俄罗斯方块程序设计与系统分析.docx
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俄罗斯方块程序设计与系统分析
《嵌入式项目作业》
俄罗斯方块程序设计与系统分析
作者姓名：
洛天依
专业、班级：
软件工程2班
学号：
1402140219
指导教师：
完成日期：
2017年06月05日
大连大学
DalianUniversity
一、系统分析与总体设计
1.1开发背景及其开发意义
在现代信息高速发展的时代，电子游戏已经成为人们生活中不可缺少的一部分，也是老少皆宜的娱乐方式。
在电子科技还不是很发达的中国，游戏的发展还是受到技术的限制，随着游戏行业的迅速发展，游戏研发称为国家科技和经济上重大的突破方向。
掌上游戏机和电视游戏机在80年代和90年代风靡一时，此时由苏联人阿列克谢·帕基特诺夫制作的俄罗斯方块在掌上游戏机和电视游戏机上流行，其造成的轰动和经济价值成为游戏史上的大事。
俄罗斯方块是一个老少皆宜的小游戏，它实现由四个正方形的色块组成，然后存储于一个数组的四个元素中，计算机随机产生七种不同类型的方块，根据计算机时钟控制他在一定的时间不停地产生，用户根据键盘的四个方向近些年向左、向右、向上、向下，翻转操作。
然后程序根据这七种方块折叠成各种不同的类型。
基于Windows的游戏设计方式很多，如基于Java的跨平台设计，基于.net平台的设计，基于JAVA的设计由于运行在虚拟机上运行，效率比较低；而.net的设计通用性不是很好，为了避免这些缺点，本文采用EVC在ARM平台上进行设计来完成俄罗斯方块游戏。
1.2需求分析
俄罗斯方块是一个比较简单的游戏。
它游戏过程仅需要玩家将不断下落的各种形状的方块移动、翻转，如果某一行被方块充满了，那就将些行消掉；而当窗口中无法再容纳下落的方块时，就宣告游戏的结束。
游戏的需求分析如下：
界面设计需求：
（1）实验功能需求虽需要的按钮
（2）显示积分和等级的文本
（3）下一个方块下落提示界面，需要用不同的颜色表示
（4）游戏运行界面
功能需求：
（1）实现各种方块的生产，包括形状和颜色等信息；
（2）实现各个方块的上下左右移动和旋转的功能（鼠标操作和键盘操作）。
（3）实现消行的功能；
（4）实现得分的统计功能；
（5）实现开始，暂停，结束等功能；
1.3总体设计
1.3.1开发环境描述
俄罗斯方块游戏软件基于ARM的wince5.0平台，利用PXA270RP实验箱模拟仿真器，利用evc编程来具体实现，在实验箱的触摸屏上进行游戏。
嵌入式系统作为芯片和软件的集成体，在科学研究、工业控制、军事技术、医疗卫生、消费电子等方面有着普遍的应用，此软件基于ARM处理器和windowsCE的研究平台，windowsCE是由优先级的多任务操作系统它允许多重功能、进程，在相同的时间系统中运行WindownsCE支持最大的32位同步进程，微软WindownsCE被设计成针对小型设备的通用操作系统，它可以通过设计一层位于内核和硬件之间代码来设定硬件平台。
嵌入式工具包包括设备驱动器（DDK）和软件开发包（SDK），DDK提供了关于写驱动器的附加文本，SDK提供库、头文件、样本代码、文本以允许，开发者对基于WindownsCE的平台进行写操作，WindownsCE提供了相同的程序界面，以用来为其他的视窗操作系统开发功能。
1.3.2系统总体功能设计
首先需要对俄罗斯方块的设计和功能需求进行详细的了解和分析，一个具有功能完全满足基本需要的系统需要包括以下几个功能模块。
如图1-1所示是俄罗斯方块总体设计功能图。
图1-1俄罗斯方块总体设计功能图
1.3.3游戏界面设计
游戏界面设计包括：
游戏界面的布局，分伟5大板块，分别是游戏显示界面，下一个方块下落是界面，积分和等级记录界面，开始结束暂停按钮，方块形态位置变化操作按钮。
如图1-2所示，游戏界面设计图：
图1-2游戏界面设计图
1.3.4操作设计
操作设计包括：
①游戏开始结束暂停操作设计：
在游戏界面上有开始、结束、暂停按钮，用鼠标操作，选择是否要进入游戏。
②方块形状转换操作：
良好的方块形状设计，绘制七种常见的基本图形（长条形、Z字形、反Z形、田字形、7字形、反7形、T字型），各个方块要能实现它的变形，可设为顺时针或逆时针变形，一般为逆时针。
如表1-1所示俄罗斯方块定位点设置表
俄罗斯方块定位点设置，以黑色点为（0,0）坐标
状态类型
1
2
3
4
1
2
3
4
5
6
7
表1-1俄罗斯方块方块形状图
键盘处理事件:
方块下落时，可通过键盘方向键（上、下、左、右键）对该方块进行向上（变形）,向下（加速）、向左、向右移动。
③消行操作：
当方块落到游戏界面最底部并且铺满最后一行，就能消去所在这一行，积分增加100分，而积分增加到一定数值时，玩家等级增加。
④积分等级记录设计：
随着玩家对游戏的熟悉程度，对游戏的掌握程度，当玩家进行操作所消的行数越多，积分增加得越多，玩家等级也随之增加。
1.3.5系统说明（帮助）功能
在此功能中需要完成的功能有：
提供给用户系统使用的的详细说明和玩家如何玩游戏的详细说明，以便玩家熟练的操作此游戏。
使用说明：
俄罗斯方块的基本规则是移动（向左、向右、下移），旋转和摆放游戏自动的输出的各种方块，使之排列成完整的一行或者多行并且消除得分，由于上手简单，老少皆宜，从而家喻户晓，风靡世界。
游戏帮助：
打开游戏时，点击“开始”按钮就可以开始游戏了，游戏过程中可以点击“左”“右”“下”“转换”按钮对随机出现的方块进行操作，使之排列成整行从而得分；得分越高，等级越高，方块下降的速度也会随着等级的增加而加快。
1.3.6模块实现的功能
（1）绘图刷新模块：
在此模块中可以绘制新的方块模型
voidCBrickDlg:
:
RefreshBricks（void）
{
inti;
for（i=0;i<4;i++）
{
MatrixOfBricks[CurrentBrick[i].x][CurrentBrick[i].y]=0;//消去原先的方块
LastPositionOfBrick[i].x=CurrentBrick[i].x;//记录原先位置
LastPositionOfBrick[i].y=CurrentBrick[i].y;
}
}
（2）开始结束暂停按钮的操作功能：
实现对游戏的控制
voidCBrickDlg:
:
OnGameStart（）
{
Start（）;
Number[0]=rand（）%7;
Number[1]=rand（）%7;
return;
}
voidCBrickDlg:
:
OnGameOver（）
{
TCHARm_strValue[200];
if（GameState==STOP）
Exit（）;
else
Stop（）;
_itow（0,m_strValue,10）;
SetDlgItemText（IDC_STATIC_NUM,m_strValue）;
SetDlgItemText（IDC_LEVEL,m_strValue）;
CDC*dc=GetDC（）;
dc->FillSolidRect（180,50,100,60,RGB（0,0,255））;
return;
}
voidCBrickDlg:
:
OnPause（）
{
if（GameState==RUNNING）
{
GameState=PAUSED;
myDraw（）;
}
elseif（GameState==PAUSED）
GameState=RUNNING;
}
（3）方块的旋转操作：
按向上的键就会使方块的旋转
voidCBrickDlg:
:
OnUp（）
{
if（GameState==RUNNING）
{
nChar=VK_NUMPAD9;
OnKey（nChar）;
}
}
二、系统的详细设计与实现
2.1算法分析
2.2.1定义方块的数据结构
对于方块在某一瞬间的位置的标识，我们采用了4*2的小数组标识出来，即用4个存储单位空间存储当前下坠物的每一个字块的位置，也就是说，用4个存储空间存储当前下坠唔的每一个字块的位置进行标识，而每一个存储空间的大小就是一个点的坐标值（x,y），二每个方块按照从左到右的方式进行编号，并且在编号的过程中对于同一列的方块实行从上带下进行编号，如图所示2-1：
图2-1示例
方块的表示方法：
即四个小方块的坐标设定，其中一个方块是原点，坐标为（0,0）；右侧方块坐标（1,0）；下面的方块坐标（0,1），以此类推。
2.2程序流程图
如下图2-2所示，为程序流程图：
图2-2程序流程图
三、系统实现与调试
3.1调试过程：
错误信息和解决方法
开发俄罗斯方块程序中，要解决的技术难题如下：
1错误信息：
C:
\Users\qingxue\Desktop\brick\brick.rc（10）:
fatalerrorRC1015:
cannotopenincludefile'afxres.h'.
解决方法：
C:
\WINCE500\OTHERS\MFC\INCLUDE路径添加到MicrosofteMbeddedVisualC++4.0中Tools→Options→Directories→includefiles下即可。
2错误信息：
LINK:
fatalerrorLNK1104:
cannotopenfile'mfcs42d.lib'
解决方法：
C:
\WINCE500\OTHERS\MFC\LIB\X86路径添加到MicrosofteMbeddedVisualC++4.0中Tools→Options→Directories→Libraryfiles下即可。
3下落时，如果确定方块是否可以下落，即是否已经落到“地”if（GameState==RUNNING）
{if（Isbottom（））//如果未到底
{RefreshBricks（）;//刷新
for（inti=0;i<4;i++）
CurrentBrick[i].x++;//方块下降X增加
}
else//如果到底了
{IsGameOver（）;
CanEraseALine（）;//消去一行
DrawNextBrick（）;//绘制下一个方块以提示
GenerateABrick（）;//生成新的方块
Number[0]=Number[1];
CreateNumber（）;//获取随机的数据
}
myDraw（）;
}
3.2系统运行的结果
（1）游戏开始：
点击游戏界面上的开始按钮，玩家就可以进行游戏的一系列操作。
如图3-1所示
图3-1游戏开始运行界面
（2）方块转换及下一个方块提示：
点击界面上转换按钮或者按键盘上向上的按钮，都会使当前方块变换形式。
如图3-2和3-3所示为方块形状转变前后的情形。
图3-2方块变换前视图
图3-3方块变后前视图
（3）消行及积分累加等级变化操作：
当当方块落到游戏界面最底部并且铺满最后一行，就能消去所在这一行，积分增加100分，而积分每增加500时，玩家等级增加1。
如下图所示为消行前后游戏运行图以及积分等级变化图：
图3-4消行前游戏运行图
图3-5消行后游戏运行图
图3-6积分变化前游戏运行图
图3-7积分变化后游戏运行图
（4）游
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