高成珍

摘要：俄羅斯方塊是一款簡(jiǎn)單有趣的益智類小游戲，通過(guò)對(duì)游戲中包含的元素及其關(guān)系的分析，抽象出相應(yīng)的類和接口，通過(guò)對(duì)游戲過(guò)程的分析，抽象出關(guān)鍵的流程，并通過(guò)Java語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：俄羅斯方塊；Java

0引言

俄羅斯方塊是一款經(jīng)久不衰的益智類小游戲，游戲規(guī)則簡(jiǎn)單、有趣，老少皆宜。對(duì)于Java初學(xué)者來(lái)說(shuō)是一個(gè)不錯(cuò)的練習(xí)項(xiàng)目，難度適中，不僅可以檢驗(yàn)知識(shí)的綜合運(yùn)用，提升開(kāi)發(fā)技能，培養(yǎng)面向?qū)ο缶幊趟季S，同時(shí)還可以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)自我效能感。

1俄羅斯方塊游戲中核心元素

游戲中核心元素包括3個(gè)：各種形狀的方塊、底部障礙物以及游戲面板。游戲主要是控制方塊在面板上的移動(dòng)與變化以及障礙物的增加和消除。

1.1方塊

經(jīng)典的俄羅斯方塊游戲中方塊主要有7種類型，如圖1所示，每一種類型又有若干種變形，如圖2所示。

根據(jù)圖2形狀的分析可以得出，所有的方塊都可以用一個(gè)4*4的格子表示，格子有兩種狀態(tài)：空白和填充。對(duì)于不同的形狀，填充部分不同而已，所以可以用一個(gè)包含16個(gè)整型元素的一維數(shù)組來(lái)表示一種具體的形狀。當(dāng)需要填充時(shí)，對(duì)應(yīng)的位置上的數(shù)字為1，否則位置上的數(shù)字為0。采用二維數(shù)組存儲(chǔ)一種類型的方塊，第一維表示的是第幾種變體，第二維表示具體形狀的數(shù)值。采用三維數(shù)組存儲(chǔ)所有的方塊，第一維表示哪一種類型，第二維表示該類型的第幾種變體，第三維表示具體形狀的數(shù)值。對(duì)于方塊來(lái)說(shuō)除了要知道它的形狀以外，還需要知道它的位置，并且能夠根據(jù)需要進(jìn)行移動(dòng)和變形，所以方塊類（Shape）的設(shè)計(jì)如圖3所示。

1.2障礙物

障礙物實(shí)際上就是不能移動(dòng)的方塊組合，障礙物會(huì)隨著游戲執(zhí)行過(guò)程而不斷增加或減少。與方塊類似可以采用一個(gè)二維數(shù)組來(lái)保存障礙物，數(shù)組的大小即為整個(gè)面板中橫向和縱向上格子的個(gè)數(shù)，對(duì)于需要填充的格子數(shù)值標(biāo)記為1，空白格子對(duì)應(yīng)的數(shù)值為0。障礙物添加后需要判斷是否超出邊界，如果超出則游戲結(jié)束，同時(shí)需要判斷是否有滿行，有則需要?jiǎng)h除等等，障礙物類（Ground）的關(guān)鍵屬性和方法如圖4所示。

1.3游戲面板

游戲面板主要用于顯示方塊以及障礙物，需要指定寬度和高度，為了使程序更為靈活，面板的寬度和高度不指定為具體的數(shù)值，而是以格子為單位，指定包含多少個(gè)格子，通過(guò)靜態(tài)常量指定格子個(gè)數(shù)以及格子的邊長(zhǎng)。游戲面板類的關(guān)鍵屬性和方法如圖5所示。

2俄羅斯方塊游戲關(guān)鍵流程

俄羅斯方塊游戲的主要流程為：游戲開(kāi)始后，隨機(jī)生成方塊，啟動(dòng)線程讓方塊定時(shí)下落，監(jiān)聽(tīng)用戶的按鍵操作控制方塊的移動(dòng)和變形，及時(shí)刷新方塊位置，方塊位置變化后需重新判斷是否可以繼續(xù)移動(dòng)，如果不能移動(dòng)則將其轉(zhuǎn)換成障礙物。轉(zhuǎn)換后需判斷是否可以消除障礙物，以及是否游戲結(jié)束。具體流程如圖6所示，程序運(yùn)行效果如圖7所示。

3關(guān)鍵功能分析與設(shè)計(jì)

3.1如何實(shí)現(xiàn)方塊的移動(dòng)

方塊移動(dòng)有兩種類型：一種是定時(shí)自由下落；另一種是根據(jù)用戶的按鍵操作進(jìn)行變化，如左移、右移、下移或者旋轉(zhuǎn)。對(duì)于第一種移動(dòng)類型，通過(guò)單獨(dú)啟動(dòng)一個(gè)線程來(lái)完成，線程每隔一定的時(shí)間，執(zhí)行Shape的下移方法，下移后需通知面板及時(shí)刷新。因?yàn)镾hape類和GamePanel面板類不在同一個(gè)文件，二者之間不能直接通信，可借助于中介一控制器Controller。為Shape對(duì)象添加一個(gè)監(jiān)聽(tīng)變化的監(jiān)聽(tīng)器ShapeListener，而Controller實(shí)現(xiàn)了該接口，在創(chuàng)建Controller對(duì)象時(shí)傳遞GamePanel對(duì)象，形狀發(fā)生變化時(shí)，會(huì)調(diào)用Controller的相應(yīng)方法，在該方法內(nèi)可調(diào)用GamePanel的顯示方法。對(duì)于第二種移動(dòng)類型，主要是通過(guò)監(jiān)聽(tīng)用戶按鍵的操作，然后根據(jù)所按的鍵，執(zhí)行相應(yīng)的操作（←表示左移，↓表示右移，↓表示下移，↑表示旋轉(zhuǎn)），最后同樣調(diào)用GamePanel的顯示方法，刷新界面。

3.2方塊與障礙物的轉(zhuǎn)換及消除障礙物

障礙物實(shí)際上就是不能移動(dòng)的方塊，當(dāng)方塊不能向下移動(dòng)時(shí)，就需要將其轉(zhuǎn)換成障礙物，只需獲取方塊的位置，然后將障礙物中該位置對(duì)應(yīng)的值設(shè)置為1，然后重新繪制即可。轉(zhuǎn)換成障礙物后，循環(huán)遍歷每一行數(shù)據(jù)，如果一行中所有的數(shù)據(jù)都為1，則表明這一行為滿格，需要消除，只需要將該行上面的所有數(shù)據(jù)集體向下移動(dòng)即可。

4總結(jié)

本文從面向?qū)ο缶幊趟枷氤霭l(fā)，分析俄羅斯方塊游戲中主要的元素及其關(guān)系，抽象出相應(yīng)的類和接口，整體采用MVC模式，通過(guò)控制器控制對(duì)象間的通信與數(shù)據(jù)傳遞，具有較好的擴(kuò)展性和靈活性。對(duì)于提升初學(xué)者綜合運(yùn)用Java知識(shí)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)具有一定的借鑒意義。