俄罗斯方块Java程序设计

俄罗斯方块游戏
一、课题内容和要求
课题内容：俄罗斯方块游戏（Tetris）是一款经典单机游戏，早期常见于各个平台。

设计一个俄罗斯方块，玩家根据下落的不同方块形状，通过上、下、左、右四个键实现对方块的左右移动、旋转、下落等控制。

游戏中，一共有7种不同的方块形状、每种方块以1/7的概率随机出现，一旦方块到达顶部，游戏结束。

当某一个行布满方块时，改行消除。

基本要求：通过图形界面实现俄罗斯方块游戏；能以图形显示游戏运行的过程；实现相应四个键游戏玩家的控制；记录消除的行数。

扩展要求：在上述功能要求的基础上，为了提高成绩，可以添加一些额外的功能；变量、方法命名符合规范；注释详细：每个变量都要求有注释说明用途；函数有注释说明功能，对参数、返回值也要以注释的形式说明用途；关键的语句段要求有注释解释；程序的层次清晰，可读性强。

系统功能要求：
（1）界面设定
玩家可以在界面左侧的游戏区中堆积方块，游戏区上面有“游戏”“帮助”两个选项，界面右侧为游戏得分，玩家在游戏过程中随时可以查看游戏得分。

（2）游戏控制
不同的随机图形会从区域上方缓慢落下，通过键盘的左、右、下键可以控制方块以一格为单位左右移动，长按实现快速移动；上键能以90度为单位旋转每一方块；区域中横向格子方块填满，则该行会自动消除并为玩家的得分；当固定的方块推到区域最上方，则游戏结束。

二、需求分析
1.需求分析
图-1 俄罗斯方块游戏需求分析
2.任务及实现方式
（1）绘制游戏区域
通过绘制地图方块、已经固定的方块和运动中的方块来实现（2）实现键盘对方块的实时控制
添加键盘监听者和方块位置移动的函数
（3）记录消除行数
添加记分函数和Graphics类的drawString函数实现
（4）游戏结束
添加判断游戏结束函数并给出提示
3.预期效果
（1）实现俄罗斯方块游戏的动态显示
（2）实现键盘对方块各种操作
（3）实现消行、记分
（4）游戏能够正确结束
三、概要设计
1.主要功能流程图
说明：游戏流程较为复杂，流程图粗略显示部分流程
图-2 主要功能流程图
2.主要类及类之间的关系的UML图
图-3 Class Tetris
图-4 Class Tetrisblok
图-5 RelationShip 四、源程序代码
import java.awt.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.awt.event.KeyEvent;
import java.awt.event.KeyListener;
import javax.swing.*;
import javax.swing.Timer;
public class Tetris extends JFrame {
public Tetris() {
Tetrisblok a = new Tetrisblok();
addKeyListener(a);
add(a);
}
public static void main(String[] args) {
Tetris frame = new Tetris();
//菜单条
JMenuBar menu = new JMenuBar();
//添加菜单条
frame.setJMenuBar(menu);
//菜单
JMenu game = new JMenu("游戏");
//菜单项
JMenuItem newgame = game.add("新游戏");
JMenuItem pause = game.add("暂停");
JMenuItem goon = game.add("继续");
JMenuItem exit = game.add("退出");
//菜单
JMenu help = new JMenu("帮助");
JMenuItem about = help.add("关于");
//添加菜单至菜单条
menu.add(game);
menu.add(help);
//对窗口设置
//居中
frame.setLocationRelativeTo(null);
//关闭程序
frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
//大小
frame.setSize(220, 275);
//标题
frame.setTitle("俄罗斯方块");
//可见性
frame.setVisible(true);
//不可更改大小
frame.setResizable(false);
}
}
// 创建俄罗斯方块类
class Tetrisblok extends JPanel implements KeyListener {
// blockType 代表方块类型
// turnState代表方块状态
private int blockType;
private int turnState;
private int score = 0;
private int x;
private int y;
private int i = 0;
int j = 0;
int flag = 0;
// 定义已经放下的方块x=0-11,y=0-21;
int[][] map = new int[13][23];
// 7种方块类型，每一个方块有4种旋转状态，使用16位数字表示一种旋转状态private final int shapes[][][] = new int[][][] {
// i
{ { 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0 },
{ 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0 } },
// s
{ { 0, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 0, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0 } }, // z
{ { 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 } }, // j
{ { 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 1, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 } }, // o
{ { 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 } }, // l
{ { 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 1, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 0, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 } }, // t
{ { 0, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 1, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 0, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0 } } };
// 生成新方块的方法
public void newblock() {
blockType = (int) (Math.random() * 1000) % 7;
turnState = (int) (Math.random() * 1000) % 4;
x = 4;
y = 0;
if (gameover(x, y) == 1) {
newmap();
drawwall();
score = 0;
JOptionPane.showMessageDialog(null, "GAME OVER");
}
}
// 初始化地图
public void newmap() {
for (i = 0; i < 12; i++) {
for (j = 0; j < 22; j++) {
map[i][j] = 0;
}
}
}
// 画围墙
public void drawwall() {
for (i = 0; i < 12; i++) {
map[i][21] = 2;
}
for (j = 0; j < 22; j++) {
map[11][j] = 2;
map[0][j] = 2;
}
}
// 初始化构造方法
Tetrisblok() {
newblock();
newmap();
drawwall();
Timer timer = new Timer(1000, new TimerListener());
timer.start();
}
// 旋转的方法
public void turn() {
int tempturnState = turnState;
turnState = (turnState + 1) % 4;
if (blow(x, y, blockType, turnState) == 1) {
}
if (blow(x, y, blockType, turnState) == 0) {
turnState = tempturnState;
}
repaint();
}
// 左移的方法
public void left() {
if (blow(x - 1, y, blockType, turnState) == 1) {
x = x - 1;
}
;
repaint();
}
// 右移的方法
public void right() {
if (blow(x + 1, y, blockType, turnState) == 1) {
x = x + 1;
}
;
repaint();
}
// 下落的方法
public void down() {
if (blow(x, y + 1, blockType, turnState) == 1) {
y = y + 1;
delline();
}
;
if (blow(x, y + 1, blockType, turnState) == 0) {
add(x, y, blockType, turnState);
newblock();
delline();
}
;
repaint();
}
// 是否合法的方法（是否碰到墙壁或者其他方块）
public int blow(int x, int y, int blockType, int turnState) {
for (int a = 0; a < 4; a++) {
for (int b = 0; b < 4; b++) {
if (((shapes[blockType][turnState][a * 4 + b] == 1) && (map[x
+ b + 1][y + a] == 1))
|| ((shapes[blockType][turnState][a * 4 + b] == 1) && (map[x
+ b + 1][y + a] == 2))) {
return 0;
}
}
return 1;
}
// 消行的方法
public void delline() {
int c = 0;
for (int b = 0; b < 22; b++) {
for (int a = 0; a < 12; a++) {
if (map[a][b] == 1) {
c = c + 1;
if (c == 10) {
score += 10;
for (int d = b; d > 0; d--) {
for (int e = 0; e < 11; e++) {
map[e][d] = map[e][d - 1];
}
}
}
}
}
c = 0;
}
}
// 判断你挂的方法
public int gameover(int x, int y) {
if (blow(x, y, blockType, turnState) == 0) {
return 1;
}
return 0;
}
// 把当前添加map
public void add(int x, int y, int blockType, int turnState) {
int j = 0;
for (int a = 0; a < 4; a++) {
for (int b = 0; b < 4; b++) {
if (map[x + b + 1][y + a] == 0) {
map[x + b + 1][y + a] = shapes[blockType][turnState][j];
;
j++;
}
}
}
// 画方块的的方法
public void paintComponent(Graphics g) {
super.paintComponent(g);
// 画当前方块
for (j = 0; j < 16; j++) {
if (shapes[blockType][turnState][j] == 1) {
g.fillRect((j % 4 + x + 1) * 10, (j / 4 + y) * 10, 10, 10);
}
}
// 画已经固定的方块
for (j = 0; j < 22; j++) {
for (i = 0; i < 12; i++) {
if (map[i][j] == 1) {
g.fillRect(i * 10, j * 10, 10, 10);
}
if (map[i][j] == 2) {
g.drawRect(i * 10, j * 10, 10, 10);
}
}
}
g.drawString("行数=" + score/10, 125, 10);
g.drawString("*——*", 125, 50);
g.drawString("加油", 125, 70);
g.drawString("*——*", 125, 90);
}
// 键盘监听
public void keyPressed(KeyEvent e) {
switch (e.getKeyCode()) {
case KeyEvent.VK_DOWN:
down();
break;
case KeyEvent.VK_UP:
turn();
break;
case KeyEvent.VK_RIGHT:
right();
break;
case KeyEvent.VK_LEFT:
left();
break;
}
}
// 无用
public void keyReleased(KeyEvent e) {
}
// 无用
public void keyTyped(KeyEvent e) {
}
// 定时器监听
class TimerListener implements ActionListener {
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
repaint();
if (blow(x, y + 1, blockType, turnState) == 1) {
y = y + 1;
delline();
}
;
if (blow(x, y + 1, blockType, turnState) == 0) {
if (flag == 1) {
add(x, y, blockType, turnState);
delline();
newblock();
flag = 0;
}
flag = 1;
}
;
}
}
}
五、测试数据及其分析结果
（1）游戏进行中
图-6 游戏进行中（2）游戏消行
图-7 游戏消行（3）游戏结束
图-8 游戏结束（4）自然进行状态
图-9 自然下落
六、调试中出现的问题
（1）方块移动超出了边界
为程序添加判断移动是否合法函数
（2）如何绘制方块
查询资料了解到可以使用Graphics类的方法绘制
（3）运行过程中，虽无报错，但在控制台闪烁“Exception in thread ‘AWT-EventQueue-0’ng.Error：Unresolved compilation ：The type Tetrisblok must implement the inherited abstract method KeyListener.keyReleased(KeyEvent)”
查询资料后添加public void keyReleased(KeyEvent e) 函数和public void keyTyped(KeyEvent e)解决
七、课程设计总结
对于我们来讲，此次程序设计课程是一个挑战，同时也是一个超越自我的过程。

通过此次课程，许多我们在课堂上一知半解的知识得以应用于实践中，让我们对此有了更为深入的了解。

与此同时，为了更好地完成任务，我们还查阅了许多资料，了解了许多我们在课堂上还没有学到的知识，并对其加以运用。

通过这
次程序设计课程，我们既提高了对于理论知识的认识，又增强了团队合作的能力与意识，促进了同学间的感情交流。

此次程序设计课程主要讨论了如何运用JAVA开发俄罗斯方块游戏，充分实现该游戏的灵活性，即时性。

根据完成情况来看，该程序基本满足了俄罗斯方块的运行条件，可实时互动进行游戏，具有一定的探讨价值。

该程序实现了俄罗斯方块游戏的基本功能，例如下落、变形、消行等，并可实时进行监测，判断小方块是否触壁、游戏是否结束等。

并且该程序表现了动态界面效果，使游戏更具有趣味性。

当然，在程序编写过程中，我们还存在一些没能解决的问题，例如界面简陋、菜单栏没有添加功能、没有时间随方块下落加速、键盘不能灵活控制方块插入另一个方块、游戏模式单一等，虽然这些问题我们尚未解决，但随着知识的完善和加深，我们会努力将其完善。

通过这次程序设计课程，我们的理论水平和实践程度都有了很大的提高，并且我们学会了发现问题、解决问题。

并学会增加经验，吸取教训，总结成果。

大家都受益匪浅，我相信，此次课程对我们未来的工作及生活也有很大帮助。