一. 综述
这也是我两年前完成的小项目，它基于我开发的XMOVE动作感应系统平台。
与XMOVE手持终端相关的介绍文章列表如下:
相对于五子棋，俄罗斯方块算法更是满天飞。我的代码还是相对好移植的，看起来也更清晰，方便学弟学妹们做编程小学期时移植。不过要做就要做的有特色：它运行在软硬件由我们独立开发的平台上。以下是截图：
有如下特点：
- 跑在独立开发的平台上，平台为MSP430F149，内存2KB,频率8MHz
- 支持体感：可以通过左右倾斜来左右移动方块，还可以上下抖动改变方块形状
- 代码精简，方便移植
- 内存占用率极低
- 支持横屏和竖屏操作
- 支持等级:用户在达到一定分数后，等级会上升，从而方块下落速度变得更快
二. 系统设计
我们将问题细化为以下几个方面：
1. 方块的形状如何存储
俄罗斯方块总共有19种形状，每种形状都由四个小方块组成。如何高效存储这些方块的形状是个值得思考的问题。
上图介绍了存储方法：
我们用以下数组保存形状：
const unsigned char BoxShape[19][9]=
{
{ 1,0,0,1,1,1,2,1,1 },
{ 1,0,1,1,2,1,1,2,2 },
{ 0,0,1,0,2,0,1,1,3 },
{ 1,0,0,1,1,1,1,2,0 },
{ 1,0,2,0,1,1,1,2,5 },
{ 0,0,1,0,2,0,2,1,6 },
{ 2,0,2,1,2,2,1,2,7 },
{ 0,0,0,1,1,1,2,1,4 },
{ 1,0,2,0,2,1,2,2,9 },
{ 2,0,0,1,1,1,2,1,10 },
{ 1,0,1,1,1,2,2,2,11 },
{ 0,0,1,0,2,0,0,1,8 },
{ 0,0,0,1,1,1,1,2,13 },
{ 1,0,2,0,0,1,1,1,12 },
{ 2,0,1,1,2,1,1,2,15 },
{ 0,0,1,0,1,1,2,1,14 },
{ 1,0,1,1,1,2,1,3,17 },
{ 0,1,1,1,2,1,3,1,16 },
{ 1,0,2,0,1,1,2,1,18 }
};2. 如何解决各个方块的互相转换的顺序：
以上的数组已经解决了这一问题，多维数组的最后一位即该形状发生改变后的下一个形状。
3. 如何存储当前的画布信息
3. 如何解决碰撞问题：
这大概是算法当中最值得考虑的了，我们用以下四个函数解决：
所有的函数形参类似，它们的定义分别是：
XAxi,YAxi：存储当前形状的左上角的点在画布中的实际偏移量。
Data[][22]：存储的画布数据
Type:当前形状的ID(即BoxSharp的数组偏移量)
u8 Bottom_Anti(u8 XAxi ,u8 YAxi,u8 Data[][22],u8 Type)
{
u8 i;
u8 Value=1;
for(i=0;i<4;i++)
{
if(Data[XAxi+BoxShape[Type][2*i]][YAxi+BoxShape[Type][2*i+1]+1]==1)
Value=0;
}
return Value;
}
u8 Right_Anti(u8 XAxi ,u8 YAxi,u8 Data[][22],u8 Type)
{
u8 i;
u8 Value=1;
for(i=0;i<4;i++)
{
if(Data[XAxi+BoxShape[Type][2*i]+1][YAxi+BoxShape[Type][2*i+1]]==1)
Value=0;
}
return Value;
}
u8 Lift_Anti(u8 XAxi ,u8 YAxi,u8 Data[][22],u8 Type)
{
u8 i;
u8 Value=1;
for(i=0;i<4;i++)
{
if(Data[XAxi+BoxShape[Type][2*i]-1][YAxi+BoxShape[Type][2*i+1]]==1)
Value=0;
}
return Value;
}
u8 Change_Anti(u8 XAxi ,u8 YAxi,u8 Data[][22],u8 *Type)
{
u8 i;
u8 Value=1;
for(i=0;i<4;i++)
{
if(Data[XAxi+BoxShape[BoxShape[*Type][8]][2*i]][YAxi+BoxShape[BoxShape[*Type][8]][2*i+1]]==1)
Value=0; //???????????
}
return Value;
}算法本身很清晰，分别检测四个方块在改变后的实际位置是否已经有墙壁或方块存在。这个属性用临时变量Value存储，默认为1，如发现碰撞，则赋值为0并返回。
4. 如何判断某一行已经被填充满并计分？
下面是代码，很简单，检测该行的10个方格是不是都填满了，若填满，则加分，并重新刷新LCD
void CheckMark(u8 *mark ,u8 Data[][22],u8 dir)
{
u8 m,t,s;
u8 tMark=0;
for(m=20;m>2;m--)
{
tMark=0;
for(t=1;t<11;t++)
{
if(Data[t][m]==1)
tMark++;
}
if(tMark==10)
{
for(t=m;t>2;t--)
{
for(s=1;s<11;s++)
{
Data[s][t]= Data[s][t-1];
}
}
m++;
TotalRefreshLCD(Data,dir);
delay_ms(200);
(*mark)++;
}
}
}5. 如何产生方块？并检查方块已经顶到头？
代码如下：（值得讨论的是，在单片机中如何产生随机数？）
void GenerateBox(u8 *XAxi ,u8 *YAxi,u8 *Type,u8 Data[][22],u8 *FailFlag)
{
u8 temp;
*XAxi=5;
*YAxi=2;
*Type=random(0,18); //产生随机数
for(temp=2;temp<10;temp++)
{
if(Data[temp][2]==1) //若在画布上的第3行出现方块，则失败
{
*FailFlag=2;
return;
}
}
}好了，这些核心问题我们都讨论完了，下面讨论核心流程。
三 . 核心处理流程
若加上全部处理，包括刷新界面，显示欢迎界面，显示失败和分数界面，那么还是很冗长的。这些对于实现核心算法无益，我们也不需要关心。
下面是流程图：
主要操作代码如下，使用了状态机，请注意看OS_func_state==1的流程，这是系统在运行时的主要流程。
主要核心操作流程
u8 TerisBrick()
{
u8 grade=0,mark=0;
u8 GameGUIData[12][22];
u8 KeyTemp;
u8 XAxi,YAxi,Type,OriGrade=0;
TickControlEN=1;
u8* temp[2];
u8 dir=0;
temp[0]="竖版游戏模式";
temp[1]="横版游戏模式";
if(AccControlEN==1)
{
ADXL345Init(0);
}
while(OS_func_state<10)
{
switch(OS_func_state)
{
case 0:
GUI_GameOpen("俄罗斯方块",&grade);
OriGrade=grade;
dir=ListGUI(temp,"选择游戏方向",2); //dir 表征运动方向，0：横版，1竖版
dir--;
Clear_Screen();
OS_func_state=1;
break;
case 1:
TerisBrickInit(GameGUIData,12,22);
_EINT();
SetPaintMode(1,COLOR_Black);
if(dir==0)
{
Rectangle(30,22,110,190,1);
}
else
Rectangle(22,32,232,132,1);
PutString(275,70,"grade");
PutString(275,110,"mark");
Lcd_disp(2,200,"左右方向键移动，下键加速，上改变形状");
while(OS_func_state==1)
{
back_light=back_light_set;
FontSetTotal(COLOR_Black);
NumberDis(275,90,grade,3,1);
NumberDis(275,130,mark,3,1);
GenerateBox(&XAxi,&YAxi,&Type,GameGUIData,&OS_func_state);
while(Bottom_Anti(XAxi,YAxi,GameGUIData,Type))
{ key_data=KEYNULL;
ShowBoxGUI(XAxi,YAxi,Type,1,dir);
if(AccControlEN==1)
{
ADXL345ReadData();
ADXL345ShowData(0);
L3G4200DReadData();
L3G4200DShowData();
}
if(KeyTemp==KEYDOWN_DOWN)
delay_ms(150);
else
delay_ms(500-70*grade);
ShowBoxGUI(XAxi,YAxi,Type,0,dir);
YAxi++;
if(AccControlEN==1)
{
if(dir==0) //横版
{
if(AccX>3)
key_data=KEYLEFT_UP ;
else if(AccX<-3)
key_data=KEYRIGHT_UP ;
if(GyroY>400||GyroY<-400)
{
key_data=KEYUP_UP ;
delay_ms(200);
}
}
else
{
if(AccY>3)
key_data=KEYLEFT_UP ;
else if(AccY<-3)
key_data=KEYRIGHT_UP ;
if(GyroX>400||GyroX<-400)
{
key_data=KEYUP_UP ;
delay_ms(200);
}
}
}
switch(key_data)
{
case KEYLEFT_UP :
if(Lift_Anti(XAxi,YAxi,GameGUIData,Type)!=0)
XAxi--;
break;
case KEYRIGHT_UP :
if(Right_Anti(XAxi,YAxi,GameGUIData,Type)!=0)
XAxi++;
break;
case KEYUP_UP :
if(Change_Anti(XAxi,YAxi,GameGUIData,&Type)!=0)
Type=BoxShape[Type][8];
break;
case KEYDOWN_UP :
if(Bottom_Anti(XAxi,YAxi,GameGUIData,Type))
YAxi++;
break;
case KEYCANCEL_UP :
if(MessageGui("提示信息","是否跳出?",1)==1)
{
TickControlEN=1;
OS_func_state=2;
return 1;
}
else
TotalRefreshLCD(GameGUIData,dir);
break;
}
KeyTemp=key_data;
key_data=KEYNULL;
}
for(u8 t=0;t<4;t++)
{
GameGUIData[XAxi+BoxShape[Type][2*t]][YAxi+BoxShape[Type][2*t+1]]=1;
}
ShowBoxGUI(XAxi,YAxi,Type,1,dir);
CheckMark(&mark,GameGUIData,dir);
grade=OriGrade+mark/10;
}
break;
case 2:
if(mark==0)
MessageGui("超级菜鸟","学习下游戏规则",0);
else if(mark>0&&mark<10)
MessageGui("初学者","你还要加油哦",0);
else if(mark>9&&mark<20)
MessageGui("中级水平","哥们你很牛逼",0);
else if(mark>19&&mark<30)
MessageGui("高级水平","无敌哥！膜拜",0);
else
MessageGui("超级无敌","不是一般人！！",0);
if( MessageGui("提示信息","是否继续",1)==1)
OS_func_state=0;
else
{
TickControlEN=1;
OSTaskClose();
}
break;
}
}
return 1;
}四. 其他模块
其他模块主要包括界面显示，分数显示，方块显示和键盘输入等。考虑到和平台相关，因此不具备移植性，贴在下面仅供参考。
1. 初始化界面绘图画布数组，主要是建立“围栏”
void TerisBrickInit(u8 Data[][22],u8 i,u8 j)
{
u8 a,b;
for(b=0;b<i;b++)
{
for(a=0;a<j;a++)
Data[b][a]=0;
}
for(b=0;b<j;b++)
{
Data[0][b]=1;
Data[11][b]=1;
}
for(a=0;a<i;a++)
{
Data[a][0]=1;
Data[a][21]=1;
}
}2. 绘制方块和刷新界面
绘制界面和方块
void ControlBox(u8 x,u8 y,u8 mood,u8 dir)
{
//dir指出方向，0,为横版，1为竖版
if(mood==1)
{ SetPaintMode(0,COLOR_Black);
if(dir==1)
Rectangle(22+10*y,22+10*x,32+10*y,32+10*x,1);
else
Rectangle(22+8*x,22+8*y,30+8*x,30+8*y,1);
SetPaintMode(0,COLOR_Red);
if(dir==1)
Rectangle(23+10*y,23+10*x,31+10*y,31+10*x,1);
else
Rectangle(23+8*x,23+8*y,29+8*x,29+8*y,1);
}
else
{
SetPaintMode(1,COLOR_Black);
if(dir==1)
Rectangle(22+10*y,22+10*x,32+10*y,32+10*x,1);
else
Rectangle(22+8*x,22+8*y,30+8*x,30+8*y,1);
}
}
void TotalRefreshLCD(u8 Data[][22],u8 dir)
{
u8 t,s;
SetPaintMode(1,COLOR_Black);
if(dir==0)
Rectangle(30,22,110,190,1);
else
Rectangle(22,32,232,132,1);
for(t=1;t<11;t++)
{
for(s=2;s<21;s++)
{
if(Data[t][s]==1)
ControlBox(t,s,1,dir);
}
}
}五. 总结
本科一年级时候写过一个俄罗斯方块，代码冗长可读性极差，各种判断和奇怪的变量，最后还有一堆BUG。 这套代码算是对当时愚蠢的我的补偿吧，其实写的也不怎么地。比如，画布大小必须是22*12么？为什么不可变？
蛮想把我开发的这套系统拿出来给大家分享的，可惜自制硬件就是这样：给自己带来了快乐，给别人带来了开发和移植的麻烦。
说多了，呵呵
有任何问题，欢迎随时交流。
时间： 2024-11-01 19:25:58