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[C#] 简单的俄罗斯方块实现
一个控制台俄罗斯方块游戏的简单实现. 已在 github.com/SlimeNull/Tetris 开源.
思路
很简单, 一个二维数组存储当前游戏的方块地图, 用 bool 即可, true 表示当前块被填充, false 表示没有.
然后, 抽一个 “形状” 类, 形状表示当前玩家正在操作的一个形状, 例如方块, 直线, T 形什么的. 一个形状又有不同的样式, 也就是玩家可以切换的样式. 每一个样式都是原来样式旋转之后的结果. 为了方便, 可以直接使用硬编码的方式存储所有样式中方块的相对坐标.
一个形状有一个自己的坐标, 并且它包含很多方块. 在绘制的时候, 获取它每一个方块的坐标, 转换为地图内的绝对坐标, 然后使用 StringBuilder 拼接字符串, 即可.
资料
俄罗斯方块中总共有这七种方块
类型定义
一个简单的二维坐标
/// <summary>/// 表示一个坐标/// </summary>/// <param name="X"></param>/// <param name="Y"></param>record struct Coordinate(int X, int Y){ /// <summary> /// 根据基坐标和相对坐标, 获取一个绝对坐标 /// </summary> /// <param name="baseCoord"></param> /// <param name="relativeCoord"></param> /// <returns></returns> public static Coordinate GetAbstract(Coordinate baseCoord, Coordinate relativeCoord) { return new Coordinate(baseCoord.X + relativeCoord.X, baseCoord.Y + relativeCoord.Y); }}形状的一个样式, 单纯使用坐标数组存储即可.
record struct ShapeStyle(Coordinate[] Coordinates);形状
/// <summary>/// 形状基类/// </summary>abstract class Shape{ /// <summary> /// 名称 /// </summary> public abstract string Name { get; }
/// <summary> /// 形状的位置 /// </summary> public Coordinate Position { get; set; }
/// <summary> /// 形状所有的样式 /// </summary> protected abstract ShapeStyle[] ShapeStyles { get; }
/// <summary> /// 当前使用的样式索引 /// </summary> private int _currentStyleIndex = 0;
/// <summary> /// 从坐标构建一个新形状 /// </summary> /// <param name="position"></param> public Shape(Coordinate position) { Position = position; }
/// <summary> /// 获取当前形状的当前所有方块 (相对坐标) /// </summary> /// <returns></returns> public IEnumerable<Coordinate> GetBlocks() { return ShapeStyles[_currentStyleIndex].Coordinates; }
/// <summary> /// 获取当前形状下一个样式的所有方块 (相对坐标) /// </summary> /// <returns></returns> public IEnumerable<Coordinate> GetNextStyleBlocks() { return ShapeStyles[(_currentStyleIndex + 1) % ShapeStyles.Length].Coordinates; }
/// <summary> /// 改变样式 /// </summary> public void ChangeStyle() { _currentStyleIndex = (_currentStyleIndex + 1) % ShapeStyles.Length; }}一个 T 形状的实现
class ShapeT : Shape{ public ShapeT(Coordinate position) : base(position) { }
public override string Name => "T";
protected override ShapeStyle[] ShapeStyles { get; } = new ShapeStyle[] { new ShapeStyle( new Coordinate[] { new Coordinate(-1, 0), new Coordinate(0, 0), new Coordinate(1, 0), new Coordinate(0, 1), }), new ShapeStyle( new Coordinate[] { new Coordinate(-1, 0), new Coordinate(0, -1), new Coordinate(0, 0), new Coordinate(0, 1), }), new ShapeStyle( new Coordinate[] { new Coordinate(-1, 0), new Coordinate(0, 0), new Coordinate(1, 0), new Coordinate(0, -1), }), new ShapeStyle( new Coordinate[] { new Coordinate(1, 0), new Coordinate(0, -1), new Coordinate(0, 0), new Coordinate(0, 1), }), };}主逻辑
上面的定义已经写好了, 接下来就是写游戏主逻辑.
主逻辑包含每一回合自动向下移动形状, 如果无法继续向下移动, 则把当前的形状存储到地图中. 并进行一次扫描, 将所有的整行全部消除.
抽一个 TetrisGame 的类用来表示俄罗斯方块游戏, 下面是这个类的基本定义.
class TetrisGame{ /// <summary> /// x, y /// </summary> private readonly bool[,] map;
private readonly Random random = new Random();
public TetrisGame(int width, int height) { map = new bool[width, height];
Width = width; Height = height; }
public Shape? CurrentShape { get; set; }
public int Width { get; } public int Height { get; }}判断当前形状是否可以进行移动的方法
/// <summary>/// 判断是否可以移动 (移动后是否会与已有方块重合, 或者超出边界)/// </summary>/// <param name="xOffset"></param>/// <param name="yOffset"></param>/// <returns></returns>private bool CanMove(int xOffset, int yOffset){ // 如果当前没形状, 返回 false if (CurrentShape == null) return false;
foreach (var block in CurrentShape.GetBlocks()) { Coordinate coord = Coordinate.GetAbstract(CurrentShape.Position, block);
coord.X += xOffset; coord.Y += yOffset;
// 如果移动后方块坐标超出界限, 不能移动 if (coord.X < 0 || coord.X >= Width || coord.Y < 0 || coord.Y >= Height) return false;
// 如果移动后方块会与地图现有方块重合, 则不能移动 if (map[coord.X, coord.Y]) return false; }
return true;}判断当前形状是否能够切换到下一个样式的方法
/// <summary>/// 判断是否可以改变形状 (改变形状后是否会和已有方块重合, 或者超出边界)/// </summary>/// <returns></returns>private bool CanChangeShape(){ // 如果当前没形状, 当然不能切换样式 if (CurrentShape == null) return false;
// 获取下一个样式的所有方块 foreach (var block in CurrentShape.GetNextStyleBlocks()) { Coordinate coord = Coordinate.GetAbstract(CurrentShape.Position, block);
// 如果超出界限, 不能切换 if (coord.X < 0 || coord.X >= Width || coord.Y < 0 || coord.Y >= Height) return false;
// 如果与现有方块重合, 不能切换 if (map[coord.X, coord.Y]) return false; }
return true;}把当前形状存储到地图中
/// <summary>/// 将当前形状存储到地图中/// </summary>private void StorageShapeToMap(){ // 没形状, 存寂寞 if (CurrentShape == null) return;
// 所有方块遍历一下 foreach (var block in CurrentShape.GetBlocks()) { // 转为绝对坐标 Coordinate coord = Coordinate.GetAbstract(CurrentShape.Position, block);
// 超出界限则跳过 if (coord.X < 0 || coord.X >= Width || coord.Y < 0 || coord.Y >= Height) continue;
// 存地图里 map[coord.X, coord.Y] = true; }
// 当前形状设为 null CurrentShape = null;}生成一个新形状
/// <summary>/// 生成一个新形状/// </summary>/// <exception cref="InvalidOperationException"></exception>private void GenerateShape(){ int shapeCount = 7; int randint = random.Next(shapeCount);
Coordinate initCoord = new Coordinate(Width / 2, 0);
Shape newShape = randint switch { 0 => new ShapeI(initCoord), 1 => new ShapeJ(initCoord), 2 => new ShapeL(initCoord), 3 => new ShapeO(initCoord), 4 => new ShapeS(initCoord), 5 => new ShapeT(initCoord), 6 => new ShapeZ(initCoord),
_ => throw new InvalidOperationException() };
CurrentShape = newShape;}扫描地图, 消除所有整行
/// <summary>/// 扫描, 消除掉可消除的行/// </summary>private void Scan(){ for (int y = 0; y < Height; y++) { // 设置当前行是整行 bool ok = true;
// 循环当前行的所有方块, 如果方块为 false, ok 就会被设为 false for (int x = 0; x < Width; x++) ok &= map[x, y];
// 如果当前行确实是整行 if (ok) { // 所有行全部往下移动 for (int _y = y; _y > 0; _y--) for (int x = 0; x < Width; x++) map[x, _y] = map[x, _y - 1];
// 最顶行全设为空 for (int x = 0; x < Width; x++) map[x, 0] = false; } }}封装一些用户操作使用的方法
/// <summary>/// 根据指定偏移, 进行移动/// </summary>/// <param name="xOffset"></param>/// <param name="yOffset"></param>public void Move(int xOffset, int yOffse{ lock (this) { if (CurrentShape == null) return;
if (CanMove(xOffset, yOffset)) { var newCoord = CurrentShape. newCoord.X += xOffset; newCoord.Y += yOffset;
CurrentShape.Position = newC } }}
/// <summary>/// 向左移动/// </summary>public void MoveLeft(){ Move(-1, 0);}
/// <summary>/// 向右移动/// </summary>public void MoveRight(){ Move(1, 0);}
/// <summary>/// 向下移动/// </summary>public void MoveDown(){ Move(0, 1);}
/// <summary>/// 改变形状样式/// </summary>public void ChangeShapeStyle(){ lock (this) { if (CurrentShape == null) return;
if (CanChangeShape()) CurrentShape.ChangeStyle(); }}
/// <summary>/// 降落到底部/// </summary>public void Fall(){ lock (this) { while (CanMove(0, 1)) { Move(0, 1); } }}游戏每一轮的主逻辑
/// <summary>/// 下一个回合/// </summary>public void NextTurn(){ lock (this) { // 如果当前没有存在的形状, 则生成一个新的, 并返回 if (CurrentShape == null) { GenerateShape(); return; }
// 如果可以向下移动 if (CanMove(0, 1)) { // 直接改变当前形状的坐标 var newCoord = CurrentShape.Position; newCoord.Y += 1;
CurrentShape.Position = newCoord; } else { // 将当前的形状保存到地图中 StorageShapeToMap(); }
// 扫描, 判断某些行可以被消除 Scan(); }}将地图渲染到控制台
public void Render(){ StringBuilder sb = new StringBuilder();
bool[,] mapCpy = new bool[Width, Height]; Array.Copy(map, mapCpy, mapCpy.Length);
if (CurrentShape != null) { foreach (var block in CurrentShape.GetBlocks()) { Coordinate coord = Coordinate.GetAbstract(CurrentShape.Position, block); if (coord.X < 0 || coord.X >= Width || coord.Y < 0 || coord.Y >= Height) continue;
mapCpy[coord.X, coord.Y] = true; } }
sb.AppendLine("┌" + new string('─', Width * 2) + "┐"); for (int y = 0; y < Height; y++) { sb.Append("|");
for (int x = 0; x < Width; x++) { sb.Append(mapCpy[x, y] ? "##" : " "); }
sb.Append("|");
sb.AppendLine(); }
sb.AppendLine("└" + new string('─', Width * 2) + "┘");
lock (this) { Console.SetCursorPosition(0, 0); Console.Write(sb.ToString()); }} [C#] 简单的俄罗斯方块实现
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