c语言俄罗斯方块设计报告

1. 介绍

俄罗斯方块（Tetris）是一款非常经典的游戏，由苏联人阿列克谢·帕基特诺夫于1984年发明。游戏操作简单，玩家通过操控方块的移动和旋转，使它们堆叠在一起，从而消除不断下落的方块，以获得更高的分数。本文将介绍如何使用C语言设计一个简单的俄罗斯方块游戏。

2. 设计思路

2.1 游戏框架设计

俄罗斯方块游戏可以划分为两个部分：游戏框架和游戏逻辑。游戏框架主要包括窗口初始化、游戏界面绘制、键盘监听等功能。游戏逻辑则包括方块生成、方块移动、方块旋转、消除行等功能。在设计时，我们可以采用面向对象思想，将游戏框架和游戏逻辑分别封装成两个类，从而提高代码的可读性和可维护性。

2.2 游戏界面设计

游戏界面是游戏体验的重要组成部分，需要设计出简洁而美观的界面。我们可以使用图形界面库（如SDL、OpenGL）来实现游戏界面的绘制。游戏界面主要包括游戏区域、方块预览区、得分区等，需要根据实际需求进行设计。

2.3 游戏逻辑设计

游戏逻辑是游戏的核心部分，需要实现方块生成、方块移动、方块旋转、消除行等功能。其中，方块的生成和移动是游戏逻辑中最为基础的功能，需要仔细设计并实现。方块的旋转需要考虑到方块的形状和位置，需要根据实际情况进行计算和判断。消除行的功能需要判断当前方块是否可以消除，并在消除行后更新得分等信息。

3. 实现步骤

3.1 窗口初始化

首先，我们需要初始化游戏窗口，加载所需的图形资源。在使用图形界面库时，需要先进行初始化。例如，使用SDL库时，需要进行窗口初始化和资源加载：

SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO);
SDL_Window* window = SDL_CreateWindow("Tetris", SDL_WINDOWPOS_CENTERED, SDL_WINDOWPOS_CENTERED, SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, SDL_WINDOW_SHOWN);
SDL_Renderer* renderer = SDL_CreateRenderer(window, -1, SDL_RENDERER_ACCELERATED | SDL_RENDERER_PRESENTVSYNC);
SDL_SetRenderDrawColor(renderer, 0, 0, 0, 255);
SDL_RenderClear(renderer);
SDL_RenderPresent(renderer);

其中，SCREEN_WIDTH和SCREEN_HEIGHT为游戏窗口的宽度和高度。

3.2 游戏界面绘制

在窗口初始化后，我们需要绘制游戏界面。游戏界面包括游戏区域、方块预览区、得分区等。我们可以使用SDL库提供的绘图函数来实现游戏界面的绘制：

SDL_SetRenderDrawColor(renderer, 255, 255, 255, 255);
SDL_RenderClear(renderer);

// 绘制游戏区域
for (int i = 0; i < ROWS; i++) {
    for (int j = 0; j < COLS; j++) {
        if (game_area[i][j] != 0) {
            SDL_Rect rect = { j * BLOCK_SIZE, i * BLOCK_SIZE, BLOCK_SIZE, BLOCK_SIZE };
            SDL_SetRenderDrawColor(renderer, colors[game_area[i][j]].r, colors[game_area[i][j]].g, colors[game_area[i][j]].b, 255);
            SDL_RenderFillRect(renderer, &rect);
        }
    }
}

// 绘制方块预览区
for (int i = 0; i < 4; i++) {
    for (int j = 0; j < 4; j++) {
        if (next_block[i][j] != 0) {
            SDL_Rect rect = { (j + COLS + 2) * BLOCK_SIZE, (i + 2) * BLOCK_SIZE, BLOCK_SIZE, BLOCK_SIZE };
            SDL_SetRenderDrawColor(renderer, colors[next_block[i][j]].r, colors[next_block[i][j]].g, colors[next_block[i][j]].b, 255);
            SDL_RenderFillRect(renderer, &rect);
        }
    }
}

// 绘制得分区
char score_text[20];
sprintf(score_text, "Score: %d", score);
SDL_Color score_color = { 255, 255, 255 };
SDL_Surface* score_surface = TTF_RenderText_Solid(font, score_text, score_color);
SDL_Texture* score_texture = SDL_CreateTextureFromSurface(renderer, score_surface);
SDL_Rect score_rect = { (COLS + 2) * BLOCK_SIZE, (ROWS / 2) * BLOCK_SIZE, score_surface->w, score_surface->h };
SDL_RenderCopy(renderer, score_texture, NULL, &score_rect);

SDL_RenderPresent(renderer);

其中，game_area为游戏区域数组，next_block为方块预览数组，colors为方块颜色数组，font为字体，score为当前得分。

3.3 方块生成和移动

在游戏开始时，需要生成第一个方块。我们可以使用随机数生成器来随机生成方块的类型。方块的移动可以通过键盘监听来实现，例如：

while (SDL_PollEvent(&event)) {
    if (event.type == SDL_QUIT) {
        quit = true;
    } else if (event.type == SDL_KEYDOWN) {
        switch (event.key.keysym.sym) {
            case SDLK_LEFT:
                move_left();
                break;
            case SDLK_RIGHT:
                move_right();
                break;
            case SDLK_DOWN:
                move_down();
                break;
            case SDLK_UP:
                rotate();
                break;
            case SDLK_SPACE:
                drop();
                break;
        }
    }
}

其中，move_left、move_right、move_down、rotate、drop等函数分别实现方块的左移、右移、下移、旋转、加速下落等功能。

3.4 消除行和得分计算

在方块下落到底部后，需要判断当前方块是否可以消除行。如果可以消除行，则需要将该行删除，并将上面的行下移。消除行后，还需要更新得分。例如：

int lines = 0;
for (int i = ROWS - 1; i >= 0; i--) {
    bool line_filled = true;
    for (int j = 0; j < COLS; j++) {
        if (game_area[i][j] == 0) {
            line_filled = false;
            break;
        }
    }
    if (line_filled) {
        lines++;
        for (int k = i; k > 0; k--) {
            for (int j = 0; j < COLS; j++) {
                game_area[k][j] = game_area[k - 1][j];
            }
        }
        for (int j = 0; j < COLS; j++) {
            game_area[0][j] = 0;
        }
    }
}
score += lines * lines * 100;

其中，lines为消除的行数，score为当前得分。

4. 结语

本文介绍了如何使用C语言设计一个简单的俄罗斯方块游戏。在设计时，我们采用了面向对象思想，将游戏框架和游戏逻辑分别封装成两个类，从而提高了代码的可读性和可维护性。游戏界面的绘制使用了图形界面库，方便了界面的实现。游戏逻辑的实现需要仔细考虑方块的移动和旋转，以及消除行和得分计算等功能。