基于java的俄罗斯方块游戏的设计与实现定稿.doc

毕业设计（论文）

题目：基于java的俄罗斯方块游戏的设计与实现

2014 年11月 20 日

太原科技大学毕业设计（论文）任务书
学 生 姓 名

指 导 教 师

设计（论文）题目
基于java的俄罗斯方块游戏的设计与实现
主要研
究内容
1.俄罗斯方块游戏七图形的生成方式，以及图形之间变化的方法。
2.每个图形落下后与已经落下的图形形成一行的判断和计分的方法。
3.游戏过程中键盘对图形的控制，包括左右移动，变化和快速下落。
4.控制游戏暂停开始，重新开始新游戏功能的实现。

研究方法
通过Java应用程序用户界面开发包Swing创建用户界面，建立监听器完成键盘对游戏的操作。
主要技术指标(或研究目标)
主要实现俄罗斯方块最基本的游戏需求：1.随机生成7种不同图形，2.图形按照一定.度下落，下落过程中可以通过键盘控制其形状和位置，3，已经落下的图形完成消行和计分，4.添加控制游戏的相关按钮并实现其对应功能。
主要参考文献

[1] 叶核亚，Java2 程序设计实用教程[M]，北京：电子工业出版社，2007：89-91
[2] 罗伟坚，Visual C++经典游戏程序设计[M]，北京：人民邮电出版社，2006：55-56
[3] 陆慧恩，实用软件工程[M]，北京：清华大学出版社，2006：105-110
[4] 赖万钦，JAVA多线程编程技术探讨[J]，福建电脑, 2009：(07)
[5] 李斌，Java语言的特点管理[J]，科学文摘，2009：（03）
学院（直属系）： 计算机科学与技术 时间： 2014 年 4 月 28 日
说明：一式两份，一份装订入学生毕业设计（论文）内，一份交学院（直属系）。

基于java的俄罗斯方块游戏的设计与实现
摘要

随着信息社会日益月新的发展，计算机已经普及到人们的日常生活中。为了使用户在繁忙的日程工作中得到放松，于是出现了各种各样的休闲工具，如聊天工具，休闲游戏等。《俄罗斯方块》作为一款经典的休闲游戏在该游戏新鲜出炉时就显得非常直观，虽然经过了大量的变形和更改，但游戏核心依然保持不变。本文以Java语言为基础，采用Eclipse开发工具，实现了一个俄罗斯方块游戏。
该系统由四块正方形的黑块组成，然后存储在一个数组的元素中，计算机随机产生不同类型的方块，根据计算机时钟控制它以一定的速度下落，用户根据键盘的四个方向键控制翻转、向左、向右和向下操作，当出现满行的情况时将自动消除并计算分数。游戏最后由玩家的得分来评判水平的高低。
经测试，该系统运行良好，是一款老幼皆宜的休闲游戏。
关键词：俄罗斯方块，Java，算法，数组，游戏。

Design and Implementation of Tetris Game Based on Java
Abstract

With the new development of the information society increasingly month, computers have spread to People's Daily life. At a busy schedule to the user relax, then work appeared various leisure tools, such as the chatting tools, casual games, etc. "Tetris" as a classic in this game of casual games when fresh baked appears very intuitive, although after a lot of deformation and change, but the game core remains the same. This paper based on Java language, the Eclipse development tools, implementation of a Russian square game.
The system is composed by four square color piece, and then stored in the elements of an array, computer random produce different types of square, according to the computer clock control it with a certain speed whereabouts, users according to the keyboard four the direction key control flip, left, right and downward to operate, when did appear when it will be filled to eliminate and score. The game finally by players scoring to judge the level of high and low.
By test, this system is running well, is a section of casual games all appropriate young and old.
Keywords：Tetris,Java,calculate way, several,Game

II

目 录
第一章 绪论 1
1.1 游戏的历史 2
1.1.1 从头谈起 2
1.1.2 图形硬件的革命 2
1.2游戏的意义与内涵 3
1.2.1 游戏的组成要素 3
1.3 俄罗斯方块游戏 4
第二章 可行性及需求分析 5
2.1 可行性分析 5
2.2 需求分析 5
2.3 游戏需求 6
第三章 相关技术分析 7
3.1 JAVA语言概述 7
3.2 Eclipse简介 9
第四章 系统核心功能设计与实现 10
4.1 编程语言和运行环境介绍 10
4.2 系统结构 10
第五章 系统难点设计 12
5.1方块数据 12
5.2游戏界面的坐标 12
5.3 对方块数据和游戏数据的操作 12
5.4 系统核心功能设计 13
5.4.1 四个对象图形工厂 13
5.4.2 方块及障碍物 16
5.4.3 暂停、继续功能的实现 18
5.4.4 等级设置功能实现的方法 21
5.5 系统重点逻辑判断方法设计 22
5.5.1 初始化地图和画围墙的方法[8] 22
5.5.2 判断游戏是否结束的方法 22
5.5.3 游戏控制的实现方法 23
第六章 系统的测试 25
6.1 系统测试的意义 25
6.2 测试的步骤 26
第七章 结论 28
参考文献 29
致谢 30

II

第1章 绪论
游戏这个名称一直就存在于每个人的日常生活中，如猜拳游戏、猜谜游戏、大地游戏、球类游戏等，林林总总，不胜枚举,甚至于有些流行歌曲把人生也比喻为游戏。因此，游戏在所有人的成长历程中都是一个不可或缺的重要角色。
游戏，最简单的定义，就是一种供人们娱乐休闲的快乐元素。从更专业的角度形容，“游戏”是具有特定行为模式、规则条件、身心娱乐及输赢的一种行为表现。这种行为表现具备以下4个要素。
行为模式：“游戏”最简单的要素就是游戏有特定的流程模式，这种流程模式贯穿于整个游戏的行为，用户必须依照它的模式流程来执行。倘若一种游戏没有了特定的行为模式，那么就没有执行的行为；在没有执行的行为之后，这个游戏也玩不下去了。举个例子来说，如果猜拳游戏没有了剪刀、石头、布等行为模式，那么这还能叫做“猜拳游戏” 吗？所以不管游戏的流程有多么复杂还是多么简单，一定要有特定的行为模式。
条件规则：当游戏有了一定的行为模式后，接着就必须制定出一系列的条件规则。简单来说，这些游戏的条件规则就是大家必须去遵守的游戏行为守则，只要是大家一致以为的游戏行为，在游戏中,玩家就必须遵守它，如果不遵守这种游戏行为，那么就失去了公平性。如同一种简单的球赛，打球的英文解释可以用PLAY GAME来加以说明，按照英文字面上的解释，它就是执行游戏的行为，而球赛必须有一定的条件规则，并且参与者都要必须去遵守它，不能遵守它就叫作“犯规”。所以不管是什么游戏，它都会具备一组规则条件，在游戏进行的时候才会有足够的公平性。
娱乐身心：一种游戏所带来的娱乐性，关键就在于为玩家所带来的刺激感，这也是游戏的精华所在。简单来说，不管是很多人玩的游戏，还是一个人玩的单机游戏，游戏本身就会存在它的娱乐和刺激性，使得玩家们想要去玩它。
输赢：其实针对游戏而言，输赢是所有游戏的最终目的。一个没有输赢的游戏，也就没有了它存在的意义，如同我们常常接触到的猜拳游戏，说穿了最终目的就是为了分出胜负而己。
一般而言，游戏又可以分为动态和静态两种形态。动态的游戏必须配合肢体动作，如猜拳游戏；而静态游戏则是较偏向思考的行为，如同纸上游戏。然而不管是动态或是静态游戏，只要具备上述4项组成要素，都可以将它称为“游戏”。

1.1 游戏的历史
游戏是人类生活的重要组成部分，从第一个电子游戏开发至今已经有30多年,在这个短暂的时期里,随着硬件水平的提高,游戏开发新技术层出不穷,经典游戏比比皆是。
1.1.1 从头谈起
真正的电子游戏机产生于20世纪70年代。1971年，麻省理工学院的学生Nolan Bushnell设计了世界上的第一个业务用游戏机（俗名街机），叫做《电脑空间》。这台游戏机用一台黑白电视机作为显示屏，用一个控制柄作为操纵器，不过由于市场因素这款游戏以失败告终。但是最后他在电子游戏的发展上取得了非凡的成就。
上面介绍的是专用机游戏的历史，而最早的电脑游戏可以追溯到1972年，一个叫Crowther的工程师用当时最流行的主机――DEC公司的PDP－10编写一段简单的FORTRAN程序。在这个程序里，Crowther设计了一张地图，地图上不规则的分布着陷阱，游戏者必须寻找路径避开陷阱。这个程序被公认为是最早的电脑游戏程序。
1989年，BroderBund公司的设计师乔丹.麦克纳根据阿拉伯民族的古老传说《一千零一夜》在Apple平台上制作了一部动作冒险相结合的电脑游戏――波斯王子。这个游戏获得了第一作，它代表了当时电脑技术的最高水平。
1986年，任天堂公司发售了一款真正的游戏巨作――超级马里奥。
20世纪80年代IBM PC兼容机的出现打破了Apple公司的垄断地位。
到了20世纪90年代，游戏业才真正成熟起来，成为了一种产业。
由于PC机价格非常低而且硬件速度越来越快，游戏逐渐成为人们生活中不可缺少的一部分。游戏产业也逐渐发展成熟。
1.1.2 图形硬件的革命
图形硬件的飞速发展是近些年来的事情，部分原因是来自工业方面的压力，例如在军事和医疗方面对于实时图形的需求很强烈，而交互娱乐产业也极大的推动了图形硬件的发展。技术上的因素同样也推动着图形硬件的发展，许多图形算法可以很容易地表达为并行方式，这样硬件执行的效率变得很高。摩乐定律也起了作用，越来越多的晶体管可以集成到一块单独的芯片上。
在所谓的GPU（图形处理器）概念出现以前，特殊的图形硬件只出现在诸如SGI和E&S系统里面，这些硬件价格太昂贵，不过这些公司提供了第一代基于硬件的顶点变换和纹理

映射的解决方案。
1.2游戏的意义与内涵
游戏这个名称一直就存在于每个人的日常生活中,如猜拳游戏、猜谜游戏、大地游戏、球类游戏等,林林总总,不胜枚举,甚至于有些流行歌曲把人生也比喻为游戏,好比“一场游戏一场梦” 。因此,游戏对于现代人的成长历程,绝对是一个不可或缺的重要角色。
1.2.1 游戏的组成要素
“游戏”,最简单的定义,就是一种供人们娱乐休闲的快乐元素。从更专业的角度形容, “游戏”是具有特定行为模式、规则条件、身心娱乐及输赢的一种行为表现。这种行为表现具备以下4个要素。
行为模式:“游戏”最简单的要素就是游戏有特定的流程模式,这种流程模式贯穿于整个游戏的行为,用户必须依照它的模式流程来执行。倘若一种游戏没有了特定的行为模式,那么就没有执行的行为；在没有执行的行为之后,这个游戏也玩不下去了。举个例子来说,如果猜拳游戏没有了剪刀、石头、布等行为模式,那么这还能叫做“猜拳游戏” 吗?所以不管游戏的流程有多么复杂还是多么简单,一定要有特定的行为模式。
条件规则:当游戏有了一定的行为模式后,接着就必须制定出一系列的条件规则。简单来说,这些游戏的条件规则就是大家必须去遵守的游戏行为守则,只要是大家一致以为的游戏行为,在游戏中,玩家就必须遵守它,如果不遵守这种游戏行为,那么就失去了公平性。如同一种简单的球赛,打球的英文解释可以用PLAY GAME来加以说明,按照英文字面上的解释,它就是执行游戏的行为,而球赛必须有一定的条件规则,并且参与者都要必须去遵守它,不能遵守它就叫作“犯规”。所以不管是什么游戏,它都会具备一组规则条件,在游戏进行的时候才会有足够的公平性。
娱乐身心:一种游戏所带来的娱乐性,关键就在于为玩家所带来的刺激感,这也是游戏的精华所在。简单来说,不管是很多人玩的游戏,还是一个人玩的单机游戏,游戏本身就会存在它的娱乐和刺激性,使得玩家们想要去玩它。
输赢:其实针对游戏而言,输赢是所有游戏的最终目的。一个没有输赢的游戏，也就没有了它存在的意义，如同我们常常接触到的猜拳游戏，说穿了最终目的就是为了分出胜负而己。
一般而言，游戏又可以分为动态和静态两种形态。动态的游戏必须配合肢体动作，如猜拳游戏；而静态游戏则是较偏向思考的行为，如同纸上游戏。然而不管是动态或是静态

游戏，只要具备上述4项组成要素，都可以将它称为“游戏”。
1.3 俄罗斯方块游戏
俄罗斯方块是一款风靡全球的电视游戏机和掌上游戏机游戏，它曾经造成的轰动与造成的经济价值可以说是游戏史上的一件大事。这款游戏最初是由苏联的游戏制作人Alex Pajitnov制作的，它看似简单但却变化无穷，令人上瘾。
但是经过时代的变迁，当初简单却变化无穷的俄罗斯方块游戏如今却已失去了它的市场，究其原因，主要是因为游戏硬件以及技术的革新使得优秀的游戏接二连三地推出，而俄罗斯方块游戏作为一款形式、内容过于简单的游戏势必经受不住时间的冲击的。

第2章 可行性及需求分析
2.1 可行性分析
可行性分析是通过对项目的主要内容和配套条件，如市场需求、资源供应、建设规模、工艺路线、设备选型、环境影响、资金筹措、盈利能力等，从技术、经济、工程等方面进行调查研究和分析比较，并对项目建成以后可能取得的财务、经济效益及社会环境影响进行预测，从而提出该项目是否值得投资和如何进行建设的咨询意见，为项目决策提供依据的一种综合性的系统分析方法。可行性分析应具有预见性、公正性、可靠性、科学性的特点。此次俄罗斯方块游戏的可行性分析有以下几个方面：
管理可行性：本游戏设计的目的只在于提高自身实践水平，并不对外发布，因此完全具有管理可行性。
经济可行性：由于本游戏的主要背景是毕业课程设计，不注重直接的经济效益和其后的发展方向，只在注重自身水平和能力的提高，对自身的经济要求也不高，不用考虑到经济问题。
技术可行性：可用与本游戏的编程语言有VB，VC，Java，Delphi等，考虑到用于编写程序的困难度，和对语言的了解程度，选择Java作为编程语言。需要对图形界面设计、事件处理、多媒体、网络编程等有一定了解。
社会可行性：本游戏的开发作为毕业课程设计以巩固先前所学的知识，以个人为单位，仅供个人平常娱乐所用，无须考虑有可能造成的社会影响，不用考虑到法律、版权等的社会因素，所以在这方面是完全可行的。
综上所述，通过可行性分析认为新程序的开发方案切实可行，可进行开发。
2.2 需求分析
对软件需求分析就是通过调查研究，建立系统的数据模型、功能模型、行为模型，用户和开发人员在“系统必须做什么”这个问题上实现相互理解，达到共识，从而形成双方认可的软件产品的需求规格说明书。这样有益于提高软件开发过程中的能见度，便于对软件开发过程中的控制与管理，便于采用工程方法开发软件，提高软件的质量，便于开发人员、维护人员、管理人员之间的交流、协作，并作为工作成果的原始依据，并且在向潜在用户传递软件功能、性能需求，使其能够判断该软件是否与自己的需求相关。

2.3 游戏需求
32种状态的方块随机产生，自由下落，落下时可由玩家用上、下、左、右控制键控制翻转和移动，以便以玩家所需要的形态和位置落下。如果落下时，方块的方格能填满某一行，则这一行可消去。消去一行后，游戏可给玩家加分，若由存在空格的方块填满整个窗口，则游戏失败。游戏功能需求如下：
游戏界面需求：设计良好的游戏界面可以让玩家充分感受到游戏带来的娱乐性，游戏的背景色是黑色，方块用蓝色颜色，在一定的区域内运动和变形，落下后的障碍物用绿色显示，这样看起来会有一定的美感。
游戏形状需求：用数组作为存储方块32种状态的数据结构，即I形、Z字形、反Z形、O形、L形、反L形、T字型，十字形，各个方块要能实现它的变形，可设为顺时针或逆时针变形，一般为逆时针。
键盘处理事件需求：方块下落时，可通过键盘方向键（上、下、左、右键）对该方块进行向上(变形),向下（加速）、向左、向右移动。
鼠标处理事件需求：通过点击菜单栏中相应的菜单项，可以实现游戏的开始、结束，方块形状的变换，分数、等级的显示，以及游戏帮助等功能。
显示需求：当不同的方块填满一行时可以消行，剩余方块向下移动并统计分数。当达到一定分数的时候，会增加相应的等级。

第3章 相关技术分析
3.1 JAVA语言概述
Java是一种简单的，跨平台的，面向对象的，分布式的，解释的，健壮的安全的，结构的中立的，可移植的，性能很优异的多线程的，动态的语言。当1995年SUN推出Java语言之后，全世界的目光都被这个神奇的语言所吸引。
（1）Java语言是简单的。Java丢弃了C++ 中很少使用的、很难理解的、令人迷惑的那些特性，如操作符重载、多继承、自动的强制类型转换。特别地，Java语言不使用指针，并提供了自动的废料收集，使得程序员不必为内存管理而担忧。
（2）Java语言的平台无关性。平台无关性是指Java能运行于不同的平台。Java引进虚拟机 原理，并运行于虚拟机，实现不同平台的Java接口之间。使用Java编写的程序能在世界范围内共享。Java的数据类型与 机器无关，Java虚拟机（Java Virtual Machine）是建立在硬件和操作系统之上，实现Java二进制代码的解释执行功能， 提供于不同平台的接口的
（3）Java语言是一个面向对象的。Java吸取了C++面向对象的概念，将数据封装于类中，利用类的优点，实现了程序的简洁性和便于维护性。类的封装性、继承性等有关对象的特性，使程序代码只需一次编译，然后通过上述特性反复利用。程序员只需把主要精力用在类和接口的设计和应用上。Java提供了众多的一般对象的类，通过继承即可使用父类的方法。在Java中，类的继承关系是单一的非多重的，一个子类只有一个父类，子类的父类又有一个父类。Java提供的Object类及其子类的继承关系如同一棵倒立的树形，根类为Object类，Object类功能强大，经常会使用到它及其它派生的子类。
（4）Java语言是分布式的。Java语言支持Internet应用的开发，在基本的Java应用编程接口中有一个网络应用编程接口，它提供了用于网络应用编程的类库，包括URL、URLConnection、Socket、 ServerSocket等。Java的RMI(远程方法激活)机制也是开发分布式应用的重要手段。
（5）Java语言是健壮的。Java的强类型机制、异常处理、废料的自动收集等是Java程序健壮性的重要保证。Java的安全检查机制使得Java更具健壮性。
（6）Java语言是安全的。Java通常被用在网络环境中，为此，Java提供了一个安全机制以防恶意代码的攻击。除了Java语言具有的许多安全特性以外，Java对通过网络下载

的类具有一个安全防范机制，如分配不同的名字空间以防替代本地的同名类、字节代码检查，并提供安全管理机制,让Java应用设置安全哨兵。
（7）Java语言是体系结构中立的。Java程序在Java平台上被编译为体系结构中立的字节码格式, 然后可以在实现这个Java平台的任何系统中运行。这种途径适合于异构的网络环境和软件的分发。
（8）Java语言是可移植的。这种可移植性来源于体系结构中立性，另外，Java还严格规定了各个基本数据类型的长度。Java系统本身也具有很强的可移植性，Java编译器是用Java实现的，Java的运行环境是用ANSI C实现的。
（9）Java语言是解释型的。如前所述，Java程序在Java平台上被编译为字节码格式， 然后可以在实现这个Java平台的任何系统中运行。在运行时，Java平台中的Java解释器对这些字节码进行解释执行，执行过程中需要的类在联接阶段被载入到运行环境中。
（10）Java是高性能的。与那些解释型的高级脚本语言相比，Java的确是高性能的，随着JIT(Just-In-Time)编译器技术的发展已经越来越接近于C++。
（11）Java语言是多线程的。在Java语言中，线程是一种特殊的对象，它必须由Thread类或其子类来创建。通常有两种方法来创建线程：其一，使用型构为Thread(Runnable) 的构造子将一个实现了Runnable接口的对象包装成一个线程，其二，从Thread类派生出子类并重写run方法，使用该子类创建的对象即为线程。值得注意的是Thread类已经实现了Runnable接口，因此，任何一个线程均有它的run方法，而run方法中包含了线程所要运行的代码。线程的活动由一组方法来控制。 Java语言支持多个线程的同时执行，并提供多线程之间的同步机制。
（12）Java语言是动态的。Java语言的设计目标之一是适应于动态变化的环境。Java程序需要的类能够动态地被载入到运行环境，也可以通过网络来载入所需要的类。这也有利于软件的升级。另外，Java中的类有一个运行时刻的表示，能进行运行时刻的类型检查。
Java语言的优良特性使得Java应用具有无比的健壮性和可靠性，这也减少了应用系统的维护费用。Java对对象技术的全面支持和Java平台内嵌的API能缩短应用系统的开发时间并降低成本。Java的编译一次，到处可运行的特性使得它能够提供一个随处可用的开放结构和在多平台之间传递信息的低成本方式。特别是Java企业应用编程接口（API）为企业计算及电子商务应用系统提供了有关技术和丰富的类库。

3.2 Eclipse简介
Eclipse 是一个开放源代码的、基于 Java 的可扩展开发平台。就其本身而言，它只是一个框架和一组服务，用于通过插件组件构建开发环境。幸运的是，Eclipse 附带了一个标准的插件集，包括 Java 开发工具（Java Development Tools，JDT）。
Eclipse是著名的跨平台的自由集成开发环境（IDE）。最初主要用来Java语言开发，但是目前亦有人通过插件使其作为其他计算机语言比如C++和Python的开发工具。Eclipse的本身只是一个框架平台，但是众多插件的支持使得Eclipse拥有其他功能相对固定的IDE软件很难具有的灵活性。
Eclipse 最初由OTI和IBM两家公司的IDE产品开发组创建，起始于1999年4月。IBM提供了最初的Eclipse代码基础，包括Platform、JDT 和PDE。目前由IBM牵头，围绕着Eclipse项目已经发展成为了一个庞大的Eclipse联盟，有150多家软件公司参与到Eclipse项目中，其中包括Borland、Rational Software、Red Hat及Sybase等。Eclipse是一个开发源码项目，它其实是 Visual Age for Java的替代品，其界面跟先前的Visual Age for Java差不多，但由于其开放源码，任何人都可以免费得到，并可以在此基础上开发各自的插件，因此越来越受人们关注。近期还有包括Oracle在内的许多大公司也纷纷加入了该项目，并宣称Eclipse将来能成为可进行任何语言开发的IDE集大成者，使用者只需下载各种语言的插件即可。
Eclipse是一个开放源代码的软件开发项目，专注于为高度集成的工具开发提供一个全功能的、具有商业品质的工业平台。它主要由Eclipse项目、Eclipse工具项目和Eclipse技术项目三个项目组成，具体包括四个部分组成——Eclipse Platform、JDT、CDT和PDE。JDT支持Java开发、CDT支持C开发、PDE用来支持插件开发，Eclipse Platform则是一个开放的可扩展IDE，提供了一个通用的开发平台。它提供建造块和构造并运行集成软件开发工具的基础。Eclipse Platform允许工具建造者独立开发与他人工具无缝集成的工具从而无须分辨一个工具功能在哪里结束，而另一个工具功能在哪里开始。

第4章 系统核心功能设计与实现
4.1 编程语言和运行环境介绍
Java是一种简单的，跨平台的，面向对象的，分布式的，解释的，健壮的安全的，结构的中立的，可移植的，性能很优异的多线程的，动态的语言，他不依赖于机器的结构，并且对机器的要求很低，所以本次程序将采用Java语言编写，本游戏对运行环境及系统性能的需求不高，一般的计算机均可运行。
4.2 系统结构
俄罗斯方块游戏是一款大众游戏，本程序中为玩家提供基本的左右移动和旋转功能以外，还增加了改变方块和背景颜色，还有改变游戏难度的功能，总共有一个主界面，一切活动都在主界面上完成，界面上还有数个按钮等组件。

图4.2.1.主界面

在这个俄罗斯方块游戏中，点击主界面上的“新游戏”后，图形工厂会开始产生新的
游戏开始

判断能否消行
形成新的障碍物
第一行是否
有障碍物

方块是否
能够下落
移动方块
方块是否过界
产生新方块
接受控制器信息

是

游戏结束

否

是

越界纠正

否

消行加分
否

图4.2.2 程序流程图

方块，玩家上下左右和空格键操控方块的移动和旋转，并判断如何摆放方块。程序能够判断方块是否能够移动，是否到达边界，方块落下后判断是否能够消行，如果能够消行则消去该行并且为玩家增加分数，不能则继续制造新的方块。

第5章 系统难点设计
本程序只有俄罗斯方块游戏最基本的功能模块，可以分开为方块和游戏界面两个模块，但考虑到二者联系紧密，需要共享数据结构，属于公共耦合，耦合性过高，所以把它们并作了一个对象。
5.1方块数据
方块数据存储了七种不同形态的方块，分别以S、Z、L、J、I、O、T这7个字母的形状来命名，每一个形状我们可以一个4x4的二维数组表示[1]，定义一个变量blockType来表示图形的形状，turnState表示图形的状态,方块的数据保存在一个三维数组里面，命名为Shapes[][][]。
5.2游戏界面的坐标
俄罗斯方块，最终是要将方块绘到游戏界面中，如何确定方块在界面上的位置，就需要一个方块数组与游戏地图数组的映射关系。建立一个合理的坐标系统，对于游戏的设计有莫大的方便。结合JAVA的坐标系统，综合游戏设计上的考虑，本程序最终确定了将游戏地图的左上角坐标表示为(0,0)，同样，方块在游戏地图中表示为记录方块左上角在游戏地图中的坐标，而方块的移动过程的位置则用left和top来表示[2]。
5.3 对方块数据和游戏数据的操作
确定了方块数据与地图数据的映射关系，对方块和游戏数据的操作就变得简便了。对方块的操作包括方块的左移、右移、下移等，当方块左移时，只需将方块数组左上角的坐标往左方向移动一个单位即可，同理，方块右移、下移时，只需将坐标往右、往下移动一个单位。
如果以X代表方块左上角的横坐标，以Y代表纵坐标，方块左移，执行的操作是X-1，方块右移，执行的操作是X+1，方块下落，执行的操作是Y+1[3]。

5.4 系统核心功能设计
俄罗斯方块程序中，涉及到四个对象图形工厂、方块、障碍物以及游戏的相关控制。
5.4.1 四个对象图形工厂
图形工厂的主要功能是不断产生八种不同形状的图形，如：I、S、Z、J、O、L、T、十这八个字母的形状，每一个图形可以由一个4*4的二维数组表示[4]，在程序编写过程中，我们用一个三维数组来表示游戏界面中出现的图形的旋转状态、类型和形状，具体实现如下：
方块类型有S、Z、L、J、I、O、十、T 八种，每种图形都有四种存在形式，按键盘上键可以使图形变形。
代码如下：
private final int shapes[][][] = new int[][][] {
// I
{ { 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0 },
{ 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0 } },

图5.4.1 I型图形

// S
{ { 0, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 0, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0 } },

图5.4.2 S型图形

// Z
{ { 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 } },

图5.4.3 Z型图形

// J
{ { 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 1, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 } },

图5.4.4 J型图形

// O
{ { 1, 1, 0, 0, 1, 1, 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, 1, 0, 0, 1, 1, 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 } },

图5.4.5 O型图形

// L
{ { 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 1, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 0, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 } },

图5.4.6 L型图形
// 十型方块
{ { 0, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 0, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 0, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 0, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0 } },

图5.4.7 十型图形

// T
{ { 0, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 1, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
{ 0, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0 } } };

图5.4.8 T型图形

5.4.2 方块及障碍物
下落的方块具有上移、下落、左移、右移、旋转和显示功能。其中，移动的过程就
是将游戏界面看成一个象限，为方块赋予一个坐标值，定义两个变量top和left，事实上方块上下左右移动就是改变方块与上面和左边的距离，向左移为left-1，向下移为top+1。下落的方块下落到游戏界面底部形成的障碍物,能够不断地接受方块，形成新的障碍物。程序中使用一个和显示区域的格子相对应的二维数组来保存障碍物的位置，如过该位置的数值为1，则表示该位置为障碍物，反之，则是空白，在图形的下落过程中，控制器判断图形是否能下落，一旦不能下落，就将方块的位置所对应的格子都变成障碍物，并同时生成新的方块。生成的图形为蓝色，下落完成则变为绿色。具体实现代码如下：
1.生成新方块的方法：在八个图形和四个状态中随机某个状态的某个图形，并在坐标（4，0）的位置生成该图形，生成后根据预先设定好的速度开始下落，下落之前需要判断障碍物是否已经占满屏幕，如果占满，则提示游戏结束[5]。
public void newblock() {
blockType = nextb;
turnState = nextt;
nextb = ran.nextInt(8);