# wxWidgets 中的俄罗斯方块游戏 > 原文： [http://zetcode.com/gui/wxwidgets/thetetrisgame/](http://zetcode.com/gui/wxwidgets/thetetrisgame/) 俄罗斯方块游戏是有史以来最受欢迎的计算机游戏之一。 原始游戏是由俄罗斯程序员 Alexey Pajitnov 于 1985 年设计和编程的。此后，几乎所有版本的几乎所有计算机平台上都可以使用俄罗斯方块。 俄罗斯方块被称为下降块益智游戏。 在这个游戏中，我们有七个不同的形状，称为 tetrominoes。 S 形，Z 形，T 形，L 形，线形，镜像 L 形和正方形。 这些形状中的每一个都形成有四个正方形。 形状从板上掉下来。 俄罗斯方块游戏的目的是移动和旋转形状，以便它们尽可能地适合。 如果我们设法形成一行，则该行将被破坏并得分。 我们玩俄罗斯方块游戏，直到达到顶峰。  图：Tetrominoes wxWidgets 是一个用于创建应用的工具包。 还有其他一些旨在创建计算机游戏的库。 不过，可以使用 wxWidgets 和其他应用工具包来创建简单的游戏。 ## 开发 我们的俄罗斯方块游戏没有图像，我们使用 wxWidgets 编程工具包中提供的绘图 API 绘制四面体。 每个计算机游戏的背后都有一个数学模型。 俄罗斯方块也是如此。 游戏背后的一些想法。 * 我们使用`wxTimer`创建游戏周期。 * 绘制四方块。 * 形状以正方形为单位移动（而不是逐个像素移动）。 * 从数学上讲，棋盘是一个简单的数字列表。 `Shape.h` ```cpp #ifndef SHAPE_H #define SHAPE_H enum Tetrominoes { NoShape, ZShape, SShape, LineShape, TShape, SquareShape, LShape, MirroredLShape }; class Shape { public: Shape() { SetShape(NoShape); } void SetShape(Tetrominoes shape); void SetRandomShape(); Tetrominoes GetShape() const { return pieceShape; } int x(int index) const { return coords[index][0]; } int y(int index) const { return coords[index][1]; } int MinX() const; int MaxX() const; int MinY() const; int MaxY() const; Shape RotateLeft() const; Shape RotateRight() const; private: void SetX(int index, int x) { coords[index][0] = x; } void SetY(int index, int y) { coords[index][1] = y; } Tetrominoes pieceShape; int coords[4][2]; }; #endif ``` `Shape.cpp` ```cpp #include <stdlib.h> #include <algorithm> #include "Shape.h" using namespace std; void Shape::SetShape(Tetrominoes shape) { static const int coordsTable[8][4][2] = { { { 0, 0 }, { 0, 0 }, { 0, 0 }, { 0, 0 } }, { { 0, -1 }, { 0, 0 }, { -1, 0 }, { -1, 1 } }, { { 0, -1 }, { 0, 0 }, { 1, 0 }, { 1, 1 } }, { { 0, -1 }, { 0, 0 }, { 0, 1 }, { 0, 2 } }, { { -1, 0 }, { 0, 0 }, { 1, 0 }, { 0, 1 } }, { { 0, 0 }, { 1, 0 }, { 0, 1 }, { 1, 1 } }, { { -1, -1 }, { 0, -1 }, { 0, 0 }, { 0, 1 } }, { { 1, -1 }, { 0, -1 }, { 0, 0 }, { 0, 1 } } }; for (int i = 0; i < 4 ; i++) { for (int j = 0; j < 2; ++j) coords[i][j] = coordsTable[shape][i][j]; } pieceShape = shape; } void Shape::SetRandomShape() { int x = rand() % 7 + 1; SetShape(Tetrominoes(x)); } int Shape::MinX() const { int m = coords[0][0]; for (int i=0; i<4; i++) { m = min(m, coords[i][0]); } return m; } int Shape::MaxX() const { int m = coords[0][0]; for (int i=0; i<4; i++) { m = max(m, coords[i][0]); } return m; } int Shape::MinY() const { int m = coords[0][1]; for (int i=0; i<4; i++) { m = min(m, coords[i][1]); } return m; } int Shape::MaxY() const { int m = coords[0][1]; for (int i=0; i<4; i++) { m = max(m, coords[i][1]); } return m; } Shape Shape::RotateLeft() const { if (pieceShape == SquareShape) return *this; Shape result; result.pieceShape = pieceShape; for (int i = 0; i < 4; ++i) { result.SetX(i, y(i)); result.SetY(i, -x(i)); } return result; } Shape Shape::RotateRight() const { if (pieceShape == SquareShape) return *this; Shape result; result.pieceShape = pieceShape; for (int i = 0; i < 4; ++i) { result.SetX(i, -y(i)); result.SetY(i, x(i)); } return result; } ``` `Board.h` ```cpp #ifndef BOARD_H #define BOARD_H #include "Shape.h" #include <wx/wx.h> class Board : public wxPanel { public: Board(wxFrame *parent); void Start(); void Pause(); void linesRemovedChanged(int numLines); protected: void OnPaint(wxPaintEvent& event); void OnKeyDown(wxKeyEvent& event); void OnTimer(wxCommandEvent& event); private: enum { BoardWidth = 10, BoardHeight = 22 }; Tetrominoes & ShapeAt(int x, int y) { return board[(y * BoardWidth) + x]; } int SquareWidth() { return GetClientSize().GetWidth() / BoardWidth; } int SquareHeight() { return GetClientSize().GetHeight() / BoardHeight; } void ClearBoard(); void DropDown(); void OneLineDown(); void PieceDropped(); void RemoveFullLines(); void NewPiece(); bool TryMove(const Shape& newPiece, int newX, int newY); void DrawSquare(wxPaintDC &dc, int x, int y, Tetrominoes shape); wxTimer *timer; bool isStarted; bool isPaused; bool isFallingFinished; Shape curPiece; int curX; int curY; int numLinesRemoved; Tetrominoes board[BoardWidth * BoardHeight]; wxStatusBar *m_stsbar; }; #endif ``` `Board.cpp` ```cpp #include "Board.h" Board::Board(wxFrame *parent) : wxPanel(parent, wxID_ANY, wxDefaultPosition, wxDefaultSize, wxBORDER_NONE) { timer = new wxTimer(this, 1); m_stsbar = parent->GetStatusBar(); isFallingFinished = false; isStarted = false; isPaused = false; numLinesRemoved = 0; curX = 0; curY = 0; ClearBoard(); Connect(wxEVT_PAINT, wxPaintEventHandler(Board::OnPaint)); Connect(wxEVT_KEY_DOWN, wxKeyEventHandler(Board::OnKeyDown)); Connect(wxEVT_TIMER, wxCommandEventHandler(Board::OnTimer)); } void Board::Start() { if (isPaused) return; isStarted = true; isFallingFinished = false; numLinesRemoved = 0; ClearBoard(); NewPiece(); timer->Start(300); } void Board::Pause() { if (!isStarted) return; isPaused = !isPaused; if (isPaused) { timer->Stop(); m_stsbar->SetStatusText(wxT("paused")); } else { timer->Start(300); wxString str; str.Printf(wxT("%d"), numLinesRemoved); m_stsbar->SetStatusText(str); } Refresh(); } void Board::OnPaint(wxPaintEvent& event) { wxPaintDC dc(this); wxSize size = GetClientSize(); int boardTop = size.GetHeight() - BoardHeight * SquareHeight(); for (int i = 0; i < BoardHeight; ++i) { for (int j = 0; j < BoardWidth; ++j) { Tetrominoes shape = ShapeAt(j, BoardHeight - i - 1); if (shape != NoShape) DrawSquare(dc, 0 + j * SquareWidth(), boardTop + i * SquareHeight(), shape); } } if (curPiece.GetShape() != NoShape) { for (int i = 0; i < 4; ++i) { int x = curX + curPiece.x(i); int y = curY - curPiece.y(i); DrawSquare(dc, 0 + x * SquareWidth(), boardTop + (BoardHeight - y - 1) * SquareHeight(), curPiece.GetShape()); } } } void Board::OnKeyDown(wxKeyEvent& event) { if (!isStarted || curPiece.GetShape() == NoShape) { event.Skip(); return; } int keycode = event.GetKeyCode(); if (keycode == 'p' || keycode == 'P') { Pause(); return; } if (isPaused) return; switch (keycode) { case WXK_LEFT: TryMove(curPiece, curX - 1, curY); break; case WXK_RIGHT: TryMove(curPiece, curX + 1, curY); break; case WXK_DOWN: TryMove(curPiece.RotateRight(), curX, curY); break; case WXK_UP: TryMove(curPiece.RotateLeft(), curX, curY); break; case WXK_SPACE: DropDown(); break; case 'd': OneLineDown(); break; case 'D': OneLineDown(); break; default: event.Skip(); } } void Board::OnTimer(wxCommandEvent& event) { if (isFallingFinished) { isFallingFinished = false; NewPiece(); } else { OneLineDown(); } } void Board::ClearBoard() { for (int i = 0; i < BoardHeight * BoardWidth; ++i) board[i] = NoShape; } void Board::DropDown() { int newY = curY; while (newY > 0) { if (!TryMove(curPiece, curX, newY - 1)) break; --newY; } PieceDropped(); } void Board::OneLineDown() { if (!TryMove(curPiece, curX, curY - 1)) PieceDropped(); } void Board::PieceDropped() { for (int i = 0; i < 4; ++i) { int x = curX + curPiece.x(i); int y = curY - curPiece.y(i); ShapeAt(x, y) = curPiece.GetShape(); } RemoveFullLines(); if (!isFallingFinished) NewPiece(); } void Board::RemoveFullLines() { int numFullLines = 0; for (int i = BoardHeight - 1; i >= 0; --i) { bool lineIsFull = true; for (int j = 0; j < BoardWidth; ++j) { if (ShapeAt(j, i) == NoShape) { lineIsFull = false; break; } } if (lineIsFull) { ++numFullLines; for (int k = i; k < BoardHeight - 1; ++k) { for (int j = 0; j < BoardWidth; ++j) ShapeAt(j, k) = ShapeAt(j, k + 1); } } } if (numFullLines > 0) { numLinesRemoved += numFullLines; wxString str; str.Printf(wxT("%d"), numLinesRemoved); m_stsbar->SetStatusText(str); isFallingFinished = true; curPiece.SetShape(NoShape); Refresh(); } } void Board::NewPiece() { curPiece.SetRandomShape(); curX = BoardWidth / 2 + 1; curY = BoardHeight - 1 + curPiece.MinY(); if (!TryMove(curPiece, curX, curY)) { curPiece.SetShape(NoShape); timer->Stop(); isStarted = false; m_stsbar->SetStatusText(wxT("game over")); } } bool Board::TryMove(const Shape& newPiece, int newX, int newY) { for (int i = 0; i < 4; ++i) { int x = newX + newPiece.x(i); int y = newY - newPiece.y(i); if (x < 0 || x >= BoardWidth || y < 0 || y >= BoardHeight) return false; if (ShapeAt(x, y) != NoShape) return false; } curPiece = newPiece; curX = newX; curY = newY; Refresh(); return true; } void Board::DrawSquare(wxPaintDC& dc, int x, int y, Tetrominoes shape) { static wxColour colors[] = { wxColour(0, 0, 0), wxColour(204, 102, 102), wxColour(102, 204, 102), wxColour(102, 102, 204), wxColour(204, 204, 102), wxColour(204, 102, 204), wxColour(102, 204, 204), wxColour(218, 170, 0) }; static wxColour light[] = { wxColour(0, 0, 0), wxColour(248, 159, 171), wxColour(121, 252, 121), wxColour(121, 121, 252), wxColour(252, 252, 121), wxColour(252, 121, 252), wxColour(121, 252, 252), wxColour(252, 198, 0) }; static wxColour dark[] = { wxColour(0, 0, 0), wxColour(128, 59, 59), wxColour(59, 128, 59), wxColour(59, 59, 128), wxColour(128, 128, 59), wxColour(128, 59, 128), wxColour(59, 128, 128), wxColour(128, 98, 0) }; wxPen pen(light[int(shape)]); pen.SetCap(wxCAP_PROJECTING); dc.SetPen(pen); dc.DrawLine(x, y + SquareHeight() - 1, x, y); dc.DrawLine(x, y, x + SquareWidth() - 1, y); wxPen darkpen(dark[int(shape)]); darkpen.SetCap(wxCAP_PROJECTING); dc.SetPen(darkpen); dc.DrawLine(x + 1, y + SquareHeight() - 1, x + SquareWidth() - 1, y + SquareHeight() - 1); dc.DrawLine(x + SquareWidth() - 1, y + SquareHeight() - 1, x + SquareWidth() - 1, y + 1); dc.SetPen(*wxTRANSPARENT_PEN); dc.SetBrush(wxBrush(colors[int(shape)])); dc.DrawRectangle(x + 1, y + 1, SquareWidth() - 2, SquareHeight() - 2); } ``` `Tetris.h` ```cpp #include <wx/wx.h> class Tetris : public wxFrame { public: Tetris(const wxString& title); }; ``` `Tetris.cpp` ```cpp #include "Tetris.h" #include "Board.h" Tetris::Tetris(const wxString& title) : wxFrame(NULL, wxID_ANY, title, wxDefaultPosition, wxSize(180, 380)) { wxStatusBar *sb = CreateStatusBar(); sb->SetStatusText(wxT("0")); Board *board = new Board(this); board->SetFocus(); board->Start(); } ``` `main.h` ```cpp #include <wx/wx.h> class MyApp : public wxApp { public: virtual bool OnInit(); }; ``` `main.cpp` ```cpp #include "main.h" #include "Tetris.h" IMPLEMENT_APP(MyApp) bool MyApp::OnInit() { srand(time(NULL)); Tetris *tetris = new Tetris(wxT("Tetris")); tetris->Centre(); tetris->Show(true); return true; } ``` 我对游戏做了一些简化，以便于理解。 游戏启动后立即开始。 我们可以通过按 `p` 键暂停游戏。 `空格键`将把俄罗斯方块放在底部。 `d` 键会将棋子下降一行。 （它可以用来加快下降速度。）游戏以恒定速度运行，没有实现加速。 分数是我们已删除的行数。 ```cpp ... isFallingFinished = false; isStarted = false; isPaused = false; numLinesRemoved = 0; curX = 0; curY = 0; ... ``` 在开始游戏之前，我们先初始化一些重要的变量。 `isFallingFinished`变量确定俄罗斯方块形状是否已完成下降，然后我们需要创建一个新形状。 `numLinesRemoved`计算行数，到目前为止我们已经删除了行数。 `curX`和`curY`变量确定下降的俄罗斯方块形状的实际位置。 ```cpp for (int i = 0; i < BoardHeight; ++i) { for (int j = 0; j < BoardWidth; ++j) { Tetrominoes shape = ShapeAt(j, BoardHeight - i - 1); if (shape != NoShape) DrawSquare(dc, 0 + j * SquareWidth(), boardTop + i * SquareHeight(), shape); } } ``` 游戏的绘图分为两个步骤。 在第一步中，我们绘制所有形状或已放置到板底部的形状的其余部分。 所有正方形都记在`board`数组中。 我们使用`ShapeAt()`方法访问它。 ```cpp if (curPiece.GetShape() != NoShape) { for (int i = 0; i < 4; ++i) { int x = curX + curPiece.x(i); int y = curY - curPiece.y(i); DrawSquare(dc, 0 + x * SquareWidth(), boardTop + (BoardHeight - y - 1) * SquareHeight(), curPiece.GetShape()); } } ``` 下一步是绘制掉落的实际零件。 ```cpp ... switch (keycode) { case WXK_LEFT: TryMove(curPiece, curX - 1, curY); break; ... ``` 在`Board::OnKeyDown()`方法中，我们检查按键是否按下。 如果按向左箭头键，我们将尝试将棋子向左移动。 我们说尝试，因为这片可能无法移动。 ```cpp void Board::OnTimer(wxCommandEvent& event) { if (isFallingFinished) { isFallingFinished = false; NewPiece(); } else { OneLineDown(); } } ``` 在`Board::OnTimer()`方法中，我们可以创建一个新的片段，将前一个片段放到底部，或者将下降的片段向下移动一行。 ```cpp void Board::DropDown() { int newY = curY; while (newY > 0) { if (!TryMove(curPiece, curX, newY - 1)) break; --newY; } PieceDropped(); } ``` `Board::DropDown()`方法将下落的形状立即下降到板的底部。 当我们按下空格键时会发生这种情况。 ```cpp void Board::PieceDropped() { for (int i = 0; i < 4; ++i) { int x = curX + curPiece.x(i); int y = curY - curPiece.y(i); ShapeAt(x, y) = curPiece.GetShape(); } RemoveFullLines(); if (!isFallingFinished) NewPiece(); } ``` 在`Board::PieceDropped()`方法中，我们将当前形状设置为其最终位置。 我们调用`RemoveFullLines()`方法来检查是否至少有一个完整的行。 如果尚未在`Board::PieceDropped()`方法中创建新的俄罗斯方块形状，则可以创建一个新的俄罗斯方块形状。 ```cpp if (lineIsFull) { ++numFullLines; for (int k = i; k < BoardHeight - 1; ++k) { for (int j = 0; j < BoardWidth; ++j) ShapeAt(j, k) = ShapeAt(j, k + 1); } } ``` 此代码将删除所有行。 找到整条线后，我们增加计数器。 我们将整行上方的所有行向下移动一行。 这样我们就破坏了整个生产线。 注意，在俄罗斯方块游戏中，我们使用了朴素引力。 这意味着正方形可能会漂浮在空白间隙上方。 ```cpp void Board::NewPiece() { curPiece.SetRandomShape(); curX = BoardWidth / 2 + 1; curY = BoardHeight - 1 + curPiece.MinY(); if (!TryMove(curPiece, curX, curY)) { curPiece.SetShape(NoShape); timer->Stop(); isStarted = false; m_stsbar->SetStatusText(wxT("game over")); } } ``` `Board::NewPiece()`方法随机创建一个新的俄罗斯方块。 如果棋子无法进入其初始位置，则游戏结束。 ```cpp bool Board::TryMove(const Shape& newPiece, int newX, int newY) { for (int i = 0; i < 4; ++i) { int x = newX + newPiece.x(i); int y = newY - newPiece.y(i); if (x < 0 || x >= BoardWidth || y < 0 || y >= BoardHeight) return false; if (ShapeAt(x, y) != NoShape) return false; } curPiece = newPiece; curX = newX; curY = newY; Refresh(); return true; } ``` 在`Board::TryMove()`方法中，我们尝试移动形状。 如果形状在棋盘的边缘或与其他形状相邻，则返回`false`。 否则，我们将当前下降形状放置到新位置并返回`true`。 `Shape`类保存有关俄罗斯方块的信息。 ```cpp for (int i = 0; i < 4 ; i++) { for (int j = 0; j < 2; ++j) coords[i][j] = coordsTable[shape][i][j]; } ``` `coords`数组保存俄罗斯方块的坐标。 例如，数字`{0, -1}, {0, 0}, {1, 0}, {1, 1}`表示旋转的 S 形。 下图说明了形状。  图：坐标 当绘制当前下降片时，将其绘制在`curX`和`curY`位置。 然后，我们查看坐标表并绘制所有四个正方形。  图：俄罗斯方块 这是 wxWidgets 中的俄罗斯方块游戏。