《Java程序设计》实训报告——俄罗斯方块

《Java程序设计》实训报告——《俄罗斯方块》一、实训任务及要求：1.1、实训任务1.运用Java实现小游戏的开发2.了解Java开发项目的流程3.掌握规划，设计，开发，测试的能力1.2、实训要求熟悉java的编程环境J2SDK，掌握Application 和Applet的程序结构，并能熟练编写和调试两类程序。

熟练使用各种常用类库。

理解JDK的事件处理机制，掌握java.awt 、javax.swing，javax.swing.event中的GUI标准组件的用法，学会合理运用布局策略、综合运用各种界面元素，编程构造满足应用需要的图形工作界面。

二、需求分析：1.课程设计的目的和意义俄罗斯方块游戏是一个经典的小游戏，由于它简单有趣，因而得到了广泛的流行，男女老幼都适合。

而俄罗斯方块游戏的设计工作复杂且富有挑战性，它包含的内容多，涉及的知识广泛，与图形界面联系较大，包括界面的显示与更新、数据收集等，在设计的过程中，必将运用到各方面的知识，这对于visualbasi语言设计者而言，是个很好的锻炼机会。

2.系统功能设计1.本系统主要设计以下几种功能2.1、游戏难度选择功能3.游戏难度选择界面设置在程序运行开始时，一共有九种难度供玩家选择，每选一级难度，都会相应地显示出代表该难度的图片。

开始时不设置任何默认的难度，如果玩家不选难度直接按“Enter”进入，将会弹出提示框，提示其先选难度再进入。

4.2、方块下落、变形功能5.在整个俄罗斯方块游戏中，方块的设计是核心。

这里设计了一个方块类：Square( )，用来生成方块以及实现块的左移、右移、向下、变形、重画、同步显示、初始化新块等。

6.3、自动升级功能7.当分数累积到一定大小时，系统将自动为玩家提高难度。

这里设置了每消除10行方块，就增加一级难度。

当难度增加的时候，方块会相应地改变颜色，以作为对玩家的提示。

8.4、游戏音乐功能9.游戏开始音乐就自动播放，游戏暂停与结束时音乐相应消除。

10.5、获取帮助功能11.这里设置了一个类，用来显示帮助，按F1键就能弹出窗口，显示游戏规则。

3.系统功能设计分析1.俄罗斯方块游戏根据功能的不同，设置了如下12个类：Square, Command, GameArea,GameSetting, GameOver, Help, ImagePanel, JieMian, MyPanel, MyTimer, PlayMidi, WinListener，每个类的描述如下：2.1、Square，方块类。

这个类中定义了生成方块的方法，用二维数组int[][] pattern，存放7种方块的四种状态。

在构造方法中以随机的形式生成方块，同时提供了以下几种方法：reset( )，leftTurn( )，leftMove( )，rightMove( )，fallDown( )，assertValid(int t,int s,int row,int col)，dispBlock(int s)。

分别实现方块的重画、翻转、左移、右移、下落、同步显示等功能。

2.2、Command，处理控制类。

这是一个实现ActionListener接口的类，主要处理点击按钮事件。

类中定义了三个int型变量：button_play，button_quit，button_pause，和一个boolean型的变量：pause_resume，并赋值。

在GameArea类中通过事件响应，在按钮执行方法中调用其值，使用switch语句，根据不同按钮不同的值，来响应不同的事件。

2.3、GameArea，游戏界面类。

GameArea继承了JFrame，是俄罗斯方块的主要游戏界面。

这个类定义了GameSetting类的gameScr对象和ImagePanel类的imagepanel对象作为游戏区域面板和控制区域面板。

在游戏区域，主要是根据相应格子的设置标志来显示相应的图形图片，这样就实现了俄罗斯方块的实时显示。

2.4、GameSetting, 游戏画布类。

这个类生成的对象将作为游戏界面的方块下落区域，画布的设置为15行10列，当中的方格边长为30，类中还定义了一个二维数组int [][] scrArr 作为屏幕数组，表示每一个方格。

游戏区域中每一个方格是否存在游戏方块是由该方格的值来决定的，如果该方格的值为1，则表示该方格中存在游戏方块；如果该方格中的值为0，则表示该方格中不存在游戏方块，因此二维数组用于记录游戏区域中每个小方格的值。

此外，类中还定义了画方块的方法，根据不同的难度画出不同颜色的方块。

单击Play按钮时，系统调用initScr( )方法，初始化屏幕，将屏幕数组清零。

当满足满行删除的条件时，系统调用deleteFullLine( )方法，进行删行加分，而且每删除十行，难度自动增加一级，方块颜色改变，并在难度显示框中相应显示。

2.5、GameOver，游戏结束弹出提示框类。

当游戏结束时，系统弹出提示，包括玩家分数以及询问玩家要继续游戏还是退出。

2.6、Help，帮助类。

在游戏界面，按F1键，弹出提示窗口，获取帮助。

2.7、ImagePanel，背景图片类。

这个类继承了JPanel类，用来作为游戏界面中控制区域的容器，并添加图片。

2.8、JieMian，主界面类。

这个类继承了JPanel类，作为游戏的第一个界面，也是难度选择界面。

定义了9个单选按钮，当玩家未选任何难度就按Enter时，系统会弹出一个提示框，提示玩家先选难度再进入。

2.9、MyPanel，重写MyPanel类，使Panel的四周留空间。

2.10、MyTimer，定时线程类。

类中定义了一个run（）方法，用sleep（）函数实现方块下落的快慢，即调节难度。

2.11、PlayMidi，添加音乐类。

在游戏过程中添加背景音乐。

2.12、WinListener，关闭窗口类。

4.主要类的UML类图表示5.(Square类的UML类图表示)三、详细设计：1模型层设计1)图形的产生通过图形工厂类ShapeFactory的getShape(ShapeListener listener)方法随机产生方块的某种状态，这里运用了工厂设计模式，这种设计模式是为了实现高内聚低耦合而存在的，这种设计模式的通俗解释就是：你想要一个产品,你需要让工厂给你生产一个，你要告诉工厂你要生产什么产品，就把你需要生产的这个产品当做参数传给工厂类的生产产品的方法，然后根据你传进来的产品，而决定工厂人生产什么产品，产生出来产品后，最后要返回您要的这个东西。

2)图形数据结购定义一个4x4方阵，共16个小格。

用“0”和“1”来表示每个方格是绘制还是空白，由此可以组合出多种图形，如图所示：其中图一表示为{0，0，0，0，1，1，1，1 ，0，0，0，0，0，0，0，0}其中图二表示为{0，0，0，0，0，1，1，0 ，0，1，1，0，0，0，0，0}其中图三表示为{0，0，0，0，0，1，0，0 ，0，1，1，1，0，0，0，0}其中图四表示为{0，0，0，0，0，1，0，1 ，0，1，1，0，0，0，1，0} 方块的旋转是通过绘制4个方向的方块，在不同旋转角度显示不同方向的方块来完成的。

所以程序要控制方块的旋转方向，只要控制显示哪副图就可以了。

本游戏是用一个三维数组int[][][] shapes = new int[][][]；作为存储方块的数据结构来保存方块的28种状态的。

代码如下：public final static int[][] STYLES = {// 共28种状态{ 0x0f00, 0x4444, 0x0f00, 0x4444 }, // 长条型的四种状态{ 0x04e0, 0x0464, 0x00e4, 0x04c4 }, // 'T'型的四种状态{ 0x4620, 0x6c00, 0x4620, 0x6c00 }, // 反'Z'型的四种状态{ 0x2640, 0xc600, 0x2640, 0xc600 }, // 'Z'型的四种状态{ 0x6220, 0x1700, 0x2230, 0x0740 }, // '7'型的四种状态{ 0x6440, 0x0e20, 0x44c0, 0x8e00 }, // 反'7'型的四种状态{ 0x0660, 0x0660, 0x0660, 0x0660 }, // 方块的四种状态};/** 构造函数*/public RussiaBlock(int y, int x, int level, int style) {this.y = y;this.x = x;this.level = level;moving = true;pausing = false;this.style = style;canvas = GameCanvas.getCanvasInstance();boxes = new RussiaBox[ROWS][COLS];int key = 0x8000;for (int i = 0; i < boxes.length; i++)for (int j = 0; j < boxes[i].length; j++) {boolean isColor = ((style & key) != 0);boxes[i][j] = new RussiaBox(isColor);key >>= 1;}display();}以下这段代码是3个子模块的代码，通过实例化按钮，标签，文本域，图形面板等，用add方法进行添加等，具体解释在代码中有体现public ControlPanel(final RussiaBlocksGame game) {this.game = game;/** 图形界面部分*/setLayout(new GridLayout(3, 1, 0, 4));// 设置控制面板布局方式为网格状布局tipBlockPanel = new TipBlockPanel();// 新建一个图形界面面板中的子面板tipPanel = new JPanel(new BorderLayout());// 设置为位置布局方式tipPanel.add(new JLabel("Next Block:"), BorderLayout.NORTH);// 添加新的标签在子面板中，设置布局在北部tipPanel.add(tipBlockPanel, BorderLayout.CENTER);// 添加tipblockpanel面板在子面板中tipPanel.setBorder(border);// 显示统计面板模块InfoPanel = new JPanel(new GridLayout(4, 1, 0, 0));// 新建一个显示面板// 设置4行1列的网格状布局levelField = new JTextField("" + RussiaBlocksGame.DEFAULT_LEVEL);levelField.setEditable(false);scoreField = new JTextField("0");// 新建一个得分区域，并设置其值为0scoreField.setEditable(false);// 文本区域不能被编辑InfoPanel.add(new JLabel("当前等级:"));// 信息面板添加新的标签内容为“当前等级”InfoPanel.add(levelField);// 信息面板添加等级区域InfoPanel.add(new JLabel("当前分数:"));// 信息面板添加新的标签内容为“当前分数”InfoPanel.add(scoreField);// 信息面板添加得分区域InfoPanel.setBorder(border);// 显示功能按钮面板模块buttonPanel = new JPanel(new GridLayout(3, 1, 0, 0));// 新建一个按钮面板// 设置布局方式为网格状布局// 为3行1列playButton = new JButton("开始");// 添加开始按钮pauseButton = new JButton("暂停");// 添加暂停按钮stopButton = new JButton("停止");// 添加停止按钮turnHarderButton = new JButton("难一级");// 添加难一级按钮按钮功能未实现turnEasilyButton = new JButton("简单一级");// 添加简单一级按钮按钮功能未实现// 按钮面板添加功能按钮buttonPanel.add(playButton);// 按钮面板添加开始按钮buttonPanel.add(pauseButton);// 按钮面板添加暂停按钮buttonPanel.add(stopButton);// 按钮面板添加停止按钮// buttonPanel.add(turnHarderButton); 添加难一级按钮该功能未实现// buttonPanel.add(turnEasilyButton); 添加简单一级按钮该功能未实现buttonPanel.setBorder(border);addKeyListener(new ControlKeyListener());// 添加键盘监听事件add(tipPanel);add(InfoPanel);add(buttonPanel);四、运行调试与分析讨论：4.1游戏演示4.1游戏界面演示,如7图74.2开始和结束控制菜单，如图8图84.3游戏窗口控制菜单，如图9图94.2系统测试4.2.1快捷键测试1.键盘按“Ctrl+N”效果：游戏开始结果：正常2. 键盘按“Ctrl+E”效果：游戏退出结果：正常4.2.2右侧快捷按钮测试1.点击“开始”按钮效果：游戏开始结果：正常2.点击“暂停”按钮效果：游戏暂停结果：正常3.点击“停止”按钮效果：游戏重置结果正常4.2.3界面菜单选项的功能测试1.“游戏”菜单的测试点击“游戏”→“新游戏”效果：游戏正常开始结果：正常2.点击“游戏”→“Exit”效果：游戏退出结果：正常3. “窗口样式”菜单测试1.点击“窗口样式”→“Windows”效果：切换为Wingdows模式结果：正常2.点击“窗口样式”→“Motif”效果：切换为Motif样式结果：正常3. 点击“窗口样式”→“Mentel”效果：切换为Mentel模式结果：正常4.2.4 按键事件的功能测试(1) 方块移动测试游戏过程中，点击“左、右、下”方向键输出：方块正常移动，不会移出边界结果：正常(2) 方块反转测试游戏过程中，点击向上方向键输出：方块无边界和障碍物阻挡的情况下可反转结果：正常4.2.5方块堆砌与消行测试(1) 当方块下落到最底面或与障碍物接触时输出：方块成功堆砌在底部结果：正常(2) 当出现满行现象时输出：所有满行被消除，方块依次下移结果：正常4.2.6 测试结果分析经过测试，本游戏实现了基本的功能，不过整体功能还不是很强大，作为开发的第一个版本，游戏在很多方面还需要进一步完善。