基于Java的俄羅斯方塊游戲的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

Based on the design and implementation of Java game Tetris,基于Java的俄羅斯方塊游戲的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),LOGO,畢業(yè)論文答辯,01,02,目 錄,03,04,05,06,研究方法及相關(guān)技術(shù),程序需求分析簡(jiǎn)介,課題綜述與研究背景、意義,程序系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介,程序總體設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介及測(cè)試運(yùn)行,論文總結(jié)與致謝,1,課題綜述與研究背景、意義,俄羅斯方塊游戲是一款風(fēng)靡全球，經(jīng)久不衰的游戲產(chǎn)品。它曾經(jīng)創(chuàng)造了無(wú)可匹敵的商業(yè)價(jià)值，影響了一代游戲業(yè)的發(fā)展史，推動(dòng)了信息時(shí)代科技時(shí)代的不斷發(fā)展。,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的日漸更新與不斷迅速的發(fā)展，俄羅斯方塊游戲也從原來(lái)的掌機(jī)，電視游戲機(jī)發(fā)展處pc端，智能手機(jī)游戲等各種各樣的模式。俄羅斯方塊游戲的影響力毋庸置疑。俄羅斯方塊游戲界面簡(jiǎn)單，代碼、算法實(shí)現(xiàn)并不復(fù)雜，是一款作為初學(xué)者熟悉知識(shí)，鍛煉編程技巧的良好的游戲系統(tǒng)。,游戲研究背景,程序開(kāi)發(fā)意義,俄羅斯方塊游戲是一款簡(jiǎn)單、益智但又不缺乏樂(lè)趣的休閑小游戲，在日益繁忙，生活節(jié)奏越來(lái)越快的現(xiàn)代生活中，為壓力巨大的人們提供了一款既節(jié)省時(shí)間又有趣的小游戲。并且俄羅斯方塊游戲開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)并不復(fù)雜，是編程新手很好的練習(xí)素材。本次課題研究，不僅在開(kāi)發(fā)技術(shù)上，還是社會(huì)意義上都具有很大的價(jià)值。,首先，俄羅斯方塊首先作為一種教育用軟件，在授權(quán)給各大公司之后，各大平臺(tái)上就陸續(xù)出現(xiàn)了無(wú)數(shù)的各種各樣版本的俄羅斯方塊游戲。在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)期間，美國(guó)前線的美國(guó)士兵都將這款游戲作為消磨時(shí)光的最佳選擇之一。其次，俄羅斯方塊游戲具有簡(jiǎn)單性，數(shù)學(xué)性，動(dòng)態(tài)性和極大的知名度，程序員經(jīng)常作為設(shè)計(jì)與練習(xí)的題材。讓俄羅斯方塊游戲的研究變得越來(lái)越火。,俄羅斯方塊游戲研究現(xiàn)狀,2,Chapter,研究方法與技術(shù),Java在發(fā)展的近20年間，已發(fā)展成為人類計(jì)算機(jī)歷史上最有影響力的編程語(yǔ)言之一，甚至其超出了編程語(yǔ)言的范疇，成為了一種開(kāi)發(fā)規(guī)范模式。本課程設(shè)計(jì)主要用Java編程語(yǔ)言，在Eclipse平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。,Java語(yǔ)言是一門非常純粹它吸引了C語(yǔ)言和C+語(yǔ)言的各種優(yōu)點(diǎn)，又摒棄了C+語(yǔ)言里難以理解的多繼承，指針等概念，因此Java語(yǔ)言具有功能強(qiáng)大和簡(jiǎn)單易用兩個(gè)非常良好的特征的面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言。,Java,Eclipse,Eclipse 是一個(gè)開(kāi)放源代碼的、基于 Java 的可擴(kuò)展開(kāi)發(fā)平臺(tái)，專注于為高度集成的工具開(kāi)發(fā)提供一個(gè)全功能的、具有商業(yè)品質(zhì)的工業(yè)平臺(tái)。Eclipse只是一個(gè)框架和一組服務(wù)，用于通過(guò)插件組件構(gòu)建開(kāi)發(fā)環(huán)境。,組 件,簡(jiǎn)介,S W I N G,Swing API 是一組可擴(kuò)展的 GUI 組件，用來(lái)創(chuàng)建基于 JAVA 的前端/ GUI 應(yīng)用程序。它是建立在 AWT API 之上，并且作為 AWT API 的替代者，因?yàn)樗膸缀趺恳粋€(gè)控件都對(duì)應(yīng) AWT 控件。 Swing 組件遵循模型 - 視圖 - 控制器架構(gòu)來(lái)滿足下面的準(zhǔn)則。一個(gè)單一的 API 足夠支持多種外觀和風(fēng)格；API 是模擬驅(qū)動(dòng)的，這樣最高層級(jí)的 API 不需要有數(shù)據(jù)；API 是使用 Java Bean 模式的，這樣 Builder Tools 和 IDE 可以為開(kāi)發(fā)者提供更好的服務(wù)來(lái)使用它。 Swing特點(diǎn)主要有：輕量級(jí)、豐富的控件、高級(jí)自定義、可插拔的外觀和風(fēng)格。,3,Chapter,程序需求分析簡(jiǎn)介,系統(tǒng)的需求分析，主要是用來(lái)說(shuō)明本系統(tǒng)是一個(gè)什么系統(tǒng)，必須用來(lái)做什么，就這個(gè)問(wèn)題上達(dá)到開(kāi)發(fā)人員和主要用戶之間的共識(shí)。系統(tǒng)的可行性分析，主要就是對(duì)系統(tǒng)的所有的一切資源實(shí)施進(jìn)行分析，用來(lái)說(shuō)明系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和投入的合理性，可行性和必然性，并對(duì)其中可能會(huì)出現(xiàn)的不可預(yù)見(jiàn)性的問(wèn)題進(jìn)行合理的分析。,本游戲系統(tǒng)主要是用于大學(xué)生軟件工程畢業(yè)課程設(shè)計(jì)，不需要考慮其所能產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和游戲日后的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。所以經(jīng)濟(jì)問(wèn)題可不用考慮。,經(jīng)濟(jì)可行性分析,本系統(tǒng)主要利用的是Java中的Swing組件進(jìn)行開(kāi)發(fā)，技術(shù)方面要求并非特別困難，技術(shù)可行。,技術(shù)可行性分析,本游戲系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)主要是用于畢業(yè)課程設(shè)計(jì)與論文，用以鞏固大學(xué)四年學(xué)習(xí)的知識(shí)，主要以個(gè)人和學(xué)校為單位，僅供個(gè)人娛樂(lè)和學(xué)校的課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)論文檢查入檔案。,社會(huì)可行性分析,可行性分析,界面需求,形狀需求,鍵盤(pán)，鼠標(biāo),顯示需求,本游戲的默認(rèn)背景色是深綠色，游戲主界面畫(huà)面自定義為自己的所喜歡的圖片，并可以更改，主界面方塊默認(rèn)用橘黃色，預(yù)顯方塊顏色默認(rèn)為淡紫色。背景色、前景色對(duì)比鮮明，以達(dá)到讓玩家眼前一亮的感覺(jué)。,鍵盤(pán)、鼠標(biāo)處理事件需求，當(dāng)方塊下落時(shí)，玩家可以通過(guò)鍵盤(pán)上的方向鍵標(biāo)，可以點(diǎn)擊控制面板中的菜單按鈕和幫助按鈕。,用數(shù)組作為存儲(chǔ)方塊52種狀態(tài)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，即初級(jí)等級(jí)長(zhǎng)條形、Z字形、反Z形、田字形、7字形、反7形、T字型一共7種形狀的向4個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)變形，和中級(jí)等級(jí)的三種方塊12種不同的狀態(tài)，高級(jí)等級(jí)的三種方塊12種不同的狀態(tài)。,要求當(dāng)方塊落下后填滿一整行，則該行消除，其余剩下的未填滿的行自動(dòng)逐次向下移動(dòng)，當(dāng)方塊落下疊加到主界面的全部所有行時(shí)，方塊不再下落，游戲結(jié)束，主界面提示“Game Over”字樣。,需求分析,之功能性需求,需求分析,之非功能性需求,俄羅斯方塊游戲系統(tǒng)的非功能性需求包括游戲主界面左上角圖標(biāo)顯示，調(diào)整窗口尺寸最大化最小化（但不包括主界面的尺寸大?。?，游戲運(yùn)行時(shí)彈出窗口的位置居中等一系列非功能性需求。,4,Chapter,程序系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介,1運(yùn)行程序，點(diǎn)擊右側(cè)控制面板內(nèi)的“開(kāi)始”或“控制”菜單內(nèi)的“開(kāi)始”按鈕開(kāi)始游戲。 2使用上、下、左、右鍵和空格鍵，P鍵，C鍵控制方塊的變形、下落、向左和向右移動(dòng)和一鍵迅速下落，暫停，繼續(xù)。 3方塊滿行消除，分?jǐn)?shù)自動(dòng)增加，等級(jí)自動(dòng)增加一級(jí)。 4等級(jí)增加、方塊下落速度增加，按右側(cè)控制面板或“游戲”菜單內(nèi)的“初級(jí)”“中級(jí)”，“高級(jí)”按鈕來(lái)手動(dòng)改變游戲難易程度。也可點(diǎn)擊“方塊顏色”菜單內(nèi)的選項(xiàng)，更改方塊顏色等，也可以通過(guò)“自定義”菜單內(nèi)的選項(xiàng)，來(lái)更改游戲的一些屬性。 5按鍵盤(pán)鍵字母P鍵可以控制游戲暫停，然后按子母鍵C鍵可以控制游戲繼續(xù)上次游戲。按“結(jié)束游戲”按鈕，游戲會(huì)徹底停止正在進(jìn)行的當(dāng)局游戲，再按“開(kāi)始”或“控制”菜單內(nèi)的“重新開(kāi)始”會(huì)開(kāi)始新游戲。 6當(dāng)方塊占滿整個(gè)窗口，不能再有新方塊下落時(shí)，游戲會(huì)彈出“Game Over”的對(duì)話框提示游戲結(jié)束。,手工處理業(yè)務(wù)的基本流程,游戲的功能模塊圖,游戲的基本流程圖,本系統(tǒng)基于游戲的各項(xiàng)功能來(lái)設(shè)計(jì)游戲的各個(gè)功能模塊。本游戲主要有兩大模塊：游戲界面區(qū)，游戲控制區(qū)。,顯示玩家可選操作、顯示玩家操作結(jié)果兩個(gè)部分。,更改顏色、開(kāi)始、更改游戲等級(jí)為初級(jí)、更改游戲等級(jí)為中級(jí)、更改游戲等級(jí)為高級(jí)、自定義下落速度、更改背景、退出以及其他等一些功能模塊。,游戲界面區(qū),游戲控制區(qū),游戲的功能模塊,5,程序總體設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介及測(cè)試運(yùn),Java是一種純面向?qū)ο螅∣bject-Oriented）的程序語(yǔ)言，具有很多優(yōu)點(diǎn)。本課程設(shè)計(jì)主要通過(guò)幾個(gè)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。,功能模塊,方塊及數(shù)據(jù)顯示功能,方塊移動(dòng)控制模塊,游戲進(jìn)度模塊,音樂(lè)添加模塊,游戲等級(jí)控制模塊,游戲界面顏色控制模塊,游戲主界面顯示功能,等一系列模塊,主要功能實(shí)現(xiàn)的截圖,本游戲主界面設(shè)計(jì)的初始顏色搭配基于對(duì)比鮮明的原則，默認(rèn)背景色為深綠色，左上角設(shè)置俄羅斯方塊圖標(biāo)，得分初始值為0，等級(jí)初始值為1，最高分記錄初始值為0。游戲主窗體尺寸設(shè)置為（520，580），方塊移動(dòng)范圍窗格由一個(gè)20行、12列的二維數(shù)組控制，且左上角圖標(biāo)設(shè)置為方塊圖案，起標(biāo)識(shí)作用。 public GameCanvas(int rows, int cols) this.rows = rows; this.cols = cols; this.setOpaque(false); boxes = new Boxrowscols; for (int i = 0; i boxes.length; i+) for (int j = 0; j boxesi.length; j+) boxesij = new Box(false); setBounds(0, 0, 300, 500);/設(shè)置相對(duì)位置坐標(biāo) setBorder(new EtchedBorder( EtchedBorder.RAISED, Color.white, new Color(148, 145, 140); ,主界面顯示模塊,方塊和數(shù)據(jù)信息是游戲中最基本的功能模塊。本游戲用二維數(shù)組存儲(chǔ)方塊的28種樣式。值得注意的是：在傳統(tǒng)的俄羅斯方塊游戲的基礎(chǔ)上，本游戲系統(tǒng)為了體現(xiàn)出創(chuàng)新的思維，本著為了學(xué)習(xí)的原則，在傳統(tǒng)游戲的基礎(chǔ)上增加了中級(jí)三種其他的方塊樣式和高級(jí)三種其他的方塊樣式。一共有52種方塊樣式，具體的存儲(chǔ)方式主要實(shí)現(xiàn)代碼如下： public final static int STYLES = / 共28種狀態(tài) 0xf000, 0x8888, 0xf000, 0x8888, / 長(zhǎng)條型的四種狀態(tài) 0x4e00, 0x4640, 0xe400, 0x4c40, / T型的四種狀態(tài) 0x4620, 0x6c00, 0x4620, 0x6c00, / 反Z型的四種狀態(tài) 0x2640, 0xc600, 0x2640, 0xc600, / Z型的四種狀態(tài) 0x6220, 0x1700, 0x2230, 0x7400, / 7型的四種狀態(tài) 0x6440, 0xe200, 0x44c0, 0x8e00, / 反7型的四種狀態(tài) 0x6600, 0x6600, 0x6600, 0x6600, / 方塊的四種狀態(tài) 0x8c88,0xf200,0x44c4,0x4f00,/增加的中級(jí)樣式方塊3個(gè) 0xea00,0xc4c0,0xae00,0xc8c0, 0x8c00,0xc800,0xc400,0x4c00, 0xac00,0xcc40,0x6e00,0x8cc0,/增加的高級(jí)樣式方塊3個(gè) 0x4e40,0x4e40,0x4e40,0x4e40, 0x8480,0xa400,0x4840,0x4a00, ;,方塊、數(shù)據(jù)信息模塊,“游戲”菜單測(cè)試,“幫助”菜單測(cè)試,方塊的堆砌與消行功能測(cè)試,按鍵事件的功能測(cè)試,利用設(shè)計(jì)的測(cè)試用例表，測(cè)試結(jié)果為成功,利用設(shè)計(jì)的測(cè)試用例表，測(cè)試結(jié)果為成功,利用設(shè)計(jì)的測(cè)試用例表，測(cè)試結(jié)果為成功,利用設(shè)計(jì)的測(cè)試用例表，測(cè)試結(jié)果為成功,系統(tǒng)測(cè)試，是將軟件，計(jì)算機(jī)硬件，外圍設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)等元素確認(rèn)在一起進(jìn)行各種信息系統(tǒng)的組裝測(cè)試和確認(rèn)測(cè)試，系統(tǒng)測(cè)試是為整個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，目的是驗(yàn)證是否 系統(tǒng)滿足需求規(guī)格的定義，找出與需求規(guī)格不一致或矛盾的地方，以提出更全面的方案。系統(tǒng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，嘗試找出錯(cuò)誤的原因和位置，然后進(jìn)行更正。,系統(tǒng)測(cè)試,6,Chapter,論文總結(jié)與致謝,從本次課程設(shè)計(jì)論文編寫(xiě)我收獲的知識(shí),為了熟悉俄羅斯方塊的相關(guān)功能和設(shè)計(jì)，我時(shí)常從各大游戲下載網(wǎng)站下載單機(jī)版俄羅斯方塊游戲，并研究其中功能的實(shí)現(xiàn)和界面的設(shè)計(jì)，思考和查閱資料進(jìn)行分析，經(jīng)過(guò)逐步的設(shè)計(jì)與反復(fù)的修改論證，才完成了整個(gè)游戲的開(kāi)發(fā)。,在游戲設(shè)計(jì)過(guò)程中，我采用從粗到精的設(shè)計(jì)模式，從小到大測(cè)試的原則。先設(shè)計(jì)游戲框架，并逐層測(cè)試，而后再添加具體實(shí)現(xiàn)代碼并逐步進(jìn)行更細(xì)化的測(cè)試。設(shè)計(jì)過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)遇到難題,我會(huì)通過(guò)反復(fù)思考和測(cè)試，然后找出自己的錯(cuò)誤并加以改正，再進(jìn)行下一個(gè)步驟，確保萬(wàn)無(wú)一失，盡力減輕最后的調(diào)試工作量。,畢業(yè)設(shè)計(jì)業(yè)可以作為一個(gè)不斷學(xué)習(xí)新鮮事物的過(guò)程，從設(shè)計(jì)初的不懂到最后能夠圓滿完成，我體會(huì)到在實(shí)踐中不斷學(xué)習(xí)的重要性，這對(duì)于將來(lái)我走上