30分钟，学会经典小游戏编程！

30分钟，学会经典小游戏编程！ 原创 AI研究所 2019-03-29 16:18:48
在80后、90后的儿时记忆里，俄罗斯方块是必备的消遣小游戏，它的玩法非常简单基本大家都懂，但如何用编程语言开发一款儿时同款「俄罗斯方块」，恐怕知道的同学就很少啦。
这周，班主任给大家带来新课程《零基础入门经典小游戏开发---俄罗斯方块》课程，让同学们可以在枯燥的正统编程学习之余，找到些儿时的乐趣，换个方式学习编程。
位置掩码和旋转掩码俄罗斯方块游戏中的格子一般是10列20行（10*20），我们称之为世界地图。

一般都是这种竖屏的界面

10*20的空间是用来盛放方块的，当方块落定之后位置便不能再改变。这个时候它会被保存到地图的状态中，我们给地图状态设计一个二维的数组。

方块有7种样式组成，最大的长宽是4个方格，为了在逻辑上比较好的处理所有类型的方块，我们构建了一个4x4的逻辑区域，用来统一描述所有类型的方块，包括显示、旋转等。这一区域就成为了它自身的空间整体，而方块被放到世界地图中时，也是以这样的整体加入进去的。
我们给方块定义了四种属性，分别是方向、颜色、种类以及在世界地图中的坐标。
方块可以做旋转，每经过四次旋转便会回到原始的状态，分别用0123来表示方块的四个方向，新产生的方块设定的是默认方向。
下图中的数值代表它在自己的空间内，哪些格子是有方块的，哪些是没有的。这是一个二进制的16位的显示掩码，0x4444代表的就是第一行第三列，第二行的第三列，第三行的第三列和第四行的第三列。




旋转掩码是用一个16bit的数据表示的，每个旋转掩码后面跟着的是一个16bit的显示掩码。
我们以S型方块作为参考来介绍，方向为零的时候它占据第一行的第二列第三列，第二行的第四列第三列，当它做一次旋转，方向由0到1这个过程中，它的旋转是会扫过这些位置，变成方向1的状态。在旋转过程中，如果它扫过的位置有其他方块占住，那么它便不能旋转。




还有，如果方块到达边缘的时候，旋转时超出了世界地图的范围，也是失败的，会继续维持现在这种状态。
旋转掩码和显示掩码组合在一起，旋转掩码的意义是，当前方向值下的方块，旋转到下一个方向值的时候，需要参考的障碍区域有哪些，以上就是位置掩码以及旋转掩码的介绍。

游戏中的主要逻辑接下来我们来看下游戏中的主要逻辑判断。
移动逻辑

游戏中产生的方块，在产生之后，做周期性的下落运动。

同一时刻地图中只会有一个方块处于活动状态，可以在地图中做移动、旋转等操作，方块每次自由下落都会做一个下落判断，判断是否已经触底。

触底指的是，方块不能再往下移动，导致方块不能再往下移动的原因有2种，第一种是方块的下边缘已经在世界地图的边缘；第二种是方块再往下更新的位置，被其他已经落定的方块占据了。

如图上代码所示，方块移动的位置被其他方块所占据

方块触底之后，状态就由活动状态切换到了落定状态。此时方块的显示掩码中标注的所有可显示的块，都将会写入地图的状态中，以用来表明，这些块已经被占据了，写入地图状态中的值有两项属性：哪些块被占据了，已经被占据的块的颜色值。

假定方块当前的坐标是(x1,y2)，从方块的当前移动方向中，我们可以得到方块等待判断是否可以移动过去的更新坐标(x2, y2)。

例如，方块向左移动，则：x2 = x1 - 1, y2 = y1；方块向右移动，则：x2 = x1 + 1, y2 =y1；方块向下移动，则：x2 = x1, y2 = y1 + 1；

那怎么判断方块是否可以移动成功呢？

根据方块的类型以及当前的方向值，从掩码表中可以拿到方块当前的显示掩码，方块是否能放置到新位置，只需要判断显示掩码中标明需要显示出来的位置，是否已经有其他方块占据，掩码中所有需要显示出来的位置，只要有一个位置被其他方块占据，本次移动判断失败，方块维持原有坐标

旋转逻辑
能够旋转涉及到一个方块是否改变它的方向，x、y是方块在世界地图中的坐标，block是它的状态值。
我们取它的种类、方向这两个属性，在4×4的空间里，计算出每一格对应到世界中的坐标。
“isBoxRotateMaskEmpty”这个代表什么意思呢？这是旋转掩码在旋转过程中要参照的点，方块旋转扫过的点，以及它落定之后的这几个点，这些点就是它的旋转掩码。




转写掩码值用一个七行四列的数组来保存，分别对应七种方块样式以及四个方向对应的值。它的高16位是旋转掩码，低16位是显示掩码。

方块的掩码表

方块是否能够旋转，先要看它的旋转掩码里面是为空，掩码为空则可以旋转，旋转完之后，需要判断方块新的坐标是否还在世界地图里，如果它超出边缘超出底线，那肯定是旋转不了的。
还有就是判断当前格子在世界地图中是否被其他的方块给占了，如果被占了的话，也是旋转不了的，这就是基本的旋转判定逻辑。
得分逻辑

方块落定之后，根据方块落定是的逻辑坐标，从上往下依次遍历地图中的4行状态值，当某一行的所有地图块的状态都是被占据状态，该行被判定为得分行，得分行会被消掉，当消完所有的得分行之后，得分行上方的所有未得分行，依次向下平移。

我们控制游戏难度的时候也是以这个为参考，玩家获得的分数越多，游戏难度越大。
我们可以通过修改方块出现的时间间隔，以及下落速度，来控制整个游戏的难度。
当玩家拿的分数越多，每消除一行的等级就会加一，分数是递增100，方块下降的速度是通过5的取模方式从1秒里面去扣，最小值是0.6秒。




如果某一行格子只要有一个空着的话，消除便失败。某一行的方块全部被消掉之后，上面的方块会向下平移，对应的行数需要刷新。
这便是关于得分的判断逻辑 。
游戏流程图最后再来看下整个游戏玩的流程图。


游戏的核心逻辑是时间间隔，玩家点开始之后，每隔一段时间会调度一次，如果游戏没有结束，判断当前是属于暂停状态，没有说暂停的话，就做一个moveBlock。
当然，moveBlock有可能是玩家点了操纵的方向键，如果没点的话直接就返回了。紧接着处理方块的下落过程，判断它落定的时候是否结束了。
没有结束暂停的话，就处理移动，移动处理完之后，再去处理下落，如果刚好时间间隔已经到了，那它就会往下落一次，往下落的话有可能成功，也有可能失败。
判断结束后会出现游戏结束界面，可以选择是否重来一次，如果再来一次便会做一次重置。
这里需要做一个关于世界地图的补充说明，这里补充了一个地图的坐标系，游戏地图的坐标系X轴沿着水平方向向右，Y轴是沿着垂直方向向下增长，坐标系的原点是在左上角。
方块在逻辑空间中的坐标，是以左上角为参考点的，方块的坐标随着而改变。

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