JavaScript實作俄羅斯方塊遊戲流程分析及原始碼分享

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JavaScript實作俄羅斯方塊遊戲流程分析及原始碼分享_javascript技巧

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May 16, 2016 pm 04:08 PM

javascript

觀摩一下《程式設計之美》：「程式雖然很難寫，卻很美妙。要想把程式寫好，需要寫好一定的基礎知識，包括程式語言、資料結構與演算法。程式寫得好，需要纈密的邏輯思考能力和良好的梳理基礎，而且熟悉程式設計環境和程式設計工具。

學了幾年的計算機，你有沒有愛上程式設計。話說，沒有嘗試自己寫過一個遊戲，不算是熱愛程式設計。

俄羅斯方塊曾經造成的轟動與造成的經濟價值可以說是遊戲史上的一件大事，它看似簡單但卻變化無窮，令人上癮。相信大多數同學，曾經為它痴迷得茶不思飯不想。

遊戲規則

1、一個用於擺放小型正方形的平面虛擬場地，其標準大小：行寬為10，列高為20，以每個小正方形為單位。

2、一組由4個小型正方形組成的規則圖形，英文稱為Tetromino，中文通稱為方塊共有7種，分別以S、Z、L、J、I、O、T這7個字母的形狀來命名。

I：一次最多消除四層

J（左右）：最多消除三層，或消除二層

L：最多消除三層，或消除二層

O：消除一至二層

S（左右）：最多二層，容易造成孔洞

Z （左右）：最多二層，容易造成孔洞

T：最多二層

方塊會從區域上方開始緩慢地繼續落下。玩家可以90度為單位旋轉方塊，以格子為單位左右移動方塊，讓方塊加速落下。當方塊移到區域最下方或是著地到其他方塊上無法移動時，就會固定在該處，而新的方塊出現在區域上方開始落下。當區域中某一列橫向格子全部由方塊填滿，則該列會消失並成為玩家的得分。同時刪除的列數越多，得分指數上升。

分析與解法

每塊方塊落下的過程中，我們可以做：

1）旋轉到適當的方向

2）水平移動到某一列

3）垂直下墜到底部

首先，需要用一個二維數組，area[18][10]表示18*10的遊戲區域。其中，數組中值為0表示空，1表示有方塊。

方塊共7種，每種有4種方向。定義activeBlock[4]，在編譯之前這個陣列的值預定算好，在程式中直接使用。

困難

1）邊界檢查。

 //检查左边界,尝试着朝左边移动一个,看是否合法。
function checkLeftBorder(){ 
  for(var i=0; i<activeBlock.length; i++){ 
    if(activeBlock[i].y==0){ 
      return false; 
    } 
    if(!isCellValid(activeBlock[i].x, activeBlock[i].y-1)){ 
      return false; 
    } 
  } 
  return true; 
} //同理，需要检测右边界和底边界

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2）旋轉, 需要數理邏輯, 點相對另外一個點旋轉90度的問題。

3）定時和監聽鍵盤事件機制讓遊戲自動運作下去。

//开始 
function begin(e){ 
  e.disabled = true; 
  status = 1; 
  tbl = document.getElementById("area"); 
  if(!generateBlock()){ 
    alert("Game over!"); 
    status = 2; 
    return; 
  } 
  paint(); 
  timer = setInterval(moveDown,1000); 
} 
document.onkeydown=keyControl;

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程序過程

1）使用者點開始->建構一個活動圖形, 設定定時器。

//当前活动的方块, 它可以左右下移动, 变型。当它触底后, 将会更新area; 
var activeBlock; 
//生产方块形状, 有7种基本形状。 
function generateBlock(){ 
  activeBlock = null; 
  activeBlock = new Array(4); 
  //随机产生0-6数组，代表7种形态。
  var t = (Math.floor(Math.random()*20)+1)%7; 
  switch(t){ 
    case 0:{ 
      activeBlock[0] = {x:0, y:4}; 
      activeBlock[1] = {x:1, y:4}; 
      activeBlock[2] = {x:0, y:5}; 
      activeBlock[3] = {x:1, y:5}; 

      break; 
    } 
    //省略部分代码..............................
    case 6:{ 
      activeBlock[0] = {x:0, y:5}; 
      activeBlock[1] = {x:1, y:4}; 
      activeBlock[2] = {x:1, y:5}; 
      activeBlock[3] = {x:1, y:6}; 
      break; 
    } 
  } 
  //检查刚生产的四个小方格是否可以放在初始化的位置. 
  for(var i=0; i<4; i++){ 
    if(!isCellValid(activeBlock[i].x, activeBlock[i].y)){ 
        return false; 
      } 
    } 
  return true; 
}

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2）每次向下移動後, 都檢查是否觸底, 如果觸底了, 則嘗試消行。

//消行 
function deleteLine(){ 
  var lines = 0; 
  for(var i=0; i<18; i++){ 
    var j=0; 
    for(; j<10; j++){ 
      if(area[i][j]==0){ 
        break; 
    } 
  } 
  if(j==10){ 
    lines++; 
    if(i!=0){ 
      for(var k=i-1; k>=0; k--){ 
        area[k+1] = area[k]; 
      } 
    } 
    area[0] = generateBlankLine(); 
    } 
  } 
  return lines; 
}

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3）完了之後再構造一個活動圖形, 再設定定時器。

效果圖

有待最佳化

1）設定不同形狀方塊的顏色。

　　思路：在創建方塊函數內，設定activeBlockColor顏色，七種不同形態方塊顏色各異（除了修改generateBlock方法之外，還需要修改paintarea方法。因為一開始考慮不周全，消除一行後，重繪方塊的同時將顏色統一，因此可以考慮移除表格n行，然後在頂部增添n行，以確保沒消除方塊的完整性）。

2）噹噹前方塊下落時，可以提前查看下一個方塊。

　　思路：將generateBlock方法拆分成兩部分，一部分用於隨機嘗試下一個方塊，一部分用於緩存目前要描繪的方塊。當當前方塊碰到底部被固定後，下一方塊開始描繪，同時再次隨機產生新方塊。如此反覆。

完整HTML原始碼：

<!DOCTYPE>
<html> 
<head> 
<title>Tetris</title> 
<meta charset="UTF-8">
<style> 
*{
	font-family: "微软雅黑";
}
.tetrisContainer{
	width: 230px;
	height: 400px;
	position: relative;
	left: 50%;
	margin-left: -115px;
	top: 40%;
	margin-top: -200px;
}
#area tr td{ 
	width: 20px; 
	height: 20px; 
	border:1px solid #ccc;
} 
</style> 
</head> 
	<body> 
		<div class = "tetrisContainer">
			<input type="button" value="开始游戏" onclick="begin(this);"/> 得分: <span id="score"> 0</span>
			<table id="area" cellspacing="0" cellpadding="0" border="1" style="border-collapse:collapse"><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></table>
		</div>
	</body> 
	<script type="text/javascript" src="script/tetris.js"></script>
</html>

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完整tetris.js原始碼：

/** 
* JS俄罗斯方块游戏 v 1.0
*/ 
//表示页面中的table, 这个table就是将要显示游戏的主面板 
var tbl; 
//游戏状态 0: 未开始;1 运行; 2 中止; 
var status = 0; 
//定时器, 定时器内将做moveDown操作 
var timer; 
//分数 
var score = 0; 

//area是一个18*10的数组,也和页面的table对应。初始时都为0, 如果被占据则为1 

var area = new Array(18); 
for(var i=0;i<18;i++){ 
	area[i] = new Array(10); 
} 
for(var i=0;i<18;i++){ 
	for(var j=0; j<10; j++){ 
		area[i][j] = 0; 
	} 
} 

//当前活动的方块, 它可以左右下移动, 变型。当它触底后, 将会更新area; 
var activeBlock; 
//生产方块形状, 有7种基本形状。 
function generateBlock(){ 
	activeBlock = null; 
	activeBlock = new Array(4); 
	//随机产生0-6数组，代表7种形态。
	var t = (Math.floor(Math.random()*20)+1)%7; 
	switch(t){ 
		case 0:{ 
			activeBlock[0] = {x:0, y:4}; 
			activeBlock[1] = {x:1, y:4}; 
			activeBlock[2] = {x:0, y:5}; 
			activeBlock[3] = {x:1, y:5}; 

			break; 
		} 
		case 1:{ 
			activeBlock[0] = {x:0, y:3}; 
			activeBlock[1] = {x:0, y:4}; 
			activeBlock[2] = {x:0, y:5}; 
			activeBlock[3] = {x:0, y:6}; 
			break; 
		} 
		case 2:{ 
			activeBlock[0] = {x:0, y:5}; 
			activeBlock[1] = {x:1, y:4}; 
			activeBlock[2] = {x:1, y:5}; 
			activeBlock[3] = {x:2, y:4}; 
			break; 
		} 
		case 3:{ 
			activeBlock[0] = {x:0, y:4}; 
			activeBlock[1] = {x:1, y:4}; 
			activeBlock[2] = {x:1, y:5}; 
			activeBlock[3] = {x:2, y:5}; 
			break; 
		} 
		case 4:{ 
			activeBlock[0] = {x:0, y:4}; 
			activeBlock[1] = {x:1, y:4}; 
			activeBlock[2] = {x:1, y:5}; 
			activeBlock[3] = {x:1, y:6}; 
			break; 
		} 
		case 5:{ 
			activeBlock[0] = {x:0, y:4}; 
			activeBlock[1] = {x:1, y:4}; 
			activeBlock[2] = {x:2, y:4}; 
			activeBlock[3] = {x:2, y:5}; 
			break; 
		} 
		case 6:{ 
			activeBlock[0] = {x:0, y:5}; 
			activeBlock[1] = {x:1, y:4}; 
			activeBlock[2] = {x:1, y:5}; 
			activeBlock[3] = {x:1, y:6}; 
			break; 
		} 
	} 
	//检查刚生产的四个小方格是否可以放在初始化的位置. 
	for(var i=0; i<4; i++){ 
		if(!isCellValid(activeBlock[i].x, activeBlock[i].y)){ 
				return false; 
			} 
		} 
	return true; 
} 
//向下移动 
function moveDown(){ 
	//检查底边界. 
	if(checkBottomBorder()){ 
		//没有触底, 则擦除当前图形, 
		erase(); 
		//更新当前图形坐标 
		for(var i=0; i<4; i++){ 
			activeBlock[i].x = activeBlock[i].x + 1; 
		} 
		//重画当前图形 
		paint(); 
	} 
	//触底, 
	else{ 
		//停止当前的定时器, 也就是停止自动向下移动. 
		clearInterval(timer); 
		//更新area数组. 
		updatearea(); 
		//消行 
		var lines = deleteLine(); 
		//如果有消行, 则 
		if(lines!=0){ 
			//更新分数 
			score = score + lines*10; 
			updateScore(); 
			//擦除整个面板 
			erasearea(); 
			//重绘面板 
			paintarea(); 
		} 
		//产生一个新图形并判断是否可以放在最初的位置. 
		if(!generateBlock()){ 
			alert("Game over!"); 
			status = 2; 
			return; 
		} 
		paint(); 
		//定时器, 每隔一秒执行一次moveDown 
		timer = setInterval(moveDown,1000) 
	} 
} 
//左移动 
function moveLeft(){ 
	if(checkLeftBorder()){ 
		erase(); 
		for(var i=0; i<4; i++){ 
			activeBlock[i].y = activeBlock[i].y - 1; 
		} 
		paint(); 
		} 
	} 
	//右移动 
function moveRight(){ 
	if(checkRightBorder()){ 
		erase(); 
		for(var i=0; i<4; i++){ 
			activeBlock[i].y = activeBlock[i].y + 1; 
		} 
		paint(); 
	} 
} 
//旋转, 因为旋转之后可能会有方格覆盖已有的方格. 
//先用一个tmpBlock,把activeBlock的内容都拷贝到tmpBlock, 
//对tmpBlock尝试旋转, 如果旋转后检测发现没有方格产生冲突,则 
//把旋转后的tmpBlock的值给activeBlock. 
function rotate(){ 
	var tmpBlock = new Array(4); 
	for(var i=0; i<4; i++){ 
		tmpBlock[i] = {x:0, y:0}; 
	} 
	for(var i=0; i<4; i++){ 
		tmpBlock[i].x = activeBlock[i].x; 
		tmpBlock[i].y = activeBlock[i].y; 
	} 
	//先算四个点的中心点，则这四个点围绕中心旋转90度。 
	var cx = Math.round((tmpBlock[0].x + tmpBlock[1].x + tmpBlock[2].x + tmpBlock[3].x)/4); 
	var cy = Math.round((tmpBlock[0].y + tmpBlock[1].y + tmpBlock[2].y + tmpBlock[3].y)/4); 
	//旋转的主要算法. 可以这样分解来理解。 
	//先假设围绕源点旋转。然后再加上中心点的坐标。 

	for(var i=0; i<4; i++){ 
		tmpBlock[i].x = cx+cy-activeBlock[i].y; 
		tmpBlock[i].y = cy-cx+activeBlock[i].x; 
	} 
	//检查旋转后方格是否合法. 
	for(var i=0; i<4; i++){ 
	if(!isCellValid(tmpBlock[i].x,tmpBlock[i].y)){ 
		return; 
	} 
} 
//如果合法, 擦除 
erase(); 
//对activeBlock重新赋值. 
for(var i=0; i<4; i++){ 
	activeBlock[i].x = tmpBlock[i].x; 
	activeBlock[i].y = tmpBlock[i].y; 
} 
//重画. 
paint(); 
} 
//检查左边界,尝试着朝左边移动一个,看是否合法。
function checkLeftBorder(){ 
	for(var i=0; i<activeBlock.length; i++){ 
		if(activeBlock[i].y==0){ 
			return false; 
		} 
		if(!isCellValid(activeBlock[i].x, activeBlock[i].y-1)){ 
			return false; 
		} 
	} 
	return true; 
} 
//检查右边界,尝试着朝右边移动一个,看是否合法。
function checkRightBorder(){ 
	for(var i=0; i<activeBlock.length; i++){ 
		if(activeBlock[i].y==9){ 
			return false; 
		} 
		if(!isCellValid(activeBlock[i].x, activeBlock[i].y+1)){ 
			return false; 
		} 
	} 
	return true; 
} 
//检查底边界,尝试着朝下边移动一个,看是否合法。
function checkBottomBorder(){ 
	for(var i=0; i<activeBlock.length; i++){ 
		if(activeBlock[i].x==17){ 
			return false; 
		} 
		if(!isCellValid(activeBlock[i].x+1, activeBlock[i].y)){ 
			return false; 
		} 
	} 
	return true; 
} 
//检查坐标为(x,y)的是否在area种已经存在, 存在说明这个方格不合法。
function isCellValid(x, y){ 
	if(x>17||x<0||y>9||y<0){ 
		return false; 
	} 
	if(area[x][y]==1){ 
		return false; 
	} 
	return true; 
} 
//擦除 
function erase(){ 
	for(var i=0; i<4; i++){ 
		tbl.rows[activeBlock[i].x].cells[activeBlock[i].y].style.backgroundColor="white"; 
	} 
} 
//绘活动图形 
function paint(){ 
	for(var i=0; i<4; i++){ 
		tbl.rows[activeBlock[i].x].cells[activeBlock[i].y].style.backgroundColor="#CC3333"; 
	} 
} 
//更新area数组 
function updatearea(){ 
	for(var i=0; i<4; i++){ 
		area[activeBlock[i].x][activeBlock[i].y]=1; 
	} 
} 
//消行 
function deleteLine(){ 
	var lines = 0; 
	for(var i=0; i<18; i++){ 
		var j=0; 
		for(; j<10; j++){ 
			if(area[i][j]==0){ 
				break; 
		} 
	} 
	if(j==10){ 
		lines++; 
		if(i!=0){ 
			for(var k=i-1; k>=0; k--){ 
				area[k+1] = area[k]; 
			} 
		} 
		area[0] = generateBlankLine(); 
		} 
	} 
	return lines; 
} 
//擦除整个面板 
function erasearea(){ 
	for(var i=0; i<18; i++){ 
		for(var j=0; j<10; j++){ 
			tbl.rows[i].cells[j].style.backgroundColor = "white"; 
		} 
	} 
} 
//重绘整个面板 
function paintarea(){ 
	for(var i=0;i<18;i++){ 
		for(var j=0; j<10; j++){ 
			if(area[i][j]==1){ 
				tbl.rows[i].cells[j].style.backgroundColor = "#CC3333"; 
			} 
		} 
	} 
} 
//产生一个空白行. 
function generateBlankLine(){ 
	var line = new Array(10); 
	for(var i=0; i<10; i++){ 
		line[i] = 0; 
	} 
	return line; 
} 
//更新分数 
function updateScore(){ 
	document.getElementById("score").innerText=" " + score; 
} 
//键盘控制 
function keyControl(){ 
	if(status!=1){ 
		return; 
	} 
	var code = event.keyCode; 
	switch(code){ 
		case 37:{ 
			moveLeft(); 
			break; 
		} 
		case 38:{ 
			rotate(); 
			break; 
		} 
		case 39:{ 
			moveRight(); 
			break; 
		} 
		case 40:{ 
			moveDown(); 
			break; 
		} 
	} 
} 
//开始 
function begin(e){ 
	e.disabled = true; 
	status = 1; 
	tbl = document.getElementById("area"); 
	if(!generateBlock()){ 
		alert("Game over!"); 
		status = 2; 
		return; 
	} 
	paint(); 
	timer = setInterval(moveDown,1000); 
} 
document.onkeydown=keyControl;

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