基于JAVA的俄羅斯方塊游戲的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉恒 重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院

1 引言

俄羅斯方塊是一款單機(jī)或聯(lián)機(jī)的益智小游戲。它是由俄羅斯人Alexei Pakitnov發(fā)明的。俄羅斯方塊的基本規(guī)則是利用方向鍵控制掉落小塊進(jìn)行方向移動(dòng)，將它排列成一條或多條線，消除后獲得分?jǐn)?shù)。因?yàn)樗僮骱?jiǎn)單而又對(duì)人的預(yù)判能力有一定的要求，適合不同年齡段的人，所以俄羅斯方塊也是一款益智游戲。因此，運(yùn)用書本所學(xué)知識(shí)以及實(shí)際操作項(xiàng)目，編寫了俄羅斯方塊游戲，并實(shí)現(xiàn)了一些擴(kuò)展功能。

2 需求分析

2.1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

目前，最普遍的是使用Java語(yǔ)言來開發(fā)小型游戲，并且有時(shí)可以在互聯(lián)網(wǎng)上看到一些中型游戲也是Java開發(fā)的。Java程序本身提供了大量的API鏈接庫(kù)，包括繪圖、網(wǎng)絡(luò)和多媒體，甚至是3D。因此，使用Java程序設(shè)計(jì)可以獲得相當(dāng)多的資源。

JBuilder的可視化集成開發(fā)環(huán)境包括文本編輯器、項(xiàng)目創(chuàng)建工具、對(duì)象瀏覽器和調(diào)試器。用戶可以在集成開發(fā)環(huán)境中創(chuàng)建和開放項(xiàng)目、打開和編輯文件，并運(yùn)行和調(diào)試應(yīng)用程序?？梢赃@樣說，在JBuilder中開發(fā)Java程序是具有很高的效率。

2.2 系統(tǒng)玩法及規(guī)則

除了基本的控制方法和規(guī)則外，游戲還增加了新的游戲規(guī)則，花樣較多，游戲也會(huì)有耐玩性，并且更加容易操作，游戲主要通過鍵盤符號(hào)進(jìn)行操作。相關(guān)的控制鍵顯示在下面的表1中。

如表1所列，除了常規(guī)控件外，還增加了諸如空間（直接著陸）等按鈕。這些按鈕都是可以加快游戲速度的控制鍵。其他助記符和快捷鍵沒有描述。

2.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

Java是一種面向?qū)ο螅∣O）編程語(yǔ)言，其許多優(yōu)點(diǎn)在此不作討論。從面向?qū)ο蟮母拍畛霭l(fā)，該程序可以分為以下幾個(gè)對(duì)象：

① 方塊類型數(shù)據(jù)

盡管塊類型的形狀不同，如下面的表3所示，它的狀態(tài)和行為是相同的。您可以使用不同于對(duì)象的繼承屬性的形狀特征來定義基本塊類（SuperBrick）。

② 程序運(yùn)算邏輯

程序中的邏輯操作通常執(zhí)行數(shù)值操作和分析，如塊判斷、塊行判斷、刪除判斷、塊移動(dòng)或事件響應(yīng)，以及結(jié)果排序。

③ 繪圖

圖紙將根據(jù)展示平臺(tái)而有所不同。例如，獨(dú)立機(jī)器和手機(jī)的顯示環(huán)境可能不一樣，或者顯示效果可能不同。例如，當(dāng)游戲風(fēng)格被修改時(shí)，可以產(chǎn)生不同的顯示效果。

④ 顯示平臺(tái)

“高可移植性”是Java的一個(gè)屬性。Java應(yīng)用程序覆蓋了許多領(lǐng)域，比如移動(dòng)電話、pda、獨(dú)立程序和瀏覽器，不同的平臺(tái)有不同的設(shè)置。如果顯示平臺(tái)是一個(gè)單獨(dú)的分類，它將會(huì)使主程序更加完整，并且遷移過程的更快。

3 俄羅斯方塊游戲中核心元素

游戲的核心元素包括三種類型：各種形狀的積木、障礙物和底部的游戲面板。游戲主要是控制面板上方塊的運(yùn)動(dòng)和變化，增加和消除障礙物。

3.1 方塊

經(jīng)典的俄羅斯方塊游戲中方塊主要有7種類型，每一種類型又有若十種變形。所有方格均可由4 * 4網(wǎng)格表示。網(wǎng)格有兩個(gè)狀態(tài)：空白和填充。對(duì)于不同的形狀，填充部分是不同的，因此，一個(gè)由16個(gè)整數(shù)元素組成的一維數(shù)組可以用來表示一個(gè)特定的形狀。當(dāng)你需要填充的時(shí)候，對(duì)應(yīng)位置的數(shù)字是1，否則位置的個(gè)數(shù)是0。

一個(gè)二維數(shù)組用于存儲(chǔ)一種類型的塊。第一個(gè)維度表示第一個(gè)變量，第二個(gè)維度表示特定形狀的值。一個(gè)三維數(shù)組用于存儲(chǔ)所有的正方形；第一個(gè)維度表示哪個(gè)類型，第二個(gè)維度表示類型的第一個(gè)變量，第三維表示一個(gè)特定形狀的值。除了了解它的形狀之外，還需要知道它的位置，并且可以根據(jù)需要移動(dòng)和變形。

3.2 障礙物

障礙實(shí)際上是一個(gè)不能移動(dòng)的正方形的組合。隨著游戲的進(jìn)程，障礙增加或減少。就像方塊一樣，你可以使用二維數(shù)組來存儲(chǔ)障礙物。

數(shù)組的大小是整個(gè)面板的水平和垂直方向上的網(wǎng)格數(shù)。對(duì)于需要填充的網(wǎng)格，該值被標(biāo)記為1，而空白網(wǎng)格的值為0。在添加了一個(gè)障礙之后，需要確定它是否超出了邊界。如果超過了障礙，比賽就結(jié)束了。同時(shí)，你需要確定是否有一條完整的線，如果有滿行，則需要?jiǎng)h除障礙物。

3.3 游戲面板

游戲面板主要用于顯示塊和障礙物。有必要限定寬度和高度。為了使程序更靈活，面板的寬度和高度沒有確定固定數(shù)值。相反，網(wǎng)格被用作一個(gè)單元來指定包含多少個(gè)網(wǎng)格。靜態(tài)常量指定網(wǎng)格的數(shù)量和網(wǎng)格的邊緣。圖5顯示了游戲面板類的關(guān)鍵屬性和方法。

4 概要設(shè)計(jì)

4.1 系統(tǒng)介紹

俄羅斯方塊是一款傳統(tǒng)游戲，它重在測(cè)試玩家的反應(yīng)靈敏度和幾何想象力，以下簡(jiǎn)要介紹我們要寫的這款游戲的功能。

游戲的主要功能如下：

當(dāng)游戲程序打開時(shí)，有一個(gè)登入頁(yè)面，用來顯示游戲的加載情況。

設(shè)計(jì)使用箭頭鍵和空格鍵來控制塊，向上箭頭是一個(gè)90度旋轉(zhuǎn)框，空格鍵用于直接落下塊，每種類型的塊都有自己的預(yù)覽圖。

在玩的過程中，顯示玩家級(jí)別、分?jǐn)?shù)和消除的行數(shù)。

游戲有暫停、開始和結(jié)束等控制。

可以讓玩家來調(diào)整游戲的速度和游戲級(jí)別。

可以讓玩家設(shè)置游戲的聲音、背景音樂及音效。

在游戲結(jié)束時(shí)，如果玩家的分?jǐn)?shù)進(jìn)入了前10名，就會(huì)彈出輸入玩家昵稱的對(duì)話框，并將玩家的名字存入檔案之中。

4.2 系統(tǒng)簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)

由于我們將把這個(gè)游戲作為一個(gè)應(yīng)用程序編寫，我們首先需要設(shè)計(jì)游戲的主框架和菜單。游戲的主要框架使用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的Windows框架，有標(biāo)題欄、菜單欄和工具欄，使玩家更容易掌握游戲。菜單欄和工具欄用于啟動(dòng)、暫停、重新啟動(dòng)和結(jié)束游戲。在框架的底部，還可以放置一個(gè)狀態(tài)欄來顯示游戲的當(dāng)前狀態(tài)。

4.3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

⑴ 登入頁(yè)面

由一張圖片和一個(gè)進(jìn)度條組成。

“圖片”：用來顯示游戲信息。

“進(jìn)度條”：用來顯示游戲時(shí)間。

⑵ 游戲主頁(yè)面

由菜單條、游戲面板和狀態(tài)欄組成，分別說明如下：

① 菜單條：1、“游戲”菜單，包含2個(gè)菜單項(xiàng)和1個(gè)子菜單組成。

“開始游戲”：用來選擇游戲版本和運(yùn)行游戲。

“放棄游戲”：用來退出當(dāng)前游戲，返回主界面。

“退出游戲”：用來退出程序。

2、“設(shè)置”菜單，它包含6個(gè)菜單項(xiàng)。

“暫停游戲”：用來暫停游戲，再次點(diǎn)擊時(shí)可以取消暫停。

“重新開始”：重玩游戲。

“速度等級(jí)”：選擇游戲速度難度。

“障礙等級(jí)”：選擇游戲障礙難度。

“播放背景音樂”：用來播放場(chǎng)景音樂，版本不同，音樂不同。

“播放音效”：用來播放一些觸發(fā)音樂，它隨著版本不同而異。

3、“成績(jī)”菜單，它只包含1個(gè)菜單項(xiàng)。

“排行榜”：用來查看分?jǐn)?shù)為前10名的玩家信息。

4、“幫助”菜單，它包含2個(gè)菜單項(xiàng)。

“游戲文字說明”：以文字的形式，說明游戲的功能和玩法。

“關(guān)于”：用來顯示游戲的一些版本信息。

② 游戲面板：1、“方塊活動(dòng)區(qū)”，方塊程序在里面進(jìn)行。

2、“預(yù)備方塊顯示區(qū)”，用來顯示預(yù)備的三個(gè)方塊組。

3、“成績(jī)狀態(tài)顯示區(qū)”，用來顯示游戲級(jí)別、分?jǐn)?shù)和消除的行數(shù)。

③ 狀態(tài)欄：用來顯示游戲的狀態(tài)，它包含有三個(gè)狀態(tài)：游戲裝載完畢、游戲運(yùn)行

中及暫停游戲。

⑶ 游戲結(jié)束頁(yè)面

由游戲結(jié)束顯示框和輸入個(gè)人信息顯示框組成。

① 游戲結(jié)束顯示框：顯示游戲已經(jīng)結(jié)束，并讓玩家選擇退出游戲還是還是重新一局。

② 輸入個(gè)人信息顯示框：用于輸入玩家的一些個(gè)人信息保存。

4.4 如何實(shí)現(xiàn)方塊的移動(dòng)

有兩種類型的塊運(yùn)動(dòng)：一種是定時(shí)自由落體；另一個(gè)是基于用戶的擊鍵的改變，例如左，右，下或旋轉(zhuǎn)。對(duì)于第一種類型的移動(dòng)，通過單獨(dú)啟動(dòng)一個(gè)線程，線程會(huì)定期執(zhí)行Shape的向下移動(dòng)方法，另外，在移動(dòng)時(shí)，必須立即在面板上更新。因?yàn)閟hape級(jí)和gamepanel面板都不是相同的文件，所以不能直接進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，但是可以使用中間控制器控制器。

4.5 方塊與障礙物的轉(zhuǎn)換及消除障礙物

障礙物是一個(gè)能看見但是移動(dòng)不了的一個(gè)區(qū)域。如果模塊不能向下移動(dòng)，則簡(jiǎn)單地獲得模塊位置，并且將相應(yīng)的障礙物位置設(shè)置為1并且重新打開，這樣可以轉(zhuǎn)換成障礙物。成為障礙后，幾次作成數(shù)據(jù)。如果一行的所有數(shù)據(jù)是1，則該行為填滿，并可以消除。

5結(jié)語(yǔ)

本文從面向?qū)ο缶幊痰慕嵌葋砜?，解析了俄羅斯方塊游戲的主要內(nèi)容和構(gòu)造，將MVC模式作為一個(gè)整體，通過對(duì)象來控制遠(yuǎn)程通信、數(shù)據(jù)傳輸、控制器，從而使其具有擴(kuò)展和靈活性。對(duì)于初學(xué)者來說，提高Java知識(shí)的使用設(shè)計(jì)系統(tǒng)具有一定的研究意義。