俄罗斯方块

本篇文章作为笔记来记录Linux系统的初步学习成果，如有更好的代码请在评论区留言。欢迎各位中老登对此代码的批判。

项目简介

本项目是基于C语言在Linux环境下的俄罗斯方块，使用模块化设计和ncurses库实现终端图形界面。

技术使用

编程语言: C语言
图形库: ncurses终端图形库
开发环境: Linux + Vim + GCC
构建工具: Makefile

项目结构

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tetris_game/
├── tetris.h          # 头文件 
├── main.c            # 主程序 
├── game.c            # 逻辑模块
├── block.c           # 方块模块
|── display.c         # 显示模块

核心模块功能

1. 游戏逻辑模块 (game.c)

游戏状态初始化
消行检测与处理
游戏结束判断

#include "tetris.h"

void init_game(GameState *game) {
for (int y = 0; y < HEIGHT; y++) {
for (int x = 0; x < WIDTH; x++) {
game->board[y][x] = 0;
}
}
game->score = 0;
game->game_over = 0;
}

int clear_lines(GameState *game) {
int lines_cleared = 0;

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  for (int y = HEIGHT - 1; y >= 0; y--) {
      int line_full = 1;
      
      for (int x = 0; x < WIDTH; x++) {
          if (!game->board[y][x]) {
              line_full = 0;
              break;
          }
      }
      
      if (line_full) {
          lines_cleared++;
          for (int ny = y; ny > 0; ny--) {
              for (int x = 0; x < WIDTH; x++) {
                  game->board[ny][x] = game->board[ny-1][x];
              }
          }
          for (int x = 0; x < WIDTH; x++) {
              game->board[0][x] = 0;
          }
          y++;
      }
  }
  
  return lines_cleared;

}

int is_game_over(const GameState *game, const Block *block) {
return check_collision(game, block) && block->y == 0;
}

2. 方块处理模块 (block.c)

方块形状定义
方块旋转
碰撞检测
方块移动控制

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#include "tetris.h"

const int SHAPES[7][4][4] = {
    {{0,0,0,0}, {1,1,1,1}, {0,0,0,0}, {0,0,0,0}},
    {{0,0,0,0}, {0,1,1,0}, {0,1,1,0}, {0,0,0,0}},
    {{0,0,0,0}, {0,1,0,0}, {1,1,1,0}, {0,0,0,0}},
    {{0,0,0,0}, {0,1,1,0}, {1,1,0,0}, {0,0,0,0}},
    {{0,0,0,0}, {1,1,0,0}, {0,1,1,0}, {0,0,0,0}},
    {{0,0,0,0}, {1,0,0,0}, {1,1,1,0}, {0,0,0,0}},
    {{0,0,0,0}, {0,0,1,0}, {1,1,1,0}, {0,0,0,0}}
};

void init_block(Block *block) {
    block->type = rand() % 7;
    block->x = WIDTH / 2 - 2;
    block->y = 0;
    
    for (int i = 0; i < BLOCK_SIZE; i++) {
        for (int j = 0; j < BLOCK_SIZE; j++) {
            block->shape[i][j] = SHAPES[block->type][i][j];
        }
    }
}

int check_collision(const GameState *game, const Block *block) {
    for (int i = 0; i < BLOCK_SIZE; i++) {
        for (int j = 0; j < BLOCK_SIZE; j++) {
            if (block->shape[i][j]) {
                int board_x = block->x + j;
                int board_y = block->y + i;
                
                if (board_x < 0 || board_x >= WIDTH || board_y >= HEIGHT) {
                    return 1;
                }
                
                if (board_y >= 0 && game->board[board_y][board_x]) {
                    return 1;
                }
            }
        }
    }
    return 0;
}

int move_block(GameState *game, Block *block, int dx, int dy) {
    block->x += dx;
    block->y += dy;
    
    if (check_collision(game, block)) {
        block->x -= dx;
        block->y -= dy;
        return 0;
    }
    return 1;
}

int rotate_block(GameState *game, Block *block) {
    int temp_shape[BLOCK_SIZE][BLOCK_SIZE];
    
    for (int i = 0; i < BLOCK_SIZE; i++) {
        for (int j = 0; j < BLOCK_SIZE; j++) {
            temp_shape[i][j] = block->shape[i][j];
        }
    }
    
    for (int i = 0; i < BLOCK_SIZE; i++) {
        for (int j = 0; j < BLOCK_SIZE; j++) {
            block->shape[j][BLOCK_SIZE-1-i] = temp_shape[i][j];
        }
    }
    
    if (check_collision(game, block)) {
        for (int i = 0; i < BLOCK_SIZE; i++) {
            for (int j = 0; j < BLOCK_SIZE; j++) {
                block->shape[i][j] = temp_shape[i][j];
            }
        }
        return 0;
    }
    return 1;
}

void lock_block(GameState *game, const Block *block) {
    for (int i = 0; i < BLOCK_SIZE; i++) {
        for (int j = 0; j < BLOCK_SIZE; j++) {
            if (block->shape[i][j]) {
                int board_x = block->x + j;
                int board_y = block->y + i;
                
                if (board_y >= 0 && board_x >= 0 && board_x < WIDTH) {
                    game->board[board_y][board_x] = 1;
                }
            }
        }
    }
}

3. 显示模块 (display.c)

图形界面展示
游戏板绘制
用户界面设计

#include "tetris.h"

void init_display() {
initscr();
cbreak();
noecho();
curs_set(0);
keypad(stdscr, TRUE);
timeout(100);
}

void cleanup_display() {
endwin();
}

void draw_block(const Block *block) {
for (int i = 0; i < BLOCK_SIZE; i++) {
for (int j = 0; j < BLOCK_SIZE; j++) {
if (block->shape[i][j]) {
int x = (block->x + j) * 2 + 2;
int y = block->y + i + 1;

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              if (y >= 1 && x >= 2) {
                  mvprintw(y, x, "[]");
              }
          }
      }
  }

}

void draw_board(const GameState *game) {
for (int y = 0; y <= HEIGHT; y++) {
mvprintw(y, 0, "#");
mvprintw(y, (WIDTH + 1) * 2, "#");
}
for (int x = 0; x <= WIDTH * 2 + 2; x += 2) {
mvprintw(HEIGHT, x, "#");
}

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  for (int y = 0; y < HEIGHT; y++) {
      for (int x = 0; x < WIDTH; x++) {
          if (game->board[y][x]) {
              mvprintw(y + 1, x * 2 + 2, "[]");
          }
      }
  }

}

void draw_game(const GameState *game, const Block *block) {
clear();

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  draw_board(game);
  draw_block(block);
  
  mvprintw(2, WIDTH * 2 + 6, "Controls:");
  mvprintw(3, WIDTH * 2 + 6, "A - Move Left");
  mvprintw(4, WIDTH * 2 + 6, "D - Move Right");
  mvprintw(5, WIDTH * 2 + 6, "S - Move Down");
  mvprintw(6, WIDTH * 2 + 6, "W - Rotate");
  mvprintw(7, WIDTH * 2 + 6, "Q - Quit");
  
  mvprintw(9, WIDTH * 2 + 6, "Status: %s", 
           game->game_over ? "game over" : "playing");
  
  refresh();

}

4. 主控制模块 (main.c)

游戏主循环
输入处理
游戏流程管理

#include "tetris.h"

int main() {
GameState game;
Block current;
int ch;
int fall_counter = 0;
const int fall_speed = 20;

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  srand(time(NULL));
  
  init_game(&game);
  init_block(&current);
  init_display();
  
  if (has_colors()) {
      start_color();
      init_pair(1, COLOR_CYAN, COLOR_BLACK);
      init_pair(2, COLOR_YELLOW, COLOR_BLACK);
      init_pair(3, COLOR_MAGENTA, COLOR_BLACK);
      init_pair(4, COLOR_GREEN, COLOR_BLACK);
      init_pair(5, COLOR_RED, COLOR_BLACK);
      init_pair(6, COLOR_BLUE, COLOR_BLACK);
      init_pair(7, COLOR_WHITE, COLOR_BLACK);
  }
  
  while (!game.game_over) {
      ch = getch();
      switch (ch) {
          case 'a': case 'A': move_block(&game, &current, -1, 0); break;
          case 'd': case 'D': move_block(&game, &current, 1, 0); break;
          case 's': case 'S': move_block(&game, &current, 0, 1); break;
          case 'w': case 'W': rotate_block(&game, &current); break;
          case 'q': case 'Q': game.game_over = 1; break;
      }
      
      fall_counter++;
      if (fall_counter >= fall_speed) {
          fall_counter = 0;
          
          if (!move_block(&game, &current, 0, 1)) {
              lock_block(&game, &current);
              clear_lines(&game);
              init_block(&current);
              
              if (is_game_over(&game, &current)) {
                  game.game_over = 1;
              }
          }
      }
      
      draw_game(&game, &current);
      usleep(10000);
  }
  
  draw_game(&game, &current);
  mvprintw(HEIGHT + 2, 2, "游戏结束！");
  refresh();
  timeout(-1);
  getch();
  
  cleanup_display();
  return 0;

}

如何使用

编译方法

复制代码

make claen/make

运行游戏

复制代码

./tetris

操作示例：

最初版本

这是项目的第一个可运行版本，只具备了基本的游戏框架，但是尚未实现方块的旋转操作，碰撞检测不够完善，导致方块落下后不能正常消除，让我很难绷，于是我参考了哔哩哔哩教学博主的写法添加了一些模块，使他看起来更像游戏。

现在版本

使用ncurses库处理终端图形显示界面和图形，是不是显得更像一个游戏了？而且我参考了其他俄罗斯方块，他们的每一个方块都是随机出现的，于是我便引入了随机变量使其具有随机效果。

不足之处分析

在最初项目中，碰撞检测模块让我很头疼，尤其是边界碰撞（左右墙、底部）与已锁定方块的碰撞，我很难精确判断方块在各种情况下的可移动性，所以这个项目的bug之一就是在下落的一瞬间旋转方块就会卡住，这个问题我还没有解决。除此之外，操作的流畅性和准确性使连续按键的处理，输入响应的即时反馈导致输出的反馈不太理想，经常出现先向左按下D在向右按下A，方块出现抽搐的效果.......最后就是ncurses库，因为第一次使用ncurses库进行页面的渲染，字符没有进行有效的渲染它不识别中文，中文会变成乱码......

总结

本次项目对我来说有点复杂，我的基础知识并不牢固，在进行项目的过程中遇见了很多的困难，有的解决了，有的并没有，让我很郁闷，总之还需要勤加练习。

前言

项目简介

技术使用

项目结构

核心模块功能

1. 游戏逻辑模块 (game.c)

2. 方块处理模块 (block.c)

3. 显示模块 (display.c)

4. 主控制模块 (main.c)

如何使用

编译方法

运行游戏

操作示例：

最初版本

现在版本

不足之处分析

总结