import java.awt.*;
import java.awt.geom.*;
import java.awt.event.*;
import javax.swing.*;
import javax.swing.plaf.ComponentUI;
import java.util.*;

/**


 */
@SuppressWarnings("serial")
public class BallPanel extends JPanel 
{
	private ArrayList<Ball> balls = new ArrayList<Ball>();	//小球列表
	private BallComponent component = new BallComponent();	//小球畫板
	private JButton btnAdd = new JButton("Add");	//Add按鈕
	private JButton btnStopAndContinue = new JButton("Stop");	//Stop按鈕
	private JButton btnClear = new JButton("Clear");	//Clear按鈕
	private JComboBox colorCombo = new JComboBox();	//顏色選擇框
	private JComboBox speedCombo = new JComboBox();	//速度選擇框
	private JComboBox placeCombo = new JComboBox();	//小球出現方位
	private BallThread thread = new BallThread();	//小球運動執行緒
	private int delay = 5;	//小球運動的延緩時間
	
	/**
	 * 初始化小球面板
	 */
	public BallPanel()
	{
		setLayout(new BorderLayout());	//設定為BorderLayout的佈局
		add(component, BorderLayout.CENTER);	//將小球畫板加到面板中央
		component.setOpaque(true);				//設定畫板不透明，以便能新增背景色
		component.setBackground(Color.BLACK);	//設定背景色
		
		JPanel panel = new JPanel();	//建立用來放各種按鈕的面板
		panel.add(btnAdd);				//將Add按鈕放入該面板
		panel.add(btnStopAndContinue);	//將Stop/Continue按鈕放入該面板
		panel.add(btnClear);			//將Clear按鈕放入該面板
		panel.setBackground(Color.LIGHT_GRAY);
		add(panel, BorderLayout.SOUTH);	//將按鈕面板加到主面板南部
		
		panel = new JPanel(new GridLayout(0, 1));	//建立用來放各種選擇框的面板
		panel.add(new JLabel(" Color: "));	//新增標籤Color:
		panel.add(colorCombo);				//新增顏色選擇框
		panel.add(new JLabel(" Speed: "));	//新增標籤Speed:
		panel.add(speedCombo);				//新增速度選擇框
		panel.add(new JLabel(" From: "));	//新增標籤From:
		panel.add(placeCombo);				//新增方位選擇框
		panel.setBackground(Color.LIGHT_GRAY);
		add(panel, BorderLayout.EAST);		//將選擇框面板加到主面板東部
		
		//以下幾句話用來向顏色選擇框加入各種顏色選項
		colorCombo.addItem("red");
		colorCombo.addItem("orange");
		colorCombo.addItem("yellow");
		colorCombo.addItem("green");
		colorCombo.addItem("cyan");
		colorCombo.addItem("blue");
		colorCombo.addItem("magenta");
		
		//以下幾句話用來向速度選擇框加入各種速度選項
		speedCombo.addItem("slow");
		speedCombo.addItem("fast");
		//速度選擇框加入監聽器，及時改變小球的速度
		speedCombo.addActionListener(new ActionListener()
			{
				public void actionPerformed(ActionEvent event)
				{
					String speed = (String)speedCombo.getSelectedItem();
					if (speed.equals("slow"))
					{
						delay = 5;
					}
					else
					{
						delay = 1;
					}
				}
			});
		
		//以下幾句話用來向方位選擇框加入各種方位選項
		placeCombo.addItem("Left-Top");
		placeCombo.addItem("Left-Bottom");
		placeCombo.addItem("Right-Top");
		placeCombo.addItem("Right-Bottom");
		
		//Add按鈕加入監聽器，當按下按鈕時新增小球
		btnAdd.addActionListener(new ActionListener()
			{
				public void actionPerformed(ActionEvent event)
				{
					component.addBall();
				}
			});
		//Stop/Continue按鈕加入監聽器，當按下按鈕時暫停/繼續動畫
		btnStopAndContinue.addActionListener(new ActionListener()
			{
				public void actionPerformed(ActionEvent event)
				{
					if (btnStopAndContinue.getText().equals("Stop"))	//如果當前按鈕的值為Stop
					{
						thread.setStop(true);	//將stop標誌置為true
						btnStopAndContinue.setText("Continue");	//將按鈕的標籤變為Continue
						btnAdd.setEnabled(false);	//Add按鈕不可用
					}
					else
					{
						thread.setStop(false);	//將stop標誌置為false
						btnStopAndContinue.setText("Stop");	//將按鈕的標籤變為Stop
						btnAdd.setEnabled(true);	//Add按鈕可用
					}
				}
			});
		//Clear按鈕加入監聽器，當按下按鈕時清空畫板
		btnClear.addActionListener(new ActionListener()
			{
				public void actionPerformed(ActionEvent event)
				{
					balls = new ArrayList<Ball>();	//將球的列表清空
					component.repaint();			//重畫畫板
				}
			});
		
		thread.start();	//畫畫板的執行緒開始
	}
	
	/**
	 * 主函式，主要用於測試
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args)
	{
		EventQueue.invokeLater(new Runnable()
			{
				public void run()
				{
					JFrame frame = new JFrame("Hit Balls");	//設定測試框架的標題
					frame.add(new BallPanel());		//將小球碰撞動畫面板放上去
					frame.setSize(400, 300);		//設定框架大小
					frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);	//設定框架的預設關閉方式
					frame.setLocationByPlatform(true);	//將框架的定位交給系統實現
					frame.setVisible(true);			//設定框架可見
				}
			});
	}
	
	/**
	 * 小球運動執行緒
	 * @author zjf
	 */
	private class BallThread extends Thread
	{
		private boolean isStop = false;	//停止標記
		
		/**
		 * 執行緒體
		 */
		public void run()
		{
			while (true)	//讓它一直執行
			{
				if (!isStop)	//當沒有停止的時候
				{
					for (int i = 0; i < balls.size(); i++)
					{
						balls.get(i).move(component.getBounds());	//每個小球都移動一遍
					}
					component.repaint();	//重畫畫板
				}
				try {
					Thread.sleep(delay);	//執行緒延緩delay毫秒
				} catch (InterruptedException e) {	//捕獲異常
					e.printStackTrace();	//處理異常
				}
			}
		}
		
		/**
		 * 設定stop標誌
		 * @param isStop	是否停止
		 */
		public void setStop(boolean isStop)
		{
			this.isStop = isStop;
		}
	}
	
	/**
	 * 小球的畫板
	 * @author zjf
	 */
	private class BallComponent extends JComponent
	{
		public BallComponent()
		{
			//說實話，我不是很明白這段程式碼是幹什麼的，但是要用到背景色必須用到這段程式碼
			setUI(new ComponentUI() 	
			{
				public void installUI(JComponent c)
				{
					super.installUI(c);
					LookAndFeel.installColors(c, "Panel.background",
							"Panel.foreground");
				}
			});
		}
		/**
		 * 新增小球
		 */
		public void addBall()
		{
			double x = 0;	//小球開始的x座標
			double y = 0;	//小球開始的y座標
			String tmp = (String)placeCombo.getSelectedItem();	//得到方位的選擇項
			if (tmp.equals("Left-Top"))	//如果為左上
			{
				x = component.getBounds().getMinX();	//x設為畫板的最左邊的值
				y = component.getBounds().getMinY();	//y設為畫板的最上邊的值
			}
			if (tmp.equals("Left-Bottom"))	//下同
			{
				x = component.getBounds().getMinX();
				y = component.getBounds().getMaxY();
			}
			if (tmp.equals("Right-Top"))
			{
				x = component.getBounds().getMaxX();
				y = component.getBounds().getMinY();
			}
			if (tmp.equals("Right-Bottom"))
			{
				x = component.getBounds().getMaxX();
				y = component.getBounds().getMaxY();
			}
			
			Color color = Color.BLACK;	//小球開始的顏色
			tmp = (String)colorCombo.getSelectedItem();	//得到顏色的選擇項
			if (tmp.equals("red"))	//如果為red
			{
				color = Color.RED;	//顏色設為red
			}
			if (tmp.equals("orange"))	//下同
			{
				color = Color.ORANGE;
			}
			if (tmp.equals("yellow"))
			{
				color = Color.YELLOW;
			}
			if (tmp.equals("green"))
			{
				color = Color.GREEN;
			}
			if (tmp.equals("cyan"))
			{
				color = Color.CYAN;
			}
			if (tmp.equals("blue"))
			{
				color = Color.BLUE;
			}
			if (tmp.equals("magenta"))
			{
				color = Color.MAGENTA;
			}
			balls.add(new Ball(x, y, color));	//在小球的列表中加入新球，球的初始方位和顏色為前面的值
		}
		
		/**
		 * 繪製畫板
		 */
		public void paintComponent(Graphics g)
		{
			super.paintComponent(g);
			Graphics2D g2 = (Graphics2D)g;
			for (int i = 0; i < balls.size(); i++)	//將小球列表中的小球都畫到畫板上
			{
				Ball ball = balls.get(i);
				g2.setColor(ball.getColor());	//設定畫布中小球的顏色
				g2.fill(ball.getShape());		//畫出小球的形狀
			}
		}
	}
	
	/**
	 * 小球類
	 * @author zjf
	 */
	private class Ball
	{
		private static final double SIZE = 20;	//小球的直徑
		private double x = 0;	//小球所在的x座標
		private double y = 0;	//小球所在的y座標
		private double vx = Math.sqrt(2) / 2;	//小球在x軸的速度
		private double vy = Math.sqrt(2) / 2;	//小球在y軸的速度
		private Color color = Color.BLACK;		//小球的顏色
		
		/**
		 * 小球的建構函式
		 * @param x	小球所在的x座標
		 * @param y 小球所在的y座標
		 * @param color 小球的顏色
		 */
		public Ball(double x, double y, Color color)
		{
			this.x = x;
			this.y = y;
			this.color = color;
		}
		
		/**
		 * 小球在一個矩形邊框中移動
		 * @param bounds 矩形邊框
		 */
		public void move(Rectangle2D bounds)
		{
			x += vx;	//小球在x軸上的位移
			y += vy;	//小球在y軸上的位移
			double minX = bounds.getMinX();	//矩形邊界的最小x座標
			double minY = bounds.getMinY();	//矩形邊界的最小y座標
			double maxX = bounds.getMaxX();	//矩形邊界的最大x座標
			double maxY = bounds.getMaxY();	//矩形邊界的最大y座標
			if (x <= minX)	//如果小球越過左邊界
			{
				x = minX;	//小球的x座標變為矩形邊界的最小x座標
				vx = -vx;	//小球在x軸方向的速度反向
			}
			if (y <= minY)	//如果小球越過上邊界
			{
				y = minY;	//小球的y座標變為矩形邊界的最小y座標
				vy = -vy;	//小球在y軸方向的速度反向
			}
			if (x + SIZE >= maxX)	//如果小球越過右邊界
			{
				x = maxX - SIZE;	//小球的x座標變為矩形邊界的最大x座標減去小球的直徑
				vx = -vx;			//小球在x軸方向的速度反向
			}
			if (y + SIZE >= maxY)	//如果小球越過下邊界
			{
				y = maxY - SIZE;	//小球的y座標變為矩形邊界的最大y座標減去小球的直徑
				vy = -vy;			//小球在y軸方向的速度反向
			}
			for (int i = 0; i < balls.size(); i++)	//判斷小球間是否發生碰撞
			{
				Ball ball = balls.get(i);
				if (this.equals(ball))	//自己和自己不碰撞
					continue;
				if ((ball.x - x) * (ball.x - x) + (ball.y - y) * (ball.y - y) <= SIZE * SIZE)	//當兩球間的距離小於直徑時，可認為兩小球發生了碰撞
				{
					double degree = Math.atan((y - ball.y) / (x - ball.x));	//獲取自己與發生碰撞的小球之間所形成的夾角，因為夾角只能在-pi/2-pi/2之間，所以還需判斷兩球的x座標之間的關係
					if (x > ball.x)		//如果自己的x座標大於發生碰撞的小球的x座標，由數學知識可知自己應該往正向運動
					{
						vx = Math.cos(degree);	
						vy = Math.sin(degree);
					}
					else	//如果自己的x座標小於發生碰撞的小球的x座標，由數學知識可知應該朝負向運動
					{
						vx = -Math.cos(degree);
						vy = -Math.sin(degree);
					}
				}
			}
		}
		
		/**
		 * 獲取小球的形狀
		 * @return 形狀
		 */
		public Ellipse2D getShape()
		{
			return new Ellipse2D.Double(x, y, SIZE, SIZE);
		}
		
		/**
		 * 獲取小球的顏色
		 * @return 顏色
		 */
		public Color getColor()
		{
			return color;
		}
		
		/**
		 * 判斷兩個小球是否相同
		 */
		public boolean equals(Object object)
		{
			if (this == object) return true;	//如果所指的物件相同，即兩小球的確相同
			if (object == null) return false;	//如果要比較的小球不存在，則兩小球不同
			if (getClass() != object.getClass()) return false;	//如果自己的類名與另一個物件的類名不同，則兩小球不同
			Ball ball = (Ball)object;			//將另一個物件強制轉化為小球
			return x == ball.x && y == ball.y && color.equals(ball.color);	//通過方位，顏色判斷是否相同
		}
	}
}