基于JAVA的俄羅斯方塊游戲的設計與實現

劉恒 重慶醫科大學附屬第二醫院

1 引言

俄羅斯方塊是一款單機或聯機的益智小游戲。它是由俄羅斯人Alexei Pakitnov發明的。俄羅斯方塊的基本規則是利用方向鍵控制掉落小塊進行方向移動，將它排列成一條或多條線，消除后獲得分數。因為它操作簡單而又對人的預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，運用書本所學知識以及實際操作項目，編寫了俄羅斯方塊游戲，并實現了一些擴展功能。

2 需求分析

2.1 系統開發環境

目前，最普遍的是使用Java語言來開發小型游戲，并且有時可以在互聯網上看到一些中型游戲也是Java開發的。Java程序本身提供了大量的API鏈接庫，包括繪圖、網絡和多媒體，甚至是3D。因此，使用Java程序設計可以獲得相當多的資源。

JBuilder的可視化集成開發環境包括文本編輯器、項目創建工具、對象瀏覽器和調試器。用戶可以在集成開發環境中創建和開放項目、打開和編輯文件，并運行和調試應用程序。可以這樣說，在JBuilder中開發Java程序是具有很高的效率。

2.2 系統玩法及規則

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

如表1所列，除了常規控件外，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 系統設計分析

Java是一種面向對象（OO）編程語言，其許多優點在此不作討論。從面向對象的概念出發，該程序可以分為以下幾個對象：

① 方塊類型數據

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

② 程序運算邏輯

程序中的邏輯操作通常執行數值操作和分析，如塊判斷、塊行判斷、刪除判斷、塊移動或事件響應，以及結果排序。

③ 繪圖

圖紙將根據展示平臺而有所不同。例如，獨立機器和手機的顯示環境可能不一樣，或者顯示效果可能不同。例如，當游戲風格被修改時，可以產生不同的顯示效果。

④ 顯示平臺

“高可移植性”是Java的一個屬性。Java應用程序覆蓋了許多領域，比如移動電話、pda、獨立程序和瀏覽器，不同的平臺有不同的設置。如果顯示平臺是一個單獨的分類，它將會使主程序更加完整，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動和變化，增加和消除障礙物。

3.1 方塊

經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網格表示。網格有兩個狀態：空白和填充。對于不同的形狀，填充部分是不同的，因此，一個由16個整數元素組成的一維數組可以用來表示一個特定的形狀。當你需要填充的時候，對應位置的數字是1，否則位置的個數是0。

一個二維數組用于存儲一種類型的塊。第一個維度表示第一個變量，第二個維度表示特定形狀的值。一個三維數組用于存儲所有的正方形；第一個維度表示哪個類型，第二個維度表示類型的第一個變量，第三維表示一個特定形狀的值。除了了解它的形狀之外，還需要知道它的位置，并且可以根據需要移動和變形。

3.2 障礙物

障礙實際上是一個不能移動的正方形的組合。隨著游戲的進程，障礙增加或減少。就像方塊一樣，你可以使用二維數組來存儲障礙物。

數組的大小是整個面板的水平和垂直方向上的網格數。對于需要填充的網格，該值被標記為1，而空白網格的值為0。在添加了一個障礙之后，需要確定它是否超出了邊界。如果超過了障礙，比賽就結束了。同時，你需要確定是否有一條完整的線，如果有滿行，則需要刪除障礙物。

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值。相反，網格被用作一個單元來指定包含多少個網格。靜態常量指定網格的數量和網格的邊緣。圖5顯示了游戲面板類的關鍵屬性和方法。

4 概要設計

4.1 系統介紹

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

游戲的主要功能如下：

當游戲程序打開時，有一個登入頁面，用來顯示游戲的加載情況。

設計使用箭頭鍵和空格鍵來控制塊，向上箭頭是一個90度旋轉框，空格鍵用于直接落下塊，每種類型的塊都有自己的預覽圖。

在玩的過程中，顯示玩家級別、分數和消除的行數。

游戲有暫停、開始和結束等控制。

可以讓玩家來調整游戲的速度和游戲級別。

可以讓玩家設置游戲的聲音、背景音樂及音效。

在游戲結束時，如果玩家的分數進入了前10名，就會彈出輸入玩家昵稱的對話框，并將玩家的名字存入檔案之中。

4.2 系統簡單設計

由于我們將把這個游戲作為一個應用程序編寫，我們首先需要設計游戲的主框架和菜單。游戲的主要框架使用一個標準的Windows框架，有標題欄、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、暫停、重新啟動和結束游戲。在框架的底部，還可以放置一個狀態欄來顯示游戲的當前狀態。

4.3 系統功能設計

⑴ 登入頁面

由一張圖片和一個進度條組成。

“圖片”：用來顯示游戲信息。

“進度條”：用來顯示游戲時間。

⑵ 游戲主頁面

由菜單條、游戲面板和狀態欄組成，分別說明如下：

① 菜單條：1、“游戲”菜單，包含2個菜單項和1個子菜單組成。

“開始游戲”：用來選擇游戲版本和運行游戲。

“放棄游戲”：用來退出當前游戲，返回主界面。

“退出游戲”：用來退出程序。

2、“設置”菜單，它包含6個菜單項。

“暫停游戲”：用來暫停游戲，再次點擊時可以取消暫停。

“重新開始”：重玩游戲。

“速度等級”：選擇游戲速度難度。

“障礙等級”：選擇游戲障礙難度。

“播放背景音樂”：用來播放場景音樂，版本不同，音樂不同。

“播放音效”：用來播放一些觸發音樂，它隨著版本不同而異。

3、“成績”菜單，它只包含1個菜單項。

“排行榜”：用來查看分數為前10名的玩家信息。

4、“幫助”菜單，它包含2個菜單項。

“游戲文字說明”：以文字的形式，說明游戲的功能和玩法。

“關于”：用來顯示游戲的一些版本信息。

② 游戲面板：1、“方塊活動區”，方塊程序在里面進行。

2、“預備方塊顯示區”，用來顯示預備的三個方塊組。

3、“成績狀態顯示區”，用來顯示游戲級別、分數和消除的行數。

③ 狀態欄：用來顯示游戲的狀態，它包含有三個狀態：游戲裝載完畢、游戲運行

中及暫停游戲。

⑶ 游戲結束頁面

由游戲結束顯示框和輸入個人信息顯示框組成。

① 游戲結束顯示框：顯示游戲已經結束，并讓玩家選擇退出游戲還是還是重新一局。

② 輸入個人信息顯示框：用于輸入玩家的一些個人信息保存。

4.4 如何實現方塊的移動

有兩種類型的塊運動：一種是定時自由落體；另一個是基于用戶的擊鍵的改變，例如左，右，下或旋轉。對于第一種類型的移動，通過單獨啟動一個線程，線程會定期執行Shape的向下移動方法，另外，在移動時，必須立即在面板上更新。因為shape級和gamepanel面板都不是相同的文件，所以不能直接進行相互轉換，但是可以使用中間控制器控制器。

4.5 方塊與障礙物的轉換及消除障礙物

障礙物是一個能看見但是移動不了的一個區域。如果模塊不能向下移動，則簡單地獲得模塊位置，并且將相應的障礙物位置設置為1并且重新打開，這樣可以轉換成障礙物。成為障礙后，幾次作成數據。如果一行的所有數據是1，則該行為填滿，并可以消除。

5結語

本文從面向對象編程的角度來看，解析了俄羅斯方塊游戲的主要內容和構造，將MVC模式作為一個整體，通過對象來控制遠程通信、數據傳輸、控制器，從而使其具有擴展和靈活性。對于初學者來說，提高Java知識的使用設計系統具有一定的研究意義。