JAVA俄罗斯方块游戏系统的设计与实现|java小游戏制作（原创）

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第三章俄罗斯方块游戏介绍

3.1 游戏简介

俄罗斯方块是一款风靡全球的电视游戏机和掌上游戏机游戏，它曾经造成的轰动与造成的经济价值可以说是游戏史上的一件大事。“俄罗斯方块”由莫斯科科学学院程序员Alexei Pajitnov所设计。显然，人们一开始并没预料到它将会有如此广泛的吸引力。实际上，在游戏发明后的数年间，“俄罗斯方块”成了无数场专利官司和法律纠纷的目标，而许多公司也不遗余力地上阵厮杀，想要将游戏的创意据为己有。一个最初的版本是Spectrum Holobyte为IBM兼容机开发的游戏。1988年，“俄罗斯方块”在街机上也变得非常流行，这都要归功于Atari，因为他们发布了一个能让两名玩家同时游戏的版本^[7]。

在1988年，Tengen为任天堂娱乐系统发布了“俄罗斯方块”的一个优秀版本，但它很快便从货架上撤掉了，因为任天堂指控Tengen公司侵犯版权。后来，任天堂把那个版本的“俄罗斯方块”换成了自己的版本，可是新版本却缺乏Tengen版的双人对打模式和出色的音乐。到了1989年，任天堂着手将一个移动版本的“俄罗斯方块”与当时崭新的GBA （GAMEBOY ADVANCE新一代掌上游戏机）系统捆绑出售。这个后来成为有史以来销售成绩最佳的游戏系统，对此，“俄罗斯方块”作出了不小的贡献。

本游戏就是在图3.1所示的四种图形从屏幕上方掉下来时，巧妙地安排布置和变形，达到充分利用屏幕空间的目的。每当屏幕的一整行被方块积木排满时，作为奖赏，该行从屏幕上消失，剩余的积木依次往下降一行。当积木堆达到屏幕顶端的时候，游戏结束。

图3.1 俄罗斯方块

游戏的概念十分简单，如今已经成为一种公认的规则：屏幕顶部以随机顺序落下形状各异的碎块，你要试图用它们拼成没有空隙的行列。你没法打赢“俄罗斯方块”，因为你坚持得时间越长，游戏速度也就变得越来越快，而游戏的吸引力就在于使你顶住碎块的进攻，支撑的时间比上一次更长。“俄罗斯方块”举世闻名的游戏性，在该游戏新鲜出炉时就显得非常直观。某些与坠落的玩具碎片和它们的形状有关的东西，使得哪怕新手也会很自然地企图把它们排列起来，并加以适当组合，就好似“俄罗斯方块”触动了某些内在的感官。

3.2 游戏需求

随机给出不同的形状（长条形、Z字形、反Z形、田字形、7字形、反7形、T字型）下落填充给定的区域，若填满一条便消掉，记分，当达到一定的分数时，过关，设置三关，每关方块下落的速度不同，若在游戏中各形状填满了给定区域，为输者。游戏功能要求如下：

①游戏界面需求:良好的用户界面，有关数显示和分数显示。让方块在一定的区域内运动和变形,该区域用一种颜色表明,用一种颜色作为背景,宽度适中，要实现美感。

②游戏形状(方块)需求:良好的方块形状设计，绘制七种常见的基本图形（长条形、Z字形、反Z形、田字形、7字形、反7形、T字型），各个方块要能实现它的变形，可设为顺时针或逆时针变形，一般为逆时针。

③键盘处理事件:方块下落时，可通过键盘方向键（上、下、左、右键）对该方块进行向上(变形),空格（加速）、向左、向右移动。

④显示需求:当不同的方块填满一行时可以消行，剩余方块向下移动并统计分数。当达到一定的分数时过关。设置十关，每关方块下落的速度不同。

第四章详细设计

4.1 方法介绍

⑴方法名：Main()，作用：定义窗口

⑵方法名：Init()，作用：创建变量

⑶方法名：start()，作用：打开线程

⑷方法名：paint()，作用：游戏界面初始化和游戏开始开关

⑸方法名：run()，作用：控制游戏速度

⑹方法名：gameinit()，作用：游戏变量初始化

⑺方法名：begin()，作用：装载图形

⑻方法名：save()，作用：保存上一个图形的坐标

⑼方法名：xian()，作用：屏幕显示

⑽方法名：reach()，作用：处理到达后的图形，进行加分，满行判断及消行处理等

⑾方法名：keyDown()，作用：控制按键信息

⑿方法名：change()，作用：控制图形变化

⒀方法名：destroy()，作用：游戏结束

4.2 屏幕信息初始化

paint()方法是绘制游戏地图的方法，先指明是什么颜色，再定义颜色范围，本游戏是先用红色画了一个大的实心矩形框，再在红色中画一个比红色小一点的黑色实心矩形框，这样黑色的框便会把原来红色的部分遮掉，让人看起来就是黑色的框周围围了一圈红色。黑色矩形框为后面的游戏方块活动的范围。该方法中还设置了一把锁，是游戏是否开始的锁，如果还没开始则会在黑色框中提示游戏开始的方法。如果游戏锁解开，会调用gameinit()方法。Paint()方法还可在前面加re，即repaint()，该方法可以将整个屏幕清屏，再重新画一个游戏界面。

也由于如此，如果在方块向下运动中，每运动一行都要掉用一次repaint()方法的话，屏幕便会闪烁的很快，这样就游戏的可观性来说很不好。所以我另外定义了一个制作图形变量(Graphics gg)，这个变量只要被激活(gg = getGraphics()),就可以拥有绘图的所有功能。同时也定义了另外一个绘图的方法(xian())，这样就减少重新绘图而造成的屏幕闪烁问题。有关xian()方法的使用，将在后面的显示控制中提到。

gameinit()方法是游戏初始化，用双重循环把定义游戏地图的二维数组screen[][]赋为false，即清空游戏地图中的所有方块。也把每行方块数初始化，分数初始化，打开游戏地图清屏开关，再调用装载游戏方块begin()方法。

4.3 方块的装载

定义一个随机变量,然后调用随机函数（rand=(int)(Math.random()*7)+1),

所取得的随机数在1到7之间，用这7个数字表示7中常见的方块，并从7种方块中随机抽取图形。每一种方块都是由两个一维数组(x，y)表示的，其中一个用来保存方块所在行，另一个数组用来保存方块所在列，这样有利于方块在屏幕上准确而有活动的定位。所有7种图形都是在三行三列的地图中研究后给出的坐标，给出的坐标也是方块在游戏地图中靠最顶行的坐标。这就好象方块存在于一个三行三列大小的图形中而够成的一张图片。图片的运动也就是方块的运动，这样，要实现方块的变形，就要在三行三列的图形中定义一个最左上角的基点，方块运动，基点也跟着运动。基点坐标在加载方块是加载，基点的存储空间在加载每个方块数组的最后定义。这样使得方块在游戏地图中的每一个地方都可以变形。也不会因为变形而方块在游戏地图中的变动很厉害，出现瞬移的现象。图形坐标装载完后，先判断在方块的下一行是否已有方块，如果有则说明方块以到达游戏地图的顶端，游戏将结束。没有则先把方块坐标保存，这是为了在方块向下移动的时候在它的后面不会有虚假的方块，因为方块向下运动，记录的是新一行的方块坐标，但旧一行的没有消掉，所以要先旧方块的坐标保存起来，搽掉旧方块再显示方块。这样也会减少屏幕的闪烁问题。

4.4 处理键盘事件

keyDown()是处理按键的事件，刚开始运行程序时，游戏还没有开始，这时除S键（解键盘锁的键）是有用外，其他的键都给锁住，这样可以避免键盘过早的控制游戏。在判断是否在S键的语句中还加了对游戏锁取反并判断是否为真的语句，两个语句同时成立时，才会解开游戏锁，程序开始时，游戏还没有开始，游戏锁是关的，但是取反后它就是真的，所以只要按下S键后，两个语句都成立。这样做是为了在游戏开始时再按下S键，游戏不会重新开始，即游戏开始后，S键就没有用了。按下S键后，游戏锁才被解开，键盘也被解开。每当有按键，也就是方块要产生变化时，先保存方块的坐标，便于清理旧方块，显示新方块。当方块要进行上（变形）、下、左、右变化时，先对方块将要移动到的位置进行判断，判断是否有障碍，有则保持原来的位置不变，没有则根据所按的键执行相关的操作。再把方块的位置显示在屏幕上。方块的移动其实也只是对行或列坐标的增减而己。

4.5 控制游戏速度与自动下降

为了使每一关中每个方块的下降速度的一致性，Thread.sleep(1200-pass*300)是一个固定的数字，每次循环时都会根据关数（pass）的级别决定所增加的数字大小。可以说控制游戏的关数，也就是控制速度，也可以说是对休眠时间长短的控制，休眠时间越短则游戏关数越高，游戏速度就越快。因为这个数字就是控制方块在每行的休眠时间,不会受游戏者按键的影响。

Thread.sleep（）是游戏休眠，括号中的数字将决定休眠的时间，也是方

块在此行停留的时间。Run()是当游戏没有任何操作，就会返回它进行循环运行。如果游戏还没开始那么在这里下降功能将被锁定，因为游戏都没有开始，在这里处理自动下降有点说不过去。如果游戏开始这个功能马上会被开启，正因为有自动向下运行的功能，那么也少不了障碍物的判断和是否到达底行的判断，只要符全其中之一，就可以调用到达事件（reach()）来处理。否则就为了清除旧图而保存方块当前坐标，然后方块再向下移动一行。方块向下运动时，先保存旧方块的坐标，记录新的方块坐标，然后用黑色把旧方块覆盖，再画出新方块的图形，由于电脑处理速度快，在视觉效果上就像方块向下运动了一行一样。

4.6 处理到达事件

reach()事件是在方块自动下降或是按键下降时,当方块新坐标遇到障碍或是到达底部时调用此事件。到达事件是将方块所在位置上的点，用一个屏幕数组记录下来，成为以后的障碍物。

在这里还有一点要做详细的解说，屏幕是如何实现，为什么方块能够堆积之类的问题：

屏幕采用的是一个二维的逻辑数组，主要描述第几行第几列上是否存在方块，如果存在则这个逻辑变量的值将会为真，否则为假。这个数组也能描述哪行哪列上存在着小方块，能描述方块在屏幕上的准确位置。但在屏幕上显示方块，

是通过这个数组和显示里面的控制得到屏幕上的显示信息。

到达事件一触动就证明了方块到达目的地，那么就将方块进行堆积。

循环是因为每个方块都是有四个小方块组合而成的，之前有过说明。

screen[x[j]][y[j]]=true只是将每个小方块所在位置记录下来，使方块能够堆积在一起。row[y[j]]++统计小方块所在行的数目，给下一节的判断满行提供条件。可能会问到方块下降时会不会把这些己经堆积在屏幕上的图形清除，关于这方面我在方块发生任何运动之前都会做一次障碍物判断，也就是判断它即将要到达的那一点是否有小方块的存在（那一点的坐标是否为真），存在则不移动，不存在才会移动。所以它不会清除己存在于屏幕上的任何图形。

统计分数：在消行处理里面有一个专门用来统计消行数的变量，然后根据变

量的值决定分数的多少，程序统计分数是：消一行得10分，同时消4行得40分，没有定义因为同时消多行而得多分数的情况。如果总分数达到过关条件就过关，改变游戏速度，游戏初始化，开启新的一关，然后再加载方块。没有达到过关分数或者没有满行，则加载下一个方块继续游戏。

4.7 判断满行及消行

满行判断及消行是到达事件中的一部分,是方块堆积,并对每个小方块所在行个数统计后,利用循环语句从屏幕最底行依次向上对有方块的每一行进行判断,判断是不是空行，如果那一行是空行则证明它以上的所有行都将不会有方块，也就不必要向上查找了。不是则判断当前行是否满行的，如果满行则看有个连续几个满行的在一起。然后再判断是否有行满的情况，否的话就继续检查上一行。不然就进行消行处理及方块下移。最后再向上查找满行情况直到本行为空时为止。

消行及方块下移：当有行满时，则说明需要消行，有消行那么所有方块则要下移。当本行满时，则以间隔为1向上查找，当遇到所查找的行也是满行，那么它的间隔自增1，然后继续向上查找，直到那一行不是满行的情况，则将此行所有数据信息移到本行，以后本行以上的每行都会以这个间隔去判断它将获得的那行数据，可以则继承，不然和上述一样操作。如果将获得的那行数据为空行，则只须对本行的数据清空即可，那么方块下移也就完成。

4.8 显示控制