有趣小游戏之俄罗斯方块
2022-7-30 ~ 2022-12-28
(10)
游戏介绍
这是我以前使用 C++ 和 EasyX 写的一个俄罗斯方块小游戏，里面用到的 C++ 特性并不多。游戏主要分成了两个类来实现：Game 和 Block 类，分别用来实现游戏逻辑和单独的俄罗斯方块，里面顶多就用到了静态成员函数和变量的特性，但主要的游戏逻辑还是放到了 main 函数中实现。这样，每个类分工明确，就实现了俄罗斯方块游戏。代码非常简单，里面的每个游戏逻辑都值得初学者分析和学习。最后，大家如果有什么建议或者代码中存在不足，还恳请在评论区留言，我会尽力修改，提高游戏的代码质量！
游戏截图
代码分析
1. Block 类
这个类主要封装了俄罗斯方块中的独立小方块，提供了各种函数来操作方块，比如 move 移动方块、clear 清除方块、draw 绘制方块等等。但其中的重点是方块碰撞的判断和旋转方块的算法：方块碰撞的判断可以先移动方块，接着遍历方块在地图上每一个块的位置，如果这里有块，就说明发生碰撞了；而旋转方块的算法，因为除了长条占四格以外，其它方块只占三格，所以我们采用最简单的方法，只旋转三格以内的块，具体做法是中心块不变，分别旋转十字中心和四个角，长条方块另外处理。这样简单的实现方法 “小学生” 也能看懂，于是就实现了 Block 类。
2. Game 类
这个类的主要功能是完成游戏界面的绘制和方块满行的判断。游戏界面的绘制很简单，而对于方块满行的判断，可以先遍历一行，如果满行，就将上面的每一行都下移一格位置。这样，Game 类的实现也就大功告成了！
源码下载
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/*
* 程序：有趣小游戏之俄罗斯方块
* 作者：Qt小徐
* 编译环境：Visual Studio 2022 + EasyX_20220610
* 最后修改：2022-7-30
*/
#include <easyx.h>
#include <ctime>
#define MAP_WIDTH 10 // 地图宽度
#define MAP_HEIGHT 20 // 地图高度
#define BLOCK_WIDTH 20 // 方块宽度
// 游戏类
class Game
{
public:
void drawMap() const; // 绘制地图
void drawPrompt() const; // 绘制提示界面
bool checkLine(const unsigned& line) const; // 判断满行
void clearLine(); // 清除满行
// 内联函数
public:
// 设置地图
void setMap(const int& x, const int& y, const bool& value)
{
map[x][y] = value;
}
// 获取地图
const bool& getMap(const int& x, const int& y) const
{
return map[x][y];
}
// 添加游戏时间
void addGameTime()
{
gameTime += 500;
}
private:
bool map[MAP_WIDTH][MAP_HEIGHT] = { 0 }; // 地图数组
unsigned score = 0; // 游戏分数
unsigned gameTime = 0; // 游戏时间
};
void Game::drawMap() const
{
// 绘制边框
roundrect(10, 10, 340, 430, 10, 10);
rectangle(20, 20, 220, 420);
// 绘制地图
setfillcolor(LIGHTCYAN);
for (int i = 0; i < MAP_WIDTH; i++)
{
for (int j = 0; j < MAP_HEIGHT; j++)
{
if (map[i][j])
{
int left = 20 + 20 * i, top = 20 + 20 * j;
fillrectangle(left, top, left + 20, top + 20);
}
}
}
}
void Game::drawPrompt() const
{
// 设置字体
LOGFONT f;
gettextstyle(&f);
f.lfHeight = 30;
wcscpy_s(f.lfFaceName, L"微软雅黑");
f.lfQuality = DEFAULT_QUALITY;
settextstyle(&f);
settextcolor(BLACK);
// 绘制 “下一方块” 提示
outtextxy(235, 20, L"下一方块");
rectangle(240, 60, 320, 140);
// 绘制 “分数” 和 “时间”
f.lfHeight = 25;
settextstyle(&f);
wchar_t str[10];
wsprintf(str, L"分数：%u", score);
outtextxy(230, 150, str);
wsprintf(str, L"时间：%u秒", gameTime / 1000);
outtextxy(230, 175, str);
// 绘制 “俄罗斯方块”
f.lfHeight = 40;
settextstyle(&f);
settextcolor(RED);
outtextxy(234, 250, L"俄罗斯");
outtextxy(250, 290, L"方块");
outtextxy(240, 330, L"Tetris");
// 绘制 “作者”
f.lfHeight = 25;
settextstyle(&f);
outtextxy(234, 395, L"作者：小徐");
}
bool Game::checkLine(const unsigned& line) const
{
for (int i = 0; i < MAP_WIDTH; i++)
{
if (map[i][line] == 0)
{
return false;
}
}
return true;
}
void Game::clearLine()
{
int line = -1;
// 判断哪一行满行
for (int j = 0; j < MAP_HEIGHT; j++)
{
if (checkLine(j))
{
line = j;
break;
}
}
if (line != -1)
{
// 将上一行移至满行
for (int j = line; j > 0; j--)
{
for (int i = 0; i < MAP_WIDTH; i++)
{
map[i][j] = map[i][j - 1];
}
}
score += 10; // 将游戏分数加 10
}
drawPrompt();
}
// 方块类
class Block
{
public:
Block(Game& game, const int& x = (MAP_WIDTH - 4) / 2, const int& y = 0); // 初始化函数
bool move(const unsigned& direction = 0); // 移动函数，0 表示下移一格，1 表示左移一格，2 表示右移一格，当下移检测到碰撞时返回 true
void draw() const; // 绘制函数
void clear() const; // 清除函数
void addMap() const; // 添加方块到地图
void rotate(); // 旋转方块，false 向左，true 向右
bool checkCollision() const; // 碰撞检查
static void generateBlockData(); // 初始化方块数据
void setPos(const int& x = (MAP_WIDTH - 4) / 2, const int& y = 0); // 设置方块坐标
void randType(); // 随机方块类型
void operator=(const Block& block); // 为 Block 赋值
private:
int x; // 方块 X 坐标
int y; // 方块 Y 坐标
unsigned char type; // 方块类型
bool direction; // 旋转方向，false 代表顺时针，true 代表逆时针
bool block[4][4]; // 方块数组，true 表示有方块，false 表示没方块
COLORREF color; // 方块填充颜色
static bool blockData[7][4][4]; // 方块数据，对象共享的资源
Game& game; // Game 引用对象
};
bool Block::blockData[7][4][4] = { 0 };
Block::Block(Game& game, const int& x, const int& y) : game(game), x(x), y(y)
{
type = rand() % 7; // 随机方块类型
direction = 1;
// 设置方块填充颜色
switch (type)
{
case 0:
color = LIGHTBLUE;
break;
case 1:
color = GREEN;
break;
case 2:
color = LIGHTGREEN;
break;
case 3:
color = YELLOW;
break;
case 4:
color = RED;
break;
case 5:
color = CYAN;
break;
case 6:
color = MAGENTA;
}
// 复制方块数据
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
for (int j = 0; j < 4; j++)
{
block[i][j] = blockData[type][i][j];
}
}
}
bool Block::move(const unsigned& direction)
{
switch (direction)
{
case 0:
y++;
if (checkCollision())
{
y--;
return true;
}
break;
case 1:
x--;
if (checkCollision())
{
x++;
}
break;
case 2:
x++;
if (checkCollision())
{
x--;
}
break;
}
return false;
}
void Block::draw() const
{
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
for (int j = 0; j < 4; j++)
{
if (block[i][j])
{
// 绘制方块，Y 坐标为负时不绘制
if (j + y >= 0)
{
setfillcolor(color);
int left = 20 + BLOCK_WIDTH * (x + i), top = 20 + BLOCK_WIDTH * (j + y);
fillrectangle(left, top, left + BLOCK_WIDTH, top + BLOCK_WIDTH);
}
}
}
}
}
void Block::clear() const
{
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
for (int j = 0; j < 4; j++)
{
if (block[i][j])
{
// 清除方块
int left = 20 + BLOCK_WIDTH * (x + i), top = 20 + BLOCK_WIDTH * (j + y);
clearrectangle(left, top, left + BLOCK_WIDTH, top + BLOCK_WIDTH);
}
}
}
}
void Block::addMap() const
{
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
for (int j = 0; j < 4; j++)
{
if (block[i][j])
{
// 添加方块
game.setMap(x + i, y + j, block[i][j]);
}
}
}
}
void Block::rotate()
{
// 田字方块不旋转
if (type != 4)
{
// 只旋转左上角 3 * 3 的区域
bool temp;
if (direction == 0) // 顺时针旋转
{
// 角旋转
temp = block[0][0];
block[0][0] = block[0][2];
block[0][2] = block[2][2];
block[2][2] = block[2][0];
block[2][0] = temp;
// 十字中心旋转
temp = block[1][0];
block[1][0] = block[0][1];
block[0][1] = block[1][2];
block[1][2] = block[2][1];
block[2][1] = temp;
}
else // 逆时针旋转
{
// 角旋转
temp = block[0][0];
block[0][0] = block[2][0];
block[2][0] = block[2][2];
block[2][2] = block[0][2];
block[0][2] = temp;
// 十字中心旋转
temp = block[1][0];
block[1][0] = block[2][1];
block[2][1] = block[1][2];
block[1][2] = block[0][1];
block[0][1] = temp;
}
// 处理其它方块的特殊情况
switch (type)
{
// 长条方块
case 0:
if (block[1][3])
{
block[1][3] = 0;
block[3][1] = 1;
}
else
{
block[1][3] = 1;
block[3][1] = 0;
}
break;
// Z 字方块（正）和 Z 字方块（反）
case 5:
case 6:
// 没有发生碰撞才执行此操作
if (!checkCollision())
{
direction = !direction;
}
}
// 碰撞检查，如果发生碰撞则往相反方向旋转一次
if (checkCollision())
{
// 相反方向旋转
if (direction == 1) // 顺时针旋转
{
// 角旋转
temp = block[0][0];
block[0][0] = block[0][2];
block[0][2] = block[2][2];
block[2][2] = block[2][0];
block[2][0] = temp;
// 十字中心旋转
temp = block[1][0];
block[1][0] = block[0][1];
block[0][1] = block[1][2];
block[1][2] = block[2][1];
block[2][1] = temp;
}
else // 逆时针旋转
{
// 角旋转
temp = block[0][0];
block[0][0] = block[2][0];
block[2][0] = block[2][2];
block[2][2] = block[0][2];
block[0][2] = temp;
// 十字中心旋转
temp = block[1][0];
block[1][0] = block[2][1];
block[2][1] = block[1][2];
block[1][2] = block[0][1];
block[0][1] = temp;
}
if (type == 0)
{
if (block[1][3])
{
block[1][3] = 0;
block[3][1] = 1;
}
else
{
block[1][3] = 1;
block[3][1] = 0;
}
}
}
}
}
bool Block::checkCollision() const
{
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
for (int j = 0; j < 4; j++)
{
// 判断方块是否与地图发生碰撞，顶部不判断
if ((game.getMap(x + i, y + j) || 20 + BLOCK_WIDTH * (x + i) < 20 || 20 + BLOCK_WIDTH * (x + i) + BLOCK_WIDTH > 220 || 20 + BLOCK_WIDTH * (j + y) + BLOCK_WIDTH > 420) && block[i][j])
{
return true;
}
}
}
return false;
}
void Block::generateBlockData()
{
// 长条方块
blockData[0][1][0] = blockData[0][1][1] = blockData[0][1][2] = blockData[0][1][3] = true;
// 七字方块（正）
blockData[1][0][0] = blockData[1][1][0] = blockData[1][1][1] = blockData[1][1][2] = true;
// 七字方块（反）
blockData[2][2][0] = blockData[2][1][0] = blockData[2][1][1] = blockData[2][1][2] = true;
// 凸字方块
blockData[3][1][0] = blockData[3][0][1] = blockData[3][1][1] = blockData[3][2][1] = true;
// 田字方块
blockData[4][0][0] = blockData[4][1][0] = blockData[4][0][1] = blockData[4][1][1] = true;
// Z 字方块（正）
blockData[5][0][0] = blockData[5][1][0] = blockData[5][1][1] = blockData[5][2][1] = true;
// Z 字方块（反）
blockData[6][2][0] = blockData[6][1][0] = blockData[6][1][1] = blockData[6][0][1] = true;
}
void Block::setPos(const int& x, const int& y)
{
this->x = x;
this->y = y;
}
void Block::randType()
{
type = rand() % 7; // 随机方块类型
direction = 1;
// 设置方块填充颜色
switch (type)
{
case 0:
color = LIGHTBLUE;
break;
case 1:
color = GREEN;
break;
case 2:
color = LIGHTGREEN;
break;
case 3:
color = YELLOW;
break;
case 4:
color = RED;
break;
case 5:
color = CYAN;
break;
case 6:
color = MAGENTA;
}
// 复制方块数据
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
for (int j = 0; j < 4; j++)
{
block[i][j] = blockData[type][i][j];
}
}
}
void Block::operator=(const Block& block)
{
x = block.x;
y = block.y;
type = block.type;
direction = block.direction;
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
for (int j = 0; j < 4; j++)
{
this->block[i][j] = block.block[i][j];
}
}
color = block.color;
}
int main()
{
SetWindowText(initgraph(350, 440), L"俄罗斯方块");
// 设置绘图颜色
setbkcolor(WHITE);
cleardevice();
setlinecolor(BLACK);
// 生成游戏界面和数据
srand(time(NULL));
Block::generateBlockData();
Game game;
game.drawMap();
game.drawPrompt();
Block b(game);
Block nextBlock(game, 11, 2); // 下一方块
clock_t start = 0; // 时钟开始时间
clock_t end; // 时钟结束时间
ExMessage msg;
nextBlock.draw();
// 游戏循环
BeginBatchDraw();
while (true)
{
b.clear();
clearrectangle(20, 20, 220, 420);
game.drawMap();
// 按键按下
while (peekmessage(&msg, EX_KEY) && msg.message == WM_KEYDOWN)
{
switch (msg.vkcode)
{
// 上键旋转
case 'W':
case VK_UP:
b.rotate();
break;
// 下键加速下落
case 'S':
case VK_DOWN:
if (b.move())
{
// 重新设置方块
b.addMap();
b = nextBlock;
b.setPos();
nextBlock.clear();
nextBlock.setPos(11, 2);
nextBlock.randType();
nextBlock.draw();
// 如果方块刚刚生成却发生了碰撞，说明游戏结束
if (b.checkCollision())
{
MessageBox(GetHWnd(), L"游戏结束！", L"提示", MB_ICONWARNING);
goto exit;
}
}
break;
// 左键移动
case 'A':
case VK_LEFT:
b.move(1);
break;
// 右键移动
case 'D':
case VK_RIGHT:
b.move(2);
break;
// Esc 键退出程序
case VK_ESCAPE:
goto exit;
break;
}
}
// 判断每过了 500 毫秒方块下移一格
end = clock();
if (end - start >= 500)
{
if (b.move())
{
// 重新设置方块
b.addMap();
b = nextBlock;
b.setPos();
nextBlock.clear();
nextBlock.setPos(11, 2);
nextBlock.randType();
nextBlock.draw();
// 如果方块刚刚生成却发生了碰撞，说明游戏结束
if (b.checkCollision())
{
MessageBox(GetHWnd(), L"游戏结束！", L"提示", MB_ICONWARNING);
goto exit;
}
}
start = clock();
game.addGameTime();
}
b.draw();
game.clearLine();
FlushBatchDraw(); // 刷新缓冲区
Sleep(50); // 每 50 毫秒接收一次按键
}
exit:
EndBatchDraw();
closegraph();
return 0;
}
