2012年第二阶段课程设计报告
实训项目： 程序设计基础课程设计 学号： 0112922姓名：陈天楚专业： 计算机科学与技术 实训日期：2012年6月 28 日至2012年7月9日 指导教师： 焦贤沛 实训成绩：
江西财经大学信息管理学院
一、 问题概述
俄罗斯方块是一款风靡全球的游戏，它由俄罗斯人阿列克谢·帕基特诺夫发明。游戏在一个m*n的矩形内进行，基本规则是移动、旋转和放置游戏自动输出的方块，使其排列成完整的一行而消去得分。
游戏开始后，方块会根据难度的不同而以不同的速度下降，在方块完成下落之前，玩家需要利用左右移动和旋转操作，使方块以最合适的形态下落，方块完成下落后如果拼成了没有间隙的行，这一行就会被消去，为接下来的方块提供空间。如果方块累积到游戏空间的顶层，游戏便失败而无法继续。
本项目在传统的俄罗斯方块游戏的基础上，增加了多人游戏功能，多人游戏分时限模式和对战模式两种。在时限模式下，玩家分别进行游戏而不相互干涉，以指定时间内得分最高者为胜。在对战模式下，一个玩家的得分将会令其对手的游戏速度变快，从而加大另一个玩家的游戏难度，给其带来困难，以最晚结束游戏者为胜，具有一定的趣味性。多人游戏中，两个玩家通过操作不同的按键组（W、S、A、D按键组和上、下、左、右按键组）来控制各自的游戏。
本项目还实现了排行榜功能，分数排名前十位的用户有机会输入其姓名并登录至排行榜中。排行榜可以在主菜单界面中选择查看。
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二、 系统目标
综合运用所学知识，掌握Visual C++ 6.0环境下的C程序设计技术、相关库函数的功能及调用方式，完成俄罗斯方块的游戏的设计与实现。
实现基本的游戏功能，完成俄罗斯方块游戏的基本算法，允许用户通过按键旋转、移动方块，并检测和预防用户非法的操作。
实现多人游戏功能。完成时限模式和对战模式。维护两个玩家各自的游戏状态，并判断胜利者。
实现排行榜功能。记录排名前十位的用户并显示，允许用户在将成绩登录到排行榜时输入其姓名。
三、 设计的过程及步骤
1、需求分析
所要实现的功能如下：
① 实现基本的俄罗斯方块游戏功能。实现方块的随机生成、旋转和移动并判断操作是否可行的功能，实现方块定时自动下落并随时处理玩家的按键操作的功能，实现判断玩家操作是否合法并过滤非法操作的功能，实现消除满行并更新分数的功能，实现无法放下方块时结束游戏的功能。
② 实现多人游戏功能。允许两个用户使用不同的按键控制对应的游戏区域，并在游戏结束后判断胜利的一方。实现两种多人游戏模
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式：时限模式、对战模式。
③ 实现计分功能，在方块下落和满行消除成功时分别给用户加上对应的分数，在时限模式中游戏失败后会自动重置并减去特定的分数，分数高的玩家获胜。
④ 实现难度增加功能，在用户分数改变时修改方块下落的速度，以达到逐渐提高难度的目的，在对战模式中一方得分将会加快另一方玩家的游戏速度。
⑤ 实现排行榜功能，根据用户的成绩计算用户在排行榜中的排名，当用户的排名在前十位之内时，提示用户输入其姓名并显示在排行榜中。排行榜以二进制文件的方式保存。
⑥ 通过输出制表符在控制台中实现对话框、输入提示窗口、排行榜窗口等多种界面，允许用户使用鼠标操作。
2、设计文件结构
本项目中排行榜数据的结构如下所示：
typedef struct {
char name[20]; //姓名 int score; //分数 } NODE;
static NODE top[10];
top数组以二进制方式保存至文件中，文件路径为当前目录下的toplist.bin。
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3、设计系统功能图
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4、函数设计
游戏功能模块，实现俄罗斯方块游戏，函数在main.c中实现：
void DrawBox(int x,int y,int v); /* 在屏幕指定坐标画出方框图案 */
void setP(GAME_CONTEXT *c,int x,int y,int v); /* 设置一个点并更新到屏幕上 */ int getP(GAME_CONTEXT *c,int x,int y); /* 获取一个点的值 */ void RotateBlock(BLOCK a,BLOCK* b);/* 旋转一个方块 */
int CheckBlock(GAME_CONTEXT *c,BLOCK b,int x,int y,int p,int clear); /*
当p==-1时，检查(x,y)处是否能放下方块b而不被其它方块阻挡 当p>= 0时，
clear==0时，将方块b在map[p]中的(x,y)处清除 clear==1时，将方块b放置在map[p]中的(x,y)处 */
void LoadBlockFromPatterns(BLOCK* b,int p);/* 从指定的图案中装载一个方块，图案存储在全局变量patterns[]中 */
void UpdateScore(GAME_CONTEXT *c);/* 将分数显示在屏幕上，并根据分数计算新的方块下落速度，分数越高，下落速度越快 */
int CheckLine(GAME_CONTEXT *c);/* 检查满行并消除 */ int myrand();/* 利用键盘按键等信息生成随机数 */
void GenerateNextBlock(GAME_CONTEXT *c,int RedrawOnly);/* 随机生成下一个方块，RedrawOnly==1时只是将方块更新到屏幕上而不重新生成 */ void GameOver(GAME_CONTEXT *c);/* 处理游戏结束 */
int NextStep(GAME_CONTEXT *c);/* 游戏的驱动函数，生成游戏的下一个状态 */ void DrawGameFrame(GAME_CONTEXT *c);/* 输出游戏的边框至屏幕上 */ void Redraw(GAME_CONTEXT *c);/* 用于在暂停取消后重新绘制游戏 */
void InitGameContext(GAME_CONTEXT *c,int xOffset);/* 初始化一个游戏状态 */ void DispatchUpKey(GAME_CONTEXT *c);/* 处理上键 */
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void DispatchLeftRightKey(GAME_CONTEXT *c, int isleft);/* 处理左右键 */ void DispatchDownKey(GAME_CONTEXT *c);/* 处理下键 */
void DrawProgressBar(int timelimit);/* 输出计时模式中所使用的进度条至屏幕上 */ void GameOverMultiplayerMode(GAME_CONTEXT* c1,GAME_CONTEXT* c2);/* 处理多人游戏中的游戏结束 */
void GameLoop(int multiplayer,int gamemode);/* 游戏循环。初始化游戏状态，处理定时器、按键等事件，在游戏结束后返回。 */
事件管理模块，处理Windows系统下的控制台键盘、鼠标事件，并管理定时器，在ui.c中实现：
int ui_addtimer(int Id,DWORD Interval);/* 添加一个定时器 */
int ui_gettimerbyid(int Id);/* 通过Id在定时器数组中查找指定的定时器 */ int ui_removetimer(int Id);/* 清除指定Id的定时器 */
int ui_settimerinterval(int Id,int Interval);/* 设置定时器的超时时间 */
int ui_getevent(UI_EVENT* evt);/* 此函数在事件到达时才会返回，并将事件返回至*evt中 * 私有函数：
int ui_checktimer();/* 检查是否存在超时的定时器，如果没有返回-1 */ int ui_alloctimer();/* 查找定时器数组中的一个空闲位置 */
int ui_pumpevent(UI_EVENT* evt);/* 检查是否存在未处理的事件，如果没有将立即返回0 */
用户界面模块，处理对话框、输入窗口等常用界面，并提供文字颜色、光标定位等函数，在ui.c和uidialog.c中实现。
void ui_cls();/* 清除屏幕 */
void ui_setpos(int x,int y);/* 将光标移动至(x,y)处 */
void ui_drawstr(int x,int y,char* str);/* 在(x,y)处打印指定的字符串 */ void ui_settextcolor(int color);/* 设置字体的颜色 */
void ui_drawframe(int x,int y,int w,int h,int titlebar);/* 画出边框，titlebar指定是否含有标题栏 */
void ui_drawbutton(char* text,int x,int y,int reverse);/* 画出一个按钮，reverse指定按钮是否反白显示 */
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int ui_msgbox(char* title,char* msg,char* btntext[],int textwidth);/* 弹出一个具有标题、提示文本和按钮的消息框，在用户点击按钮后返回按钮的序号 */
void ui_inputbox(char* title,char* prompt,char* str,int maxlen);/* 提示用户输入字符串的输入窗口 */
排行榜模块，处理排行榜的更新、显示、保存、读取等操作，在toplist.c中实现
void LoadTopList();/* 从文件中读取排行榜 */ void SaveTopList();/* 将排行榜保存至文件 */
void UpdateTopList(int score);/* 根据分数更新排行榜，如果能在排行榜中排上名次，提示用户输入姓名 */
int GetRank(int score);/* 获取指定分数在排行榜中的排名 */ void ShowTopList();/* 显示排行榜 */
四、 实训成果
图4-1 单人游戏运行界面
经过测试，本俄罗斯方块游戏程序能够较好地满足玩家的需要，
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在游戏过程中可以随时按下空格键暂停，在暂停界面中可以选择继续或者退出游戏。
图4-2 多人游戏运行界面（对战模式）
图4-3 多人游戏运行界面（对战模式，右方玩家已结束游戏）
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支持多人游戏。在多人游戏中，两个玩家分别使用WSAD和上下左右方向键控制各自的游戏，多人游戏有两种规则可以选择，分别为时限模式和对战模式。两种多人游戏模式均具有一定的可玩性和趣味性，适合俄罗斯方块爱好者进行游戏。
图4-4 游戏主菜单界面
图4-5 游戏排行榜界面
游戏提供排行榜功能，成绩排名前十位的用户可以将自己的姓名
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和成绩登录至排行榜中。排行榜可以在主菜单中选择查看。游戏提供菜单、对话框等界面元素，使用鼠标点击按钮进行操作，具有直观性和便利性。
五、 实训心得与体会
经过两个星期的上机实践，我对C语言程序设计有了更深的认识和进一步的了解。本次课程设计所实现的游戏程序，是我首次利用C语言完成的比较大的项目。在此之前，我对游戏程序的原理和基本实现方法不甚了解，不知道编写一个俄罗斯方块游戏程序时该从何开始。通过仔细对俄罗斯方块的游戏规则和状态变化规律进行分析，我最终独立完成了俄罗斯方块的游戏算法并加以实现。在完成项目的过程中我曾面临过一些困难，例如实现在方块每隔一定的时间自动下落一格（由于还要随时处理玩家的按键操作，简单的延时显然不能满足要求），以及实现在多人游戏中处理不同的玩家下落速度不一样的情况，还有实现可以接收鼠标单击事件的按钮等等。在老师的指导下，我通过阅读相关书籍和查阅MSDN等网上资料，最终实现了一个类似于Windows消息循环的事件管理机制，从而有效地解决了这些问题。
在完成本项目的过程中我还出现过一些设计上的失误，并及时得到纠正。例如初期设计程序时存在不够模块化的问题，游戏状态由数量多而复杂的全局变量控制，这让我在实现多人游戏的时候遇到了不少麻烦。因此，我及时地更改了游戏的设计，把所有游戏状态相关的
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变量都存储至结构体中，并对相关的函数做出修改。通过及时修正设计中存在的问题，多人游戏的实现变得可行和方便，程序的简洁性和易读性也得到改善。
本项目还存在一些可以改善或提高的地方。例如由于现阶段的能力和时间所限，多人游戏模式仅限于两个玩家用不同的按键在同一台计算机上控制。可以对此加以进一步的完善，实现网络多人游戏功能，允许用户在两台计算机之间通过网络进行多人游戏。此外，目前游戏是在控制台里使用制表符显示的，如果能实现在Windows操作系统下以图形界面显示游戏，游戏会更加具有美观性。
六、 附录
（注：程序源代码在附件blockgame.rar压缩包中提供）
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