Punk to aus Sicht des Punktes from liegt. Die Methode moveorrun(<richtung>), liefert eine SoccerAction als Vorschlag, wie der Ball bestmöglich zu erreichen ist. FH-Bielefeld IFM 4. Semester Javakicker.de 10

11 2. Spielregeln Natürlich gibt es auch einige Spielregeln, die vom Spielkontrollprogramm automatisch durchgesetzt werden und deren Beachtung beim Programmieren sinnvoll ist. Dazu gehören: 2.1 Spielzeit: Ein Spiel dauert 90 Spielzüge (d.h. jeder Spieler macht 90 Züge). Nach 45 Spielzügen ist Halbzeit Die Position der Spieler wird zu Beginn jeder Halbzeit und nach jedem Tor zurück gesetzt und zufällig neu verteilt (jedes Team in seiner Spielfeldhälfte). Es gibt keine Nachspielzeit und keine Verlängerung. 2.2 Tore: Ein Tor ist erzielt, wenn der Ball in einem der beiden Torbereiche liegt. Der Torbereich des eigenen Tores umfasst alle Felder mit y-koordinate 0. Das gegnerische Tor alle Felder mit y-koordinate 14. Für Spieler sind die Torbereiche ganz normaler Bestandteil des Spielfelds. Nur für den Ball gelten dort extra Regeln. 2.3 Fouls: Ein Spieler der versucht einen gegnerischen oder eigenen Spieler auf ein Feld zu schieben, welches nicht frei ist, begeht ein Foul. Bei einem Foul tauschen die beiden beteiligten Spieler ihre Plätze. Nach 3 Fouls bekommt ein Spieler die rote Karte. Er wird dann automatisch vom Spielkontrollprogramm vom Spielfeld genommen und taucht nur noch in der output.xml mit der SoccerAction( NOTHING ) auf. Zu Beginn jeder Halbzeit und nach jedem Tor dürfen vom Feld gestellte Spieler wieder mitspielen und alle Foul-Zähler werden auf 0 zurückgesetzt. 2.4 Aufstellung: Die Spieler werden zu Beginn zufällig verteilt. Die Reihenfolge, in der die Spieler ziehen dürfen, ist ebenfalls zufällig; jeweils abwechselnd ein Spieler beider Teams. Diese Reihenfolge wird über das ganze Spiel beibehalten, auch nach einem Tor (Es beginnt dann derjenige Spieler, der nach dem Torschützen dran gekommen wäre). Nach jedem Tor und nach der Halbzeit werden die Spieler zufällig neu verteilt. FH-Bielefeld IFM 4. Semester Javakicker.de 11

12 3. How-To: Einen eigenen Spieler erstellen TestPlayer.java als Vorlage verwenden Der Java Datei und der enthaltenen Klasse einen neuen Namen geben Die Methode makemove() anpassen Die Programmieranleitung lesen (siehe Link am Anfang dieser Seite) Den Spieler kompilieren mit javac -classpath JustPlay.jar MeinSpieler.java 3.1 TestPlayer.java ein Beispiel für einen JavaKicker An dieser Stelle wird die TestPlayer.java behandelt, um den exemplarischen Aufbau einer möglichen Player-Klasse darzustellen. Alle wichtigen Hinweise sind per Kommentar im Code hinterlegt. // In Player und SoccerAction stehen alle notwendigen // Informationen, um alle verfügbaren Funktionen für einen eigenen JavaKicker zu laden. // awt.point wird benötigt, um die Klasse "Point" benutzen zu können. import java.awt.point; import de.javakicker.player; import de.javakicker.socceraction; // Player ist eine abstrakte Klasse und muss daher erweitert werden. public class TestPlayer extends Player // Der Standardkonstruktor public TestPlayer() // die oben erwähnte makemove Funktion muss mit Aktionen gefüllt werden. Dazu überschreiben wir // die vorhandene Methode der abstrakten Player-Klasse. public SoccerAction makemove() // die aktuelle Position des Javakickers wird in einer Variablen // des Typs awt.point gespeichert Point mypos = getmypos(); Point ballpos = getballpos(); // Hier beginnt der Algorithmus für die "K.I." des Spielers. // Es wird in diesem Beispiel jeweils geprüft, wo der Ball sich befindet und in // Abhängigkeit davon eine SoccerAction ausgeführt. switch (selfballaround()) // Befindet sich der Ball direkt zwischen dem Spieler und dem // gegnerischen Tor, case UP: // versuch den Ball nach vorne zu spielen. if (isselfpasspossible(up)) return SoccerAction.pass(UP); // Ansonsten else FH-Bielefeld IFM 4. Semester Javakicker.de 12

13 // schau zwei Felder in Richtung gegnerisches Tor. switch (lookto(up, 2)) // Ist das Feld frei, case FREE: // renn hin. return SoccerAction.run(UP); // Stehst du vor einer Wand case WALL: // gehe einen Schritt zurück. return SoccerAction.move(DOWN); // Befindet sich dort ein Spieler des anderen Teams, case OTHER_TEAM: // gehe auf ihn zu. return SoccerAction.move(UP); // Befindet sich dort ein Spieler meines Teams case MY_TEAM: // und sind links von mir zwei Felder frei, if (lookto(left) == FREE lookto(left, 2) == FREE) // gehe nach links. return SoccerAction.move(LEFT); // Ansonsten prüfe, ob rechts von dir zwei // Felder frei sind else if (lookto(right) == FREE lookto(right, 2) == FREE) // und gehe dort hin. return SoccerAction.move(RIGHT); // Wurde im Switch keine SoccerAction ausgeführt, // schaue nach links und prüfe, ob das Feld frei ist if (lookto(left) == FREE // und prüfe die Priorität der Spieler links von dir. // Oder anders: Prüfe welcher Spieler links von dir als // nächstes an der Reihe ist && nextownrobotaround(left) <= nextotherrobotaround(left)) // Ist ein Spieler aus deinem Team als nächstes an der // Reihe, dribble nach links. return SoccerAction.dribble(LEFT); // Das gleiche für die rechte Seite... else if (lookto(right) == FREE && nextownrobotaround(right) <= nextotherrobotaround(right)) return SoccerAction.dribble(RIGHT); // und die Position hinter dem Spieler else if (lookto(down) == FREE && nextotherrobotaround(down) == Integer.MAX_VALUE) return SoccerAction.dribble(DOWN); // Traf keiner der o.g. Fälle zu, mache nichts. return SoccerAction.nothing(); FH-Bielefeld IFM 4. Semester Javakicker.de 13

14 4. Die Teamaufstellung Wenn man nun seinen JavaKicker programmiert und kompiliert hat, erstellt der Compiler die Class- Datei. Diese Datei wird dann in einem Team-Ordner zusammen mit der lineup.xml abgelegt. 4.1 Eine lineup.xml erstellen Die lineup.xml enthält alle Namen der Spielerklassen. Es sollten 5 Spieler pro Team aufgestellt werden. Außerdem wird der Teamname und die Trikotfarbe festgelegt. Als Trikotfarbe stehen zur Auswahl: red, yellow, white, cyan, blue, black, green, magenta Am einfachsten ist es, eine vorhandene lineup.xml in den eigenen Teamordner zu kopieren und die entsprechenden Felder anzupassen. // in der ersten Zeile wird die XML Version und das Encoding // festgelegt <?xml version="1.0" encoding="iso "?> // hier wird das Lineup-Tag geöffnet und per Styleangabe // die Trikotfarbe (jersey) und der Teamname (team) angegeben -<lineup jersey="magenta" team="bar"> // Der Klassenname (class), eine Trikotnummer (no) und der // Name des Spielers (name - frei wählbar) müssen angegeben // werden <player class="testplayer" no="42" name="bar-1"/> <player class="testplayer" no="44" name="bar-2"/> <player class="testplayer" no="46" name="bar-3"/> <player class="testplayer" no="45" name="bar-4"/> <player class="testplayer" no="50" name="bar-5"/> </lineup> FH-Bielefeld IFM 4. Semester Javakicker.de 14

15 4.2 Wie muss die Ordnerstruktur aussehen? Wenn Spielerklasse und lineup.xml erstellt wurden, müssen diese Dateien im Teamordner abgelegt werden. Es reicht, wenn man einen Ordner mit dem Teamnamen erstellt und dort die Class-Dateien seiner Spieler und die erstellte lineup.xml ablegt. Der Name des Teamordners muss sich mit dem angegebenen Teamnamen aus der lineup.xml decken (Groß- und Kleinschreibung beachten) und wird einfach im vorgegebenen Ordner teams abgelegt. 5. Ein Spiel starten Um ein Spiel zu starten, wechselt man in den JavaKicker-Ordner und ruft die JavaKicker.jar per CLI auf. Als Parameter werden lediglich die beiden Teamnamen übergeben. java jar JavaKicker.jar <Team1> <Team2> Hat der Aufruf geklappt, bekommt man die Meldung output.xml wurde erfolgreich erstellt. Hinweis: Wird JavaKicker.jar lokal gestartet, muss Mozilla Firefox 12 oder Safari 5.7 verwendet werden. Auf Javakicker.de kann ein beliebiger HTML5 fähiger Browser verwendet werden. FH-Bielefeld IFM 4. Semester Javakicker.de 15