基于Android的俄罗斯方块的设计与实现

湖南商学院 移动互联网应用开发 课程设计报告题目 基于Android的俄罗斯方块的设计与实现 姓 名:学 号:专 业:班 级:指导教师:职 称:计算机与信息工程学院2014年11月课程设计评审表等级成绩组成优秀良好中等及格不及格平时成绩1考勤满勤2作业全，均在A以上。3实验报告全，均在A以上。1考勤90%到2作业90%全，均在B以上。3实验报告90%全，均在B以上。1考勤80%到2作业80%全，均在B以上。3实验报告80%全，均在B以上。1考勤70%到2作业70%全，均在C以上。3实验报告70%全，均在C以上。1考勤70%以下。2作业70%以下，或均在C以下。3实验报告70%以下，或均在C以下。课程设计成绩设计文档1完全按照课程设计文档规范要求。2结构合理、层次清晰。3内容充实、设计详细。1完全按照课程设计文档规范要求。2结构较合理、层次较清晰。3内容较充实、设计较详细。1基本按照课程设计文档规范要求。2结构较合理、层次较清晰。3内容较充实、设计较详细。1基本按照课程设计文档规范要求。2结构欠合理、层次欠清晰。3内容欠充实、设计欠详细。1没有按照课程设计文档规范要求。2结构不合理、层次不清晰。3内容不充实、设计不详细。界面设计1布局合理。2界面美观，色调和谐，风格统一。3无链接错误。1布局较合理。2界面较美观，色调和谐，风格统一。3无链接错误。1布局较合理。2界面较美观，色调和谐，风格统一。3链接错误很少。1布局欠合理。2界面欠美观。 3链接错误较少。1布局不合理。2界面不美观。 3链接错误很多。功能设计1能够很好的完成课程设计题目的基本功能。2可以完成异常数据和边界数据的友好处理。3类与接口的设计合理。4功能实现无错误。1能够很好的完成课程设计题目的基本功能。2基本可以完成异常数据和边界数据的友好处理。3类与接口的设计合理。4功能实现错误较少。1能够很好的完成课程设计题目的基本功能。2基本可以完成异常数据和边界数据的友好处理。3类与接口的设计较合理。4功能实现错误较少。1能够完成课程设计题目的大部分基本功能。2未能完成异常数据和边界数据的友好处理。3类与接口的设计较合理。4功能实现错误较多。1未能完成课程设计题目的大部分基本功能。2未能完成异常数据和边界数据的友好处理。3类与接口的设计不合理。4功能实现错误较多。综合成绩评定： 评阅老师（签章）： 年 月 日目 录1 游戏介绍2 俄罗斯方块需求分析2.1 游戏功能分析2.1.1游戏方块控制功能2.1.2方块的生成显示功能2.1.3方块的摆放消行功能2.1.4游戏分数统计功能2.1.5游戏结束控制功能2.2 方块及旋转变换需求分析2.3 游戏运行分析3 游戏总体设计分析3.1 总体设计思想3.2功能模块3.2.1游戏区模块3.2.2游戏控制模块4 详细设计与实现4.1 游戏开始菜单界面的设计4.2 方块类的设计与实现4.3 方块的控制设计和判断5 总结6 参考资料1 游戏介绍俄罗斯方块是家喻户晓的益智小游戏，它由俄罗斯人阿列克谢帕基特诺夫（Alexey Pazhitnov）在1984年6月利用空暇时间编写的游戏程序，故此得名。俄罗斯方块的基本规则是移动、旋转和摆放游戏随机产生的各种方块，使之排列成完整的一行或多行并且消除得分。它看似简单却变化无穷，俄罗斯方块上手极其简单，且游戏过程变化无穷，作为游戏本身很有魅力，但是要熟练掌握其中的操作和摆放技巧，难度却不低。此软件给用户提供了一个展现自己高超技艺的场所，在这里，它不仅放松自己，还能感受到游戏中的乐趣。游戏区域会从顶部不断落下7种下坠物的一种，游戏区域右上角有一个区域可以显示下一个下坠物的形状，玩家可以控制下坠物移动、旋转和一键到底，通过玩家的操作，下坠物在游戏区域以“摆积木”的形式出现。下坠物在一行或多行堆满后就可以自动消除，消行后会得到相应的分数，如果当前下坠物堆积至窗口顶端，则游戏结束。2 俄罗斯方块需求分析2.1 游戏功能分析先分析一下整个游戏的具体实现，首先，游戏有开始、切换界面、结束等操作接口，而在游戏过程中，随着玩家的按键，会出现下坠物的形态变化、下坠物快速下坠、摆放下坠物件、销毁填满的行、产生下一个方块等功能。先分析游戏的特点，然后对这些功能一一进行细化，从而完成整个游戏的设计。2.1.1游戏方块控制功能当玩家按下相应的操作键位时，通过条件判断，判断该操作是否可行，如果可行就执行相应的操作。主要的操作有游戏方块的左移，右移，快速下降，旋转变形。2.1.2方块的生成显示功能游戏中会有两个地方产生方块，一个是游戏区域上方会有方块落下，还有就是在屏幕右上角，也会产生一个方块，该方块为游戏区域下一个要产生的方块。同时当游戏方块左右移动，下落，旋转变形时，要清除先前的游戏方块，还要求出被操作后的方块坐标，用新坐标重绘游戏方块。2.1.3方块的摆放消行功能当方块落到底部的时候，通过条件判断，把方块摆放在屏幕底部并持续显示，当某行或者某几行被填满的时候，要把这几行消除，并且被消除的行数上方的方块整体下移。2.1.4游戏分数统计功能记录游戏积分，每当有行被消除时，游戏积分会根据一次消除的行数而增加相应的分数。2.1.5游戏结束控制功能通过判断，如果摆放的方块超过屏幕顶端的时候，则游戏结束，可以返回菜单重新开始游戏。2.2 方块及旋转变换需求分析本游戏共有7种类型的方块，而每种类型方块还可以通过旋转变换成4种不同形态的方块进行摆放。方块生成后可以将它们摆放在一个20*10的区域内，该区域可以看作是有许多个等面积小方格构成的区域，而这些区域的状态只有两种，被方块占据或空闲。因此，对于整个游戏区域的空间是占据或空闲，可以用一位数来标识，对于7种方块和它们旋转后的形态我们可以用不同的标识进行标记。对于旋转，游戏中所有方块都是按照顺时针旋转的规则进行的，而且在旋转过程中它们不会因为旋转而下降，总会保持在同一高度，但是在同一高度最多旋转三次，就会下降一格，任何下坠物经过一个旋转周期还会变回原型。2.3 游戏运行分析游戏开始后会随机产生一个方块，显示在游戏区域，同时右上角也会随机产生一个新的方块，该方块为游戏区域下一个将要产生的方块，游戏区域不再随机生成方块。当游戏区域的方块下落到底后，新的方块再次进入游戏区域，如此循环，直到游戏结束，这就是游戏的正常工作。当用户进行一定的操作交互的时候，运行程序可以根据用户的操作指示对方块进行控制，而这些操作都是响应相关的按键而执行的。按键盘上键，此事件实现下坠方块旋转操作，方块并非任何情况都能旋转，如果旋转后与已摆放好的方块有冲突或超出边界时，均不能发生旋转。因此首先要判断是否有足够的空间进行旋转，然后决定是否旋转。按键盘下键，此事件实现下坠方块一键到底操作，使方块迅速下降到游戏区域底部或者已经摆放好的方块之上。按键盘左键，此事件实现下坠方块左移操作，首先要判断此方块是否能够发生左移，当越界或被其他摆放好的方块阻挡时，则不能左移。按键盘右键，此事件实现下坠方块右移操作。首先要判断此方块是否能够发生右移，当越界或被其他摆放好的方块阻挡时，则不能右移。3 游戏总体设计分析3.1 总体设计思想俄罗斯方块游戏设计主要从9个方面进行构思。(1)游戏主界面的设计。(2)方块的设计。(3)方块的旋转。(4)方块的运动情况（包括向左、向右、下坠）。(5)方块的自动消行功能。(6)游戏速度的调节。(7)游戏积分的计算。(8)游戏开始菜单的设计。(9)游戏结束界面的设计。3.2功能模块3.2.1游戏区模块创建游戏区，处理玩家操作，显示操作结果3.2.2游戏控制模块开始，暂停继续，停止，新游戏，帮助4 详细设计与实现4.1 游戏开始菜单界面的设计游戏开始菜单界面是游戏的重要组成部分，为了增强游戏界面的美化效果，同时又使界面简洁直观，添加了一个按钮，当监听到开始按钮被点击时，游戏会跳转到游戏开始的Activity，该类实现起来较为简单。4.2 方块类的设计与实现方块是游戏最基本的元素，俄罗斯方块所有的操作都是建立在对方块的操作上，方块可以用不同的颜色的方格图片来显示。public class LeftCorner extends ShapeAbstract private static final long serialVersionUID = -5077670701145552787L; private final static int COLOR = Color.CYAN; Rectangle data = null; data = getEmptyShape(); data01.setSolid(true); data01.setColor(COLOR); data11.setSolid(true); data11.setColor(COLOR); data12.setSolid(true); data12.setColor(COLOR); data22.setSolid(true); data22.setColor(COLOR); m_shapes.add(data); data = getEmptyShape(); data02.setSolid(true); data02.setColor(COLOR); data03.setSolid(true); data03.setColor(COLOR); data11.setSolid(true); data11.setColor(COLOR); data12.setSolid(true); data12.setColor(COLOR); m_shapes.add(data); public String toString() return LeftCorner; 4.3 方块的控制设计对方块的控制，实际就是对二维数组array的控制，该二维数组用来布置游戏区域方块的显示，方块的控制主要在TetrisController类里实现，用来判断方块的各种操作是否可行，如果可行则执行相应的操作，否则操作无效。控制方块时，首先要判断该操作是否可以执行，判断方法主要有判断方块是否可以左右移动，判断方块是否碰壁，判断方块是否触顶。判断方块是否可以左移。public class TetrisController private final static int BASE_COLUMN = 3; private final static int MIN_GAP_TIME = 200; private final static int MAX_GAP_TIME = 500; private Shape m_current; private Shape m_next; private int m_row; private int m_column = BASE_COLUMN; private Rectangle m_table; private int m_score; private transient Timer m_timer; private transient Handler m_hanlder; private boolean m_started; private boolean m_paused; private int m_rectWidth = 40; private int m_rectHeight = 40; private int m_nextRectWidth = 20; private int m_nextRectHeight = 20; private int m_gapTime = MAX_GAP_TIME; / shape fall down gap time public TetrisController() Rectangle rs = new Rectangle2010; for (int i = 0; i 20; i+) for (int j = 0; j 10; j+) int color = Color.BLACK; Rectangle r = new Rectangle(); r.setColor(color); r.setWidth(m_rectWidth); r.setHeight(m_rectHeight); rsij = r; m_table = rs; public void setRectSize(int width, int height) m_rectWidth = width; m_rectHeight = height; if (m_table != null) for (Rectangle row : m_table) for (Rectangle rect : row) rect.setWidth(m_rectWidth); rect.setHeight(m_rectHeight); public void setNextRectSize(int width, int height) m_nextRectWidth = width; m_nextRectHeight = height; if (m_next != null) m_next.setWidth(m_nextRectWidth); m_next.setHeight(m_nextRectHeight); public void start() if (m_timer = null) m_row = 0; m_score = 0; m_gapTime = MAX_GAP_TIME; clearTable(); prepare(); put(m_current.getShape(), m_row, m_column); resetTimer(m_gapTime); m_started = true; m_paused = false; notifyUpdateUI(); notifyScore(); private void resetTimer(int gapTime) if (m_timer != null) m_timer.cancel(); m_timer.purge(); m_timer = null; m_timer = new Timer(); TimerTask task = new TetrisTask(); m_timer.schedule(task, gapTime, gapTime); public void pause() m_paused = true; public void stop() m_started = false; m_timer.cancel(); m_timer = null; notifyGameState(); private void notifyGameState() Message msg = new Message(); msg.what = TetrisActivity.MSG_GAVE_OVER; m_hanlder.sendMessage(msg); private void notifyScore() Message msg = new Message(); msg.what = TetrisActivity.MSG_UPDATE_SCORE; m_hanlder.sendMessage(msg); private Shape getRandomShape() Shape shape = null; Random r = new Random(); int ran = Math.abs(r.nextInt() % 8; switch (ran) case 0: shape = new Point(); break; case 1: shape = new Bar(); break; case 2: shape = new LeftCorner(); break; case 3: shape = new RightCorner(); break; case 4: shape = new LeftCrutch(); break; case 5: shape = new RightCrutch(); break; case 6: shape = new Hill(); break; case 7: shape = new Square(); break; return shape; public boolean down() synchronized (m_table) clearShape(m_row, m_column); boolean move = move(m_current.getShape(), m_row + 1, m_column); if (!move) recoverShape(m_current.getShape(), m_row, m_column); return false; else m_row+; notifyUpdateUI(); return true; private boolean up() synchronized (m_table) clearShape(m_row, m_column); boolean move = move(m_current.getShape(), m_row - 1, m_column); if (!move) recoverShape(m_current.getShape(), m_row, m_column); return false; else m_row-; return false; private boolean move(Rectangle shape, int toRow, int toColumn) synchronized (m_table) List coordinates = new ArrayList(); for (int i = 0; i shape.length; i+) for (int j = 0; j = m_table.length | row 0) return false; if (column = m_table0.length) return false; Rectangle gameRect = m_tablerowcolumn; if (gameRect.isSolid() return false; else int coor = new int3; coor0 = row; coor1 = column; coor2 = rect.getColor(); coordinates.add(coor); Iterator its = coordinates.iterator(); while (its.hasNext() int coor = its.next(); int row = coor0; int column = coor1; int color = coor2; Rectangle gameRect = m_tablerowcolumn; gameRect.setSolid(true); gameRect.setColor(color); return true; private int gainScore() int lines = removeLine(); if (lines 0) int scoreBak = m_score; switch (lines) case 1: m_score += 1; break; case 2: m_score += 3; break; case 3: m_score += 6; break; case 4: m_score += 10; break; notifyScore(); if (m_score / 50 scoreBak / 50) if (m_gapTime MIN_GAP_TIME) m_gapTime -= 50; resetTimer(m_gapTime); notifySpeedUp(); return lines; private void notifySpeedUp() Message msg = new Message(); msg.what = TetrisActivity.MSG_UPDATE_SPEED; int level = (m_score / 50); if (m_gapTime = MIN_GAP_TIME) msg.obj = 难度: + level + . 最终难度, 你能坚持多久?!; else msg.obj = 难度: + level; m_hanlder.sendMessage(msg); private int removeLine() int lines = 0; synchronized (m_table) for (int i = 0; i m_table.length; i+) Rectangle row = m_tablei; boolean remove = true; for (int j = 0; j 0; k-) for (int m = 0; m m_tablek.length; m+) m_tablekm .setColor(m_tablek - 1m.getColor(); m_tablekm.setSolid(m_tablek - 1m.isSolid(); for (int n = 0; n m_table0.length; n+) m_table0n.setColor(Shape.DEFAULT_COLOR); m_table0n.setSolid(false); return lines; public boolean change() synchronized (m_table) clearShape(m_row, m_column); Rectangle next = m_current.getNextShape(); boolean move = move(next, m_row, m_column); if (!move) recoverShape(m_current.getPreShape(), m_row, m_column); return false; else notifyUpdateUI(); return false; public boolean left() synchronized (m_table) clearShape(m_row, m_column); Rectangle shape = m_current.getShape(); boolean move = move(shape, m_row, m_column - 1); if (move) m_column-; notifyUpdateUI(); else recoverShape(m_current.getShape(), m_row, m_column); return false; return true; public boolean right() synchronized (m_table) clearShape(m_row, m_column); Rectangle shape = m_current.getShape(); boolean move = move(shape, m_row, m_column + 1); if (move) m_column+; notifyUpdateUI(); else recoverShape(m_current.getShape(), m_row, m_column); return false; return true; public void prepare() if (m_next = null) m_current = getRandomShape(); m_next = getRandomShape(); else m_current = m_next; m_next = getRandomShape(); m_current.setWidth(m_rectWidth); m_current.setHeight(m_rectHeight); m_next.setWidth(m_nextRectWidth); m_next.setHeight(m_nextRectHeight); notifyUpdateUI(); private void notifyUpdateUI() Message msg = new Message(); msg.what = TetrisActivity.MSG_UPDATE_TABLE; m_hanlder.sendMessage(msg); private void notifyDown() Message msg = new Message(); msg.what = TetrisActivity.MSG_SHAPE_DOWN; m_hanlder.sendMessage(msg); private boolean put(Rectangle shape, int baseRow, int baseColumn) synchronized (m_table) boolean move = move(shape, baseRow, baseColumn); if (move) up(); else return false; return true; private synchronized void clearShape(int baseRow, int baseColumn) synchronized (m_table) Rectangle shape = m_current.getShape(); for (int i = 0; i shape.length; i+) for (int j = 0; j shapei.length; j+) Rectangle rect = shapeij; if (rect.isSolid() int row = i + baseRow; int column = j + baseColumn; Rectangle gameRect = m_tablerowcolumn; if (gameRect.isSolid() gameRect.setSolid(false); gameRect.setColor(Shape.DEFAULT_CO