软件设计实战：基于Java的俄罗斯方块游戏【完整版】

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前言

大家好，今天用Java编程实现一个GUI界面的经典俄罗斯方块游戏，以下是完整的开发思路，供大家学习交流。

效果展示

目录

一、效果展示

😊1.游戏界面

😜2.游戏结束

二、项目介绍

1.项目背景

2.总体需求

😍①游戏逻辑

🥰②游戏过程

🤩③其它功能

三、代码展示  

🤗1.主类和窗口设计

🤠2.子类和方法实现

四、项目总结

一、效果展示

1.游戏界面

2.游戏结束

二、项目介绍

1.项目背景

“俄罗斯方块”是一个经典的游戏，在游戏中，由小方块组成的不同形状的板块陆续从屏幕上方落下来，玩家通过调整板块的位置和方向，使它们在屏幕底部拼出完整的横条。这些完整的横条会随即消失，给新落下来的板块腾出空间，同时，玩家得到分数奖励。未被消除掉的方块不断堆积起来，一旦堆到屏幕顶端，玩家便告输，游戏结束。

2.总体需求

①游戏逻辑

（1）方块的诞生需要用随机原理，另外，它需要初始化的被放置在游戏界面的顶部。
（2）方块需要自动下降，在下降过程中，还需判断它是否与周围环境发生冲突，能否继续下降。
（3）方块本身可以变形，变形后的方块具有不同的数据，判断的方式又会不一样。
（4）当用户一直按住 ↓ 键的时候，方块需要持续往下掉。

②游戏过程

（1） 左右操作。需要监听KeyEvent，让方块左右移动，直到碰到边界。
（2） 变形操作。也要监听KeyEvent，让方块切换形状。
（3） 下降操作。同样监听KeyEvent，让方块快速的下降。
（4）当诞生的方块出世与其他方块冲突时，判定游戏结束。

③其它功能

（1）用户可以通过单击界面上提供的按钮，随时暂停与继续游戏 。

（2）用户可以通过单机界面上提供的按钮，重新开始游戏。

三、代码展示  

1.主类和窗口设计

设计游戏窗口的图形化界面以及各功能按钮。

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.io.*;
import java.util.*;
import javax.imageio.*;
import javax.swing.*;
import javax.swing.Timer;
public class MyGame extends JFrame {
    public MyGame(){
        GameBody gamebody=new GameBody();
        gamebody.setBounds(5,10,500,600);  //
        gamebody.setOpaque(false);
        gamebody.setLayout(null);
        addKeyListener(gamebody);
        add(gamebody);
        
        int w=Toolkit.getDefaultToolkit().getScreenSize().width;
        int h=Toolkit.getDefaultToolkit().getScreenSize().height;
        final JButton login=new JButton(new ImageIcon("image/cxks.png"));
        login.setContentAreaFilled(false);
        login.setMargin(new Insets(0,0,0,0));
        login.setBorderPainted(false);
        login.setBounds(340,320,120,26);
        gamebody.add(login);

        login.addActionListener(new ActionListener(){
            public void actionPerformed(ActionEvent e) {    //登录的按钮
                if(e.getSource()==login){
                    requestFocus(true);    //获得焦点，不用失去焦点
                    gamebody.resetMap();   //重置地图
                    gamebody.drawWall();   //冲重新绘制边界墙体
                    gamebody.createshape();   //重新产生新的地图
                    gamebody.setStart(false);  //唤醒定时下落的线程
                    gamebody.score=0;       //将分数置为零
                    repaint();
                }
            }
        });

        final JButton pauselogin=new JButton(new ImageIcon("image/zt.png"));
        pauselogin.setContentAreaFilled(false);
        pauselogin.setMargin(new Insets(0,0,0,0));
        pauselogin.setBorderPainted(false);
        pauselogin.setBounds(340,370,120,26);
        gamebody.add(pauselogin);

        pauselogin.addMouseListener(new MouseListener(){   //暂停的按钮
            //鼠标点击事件，可以分别判断不同的事件，做出不同的反应
            public void mouseClicked(MouseEvent e){
                if(e.getButton()==e.BUTTON1 ){     //单击左键暂停
                    gamebody.setStart(true);   //将自动下落线程关闭
                    //requestFocus(true);    //同时整个JFrame失去焦点，无法操作，但可以点击按钮
                }
                else if(e.getButton()==e.BUTTON3 ){   //右击暂停，继续游戏
                    gamebody.setStart(false);   //唤醒自动下落线程
                    requestFocus(true);
                }
           /*     if(e.getClickCount()==2){     //左键双击，也可以继续游戏
                    gamebody.setStart(false);
                    requestFocus(true);
                }*/
            }
            public void mouseEntered(MouseEvent e){}
            public void mouseExited(MouseEvent e){}
            public void mousePressed(MouseEvent e){}
            public void mouseReleased(MouseEvent e){}

        });

        setTitle("俄罗斯方块");
        setResizable(false);
        setFocusable(true);
        setBounds((w-500)/2,(h-600)/2,500,600);
        setLayout(null);

        setVisible(true);
        setDefaultCloseOperation(3);
    }
    public static void main(String[] args) {
        new MyGame();
    }

2.子类和方法实现

①创建需要定义的局部变量和游戏GameBody类。

class GameBody extends JPanel implements KeyListener{
        private int shapeType=-1;  //定义方块的类型  定义的为7种
        private int shapeState=-1; //定义方块为何种状态，每种都有四种状态
        private int nextshapeType=-1;  //定义下一块产生的类型
        private int nextshapeState=-1;  //定义下一块的方块的状态
        private final int CELL=25;   //定义方格的大小
        private int score=0;    //定义显示的成绩
        private int left;       //定义初始图形与两边的墙的距离
        private int top;        //定义初始图形与上下墙的距离
        private int i=0;        //表示列
        private int j=0;        //表示行
        public int flag=0;
        public  volatile boolean start=false;  //暂停的判断条件，为轻量锁，保持同步的
        Random randomcolor=new Random();
        Random random=new Random();

②定义地图的大小，初始化地图并画出围墙 。

        //定义地图的大小，创建二位的数组
        int[][] map=new int[13][23];

        //初始化地图
        public void resetMap(){
            for(i=0;i<12;i++){
                for(j=0;j<22;j++){  //遍历的范围不能小
                    map[i][j]=0;
                }
            }
        }

        //画围墙的方法
        public void drawWall(){
            for(j=0;j<22;j++)  //0到21行
            {
                map[0][j]=2;
                map[11][j]=2;    //第0行和第11行为墙
            }
            for(i=0;i<12;i++){  //0到11列
                map[i][21]=2;    //第21行划墙
            }
        }

 ③定义随机的图形种类和产生图形的方法。

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 } },
                // 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 } },
                // 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 } },
                // 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 } },
                // 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 } },
                // 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 } },
                // 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 } }
        };
        //产生新图形的方法
        public void createshape(){
            if(shapeType==-1&&shapeState==-1){
                shapeType = random.nextInt(shapes.length);
                shapeState = random.nextInt(shapes[0].length);
            }else{
                shapeType=nextshapeType;
                shapeState=nextshapeState;
            }
            nextshapeType = random.nextInt(shapes.length);
            nextshapeState = random.nextInt(shapes[0].length);
            //shapeType=(int)(Math.random()*1000)%7;   //在7中类型中随机选取
            //shapeState=(int)(Math.random()*1000)%4;  //在四种状态中随机选取
            left=4; top=0;  //图形产生的初始位置为（4,0）

④判断游戏实时进行状态 。

if(gameOver(left,top)==1){
                resetMap();
                drawWall();
                score=0;
                JOptionPane.showMessageDialog(null, "GAME OVER");
            }
        }
        //遍历[4][4]数组产生的方块并判断状态
        public int judgeState(int left,int top,int shapeType,int shapeState){
            for(int a=0;a<4;a++){
                for(int b=0;b<4;b++){
                    if(((shapes[shapeType][shapeState][a*4+b]==1 &&   //遍历数组中为1的个数，即判断是否有图形
                            map[left+b+1][top+a]==1))||                   //判断地图中是否还有障碍物
                            ((shapes[shapeType][shapeState][a*4+b]==1 &&   //遍历数组中为1的个数，即判断是否有图形
                                    map[left+b+1][top+a]==2))){                   //判断是否撞墙
                        return 0;    //表明无法不能正常运行
                    }
                }
            }
            return 1;
        }

⑤创建键盘事件监听。

 public void keyPressed(KeyEvent e){
            switch(e.getKeyCode()){
                case KeyEvent.VK_LEFT:
                    leftMove();//调用左移的方法
                    repaint();
                    break;
                case KeyEvent.VK_RIGHT:
                    rightMove();//调用右移的方法
                    repaint();
                    break;
                case KeyEvent.VK_DOWN:
                    downMove();//调用左移的方法
                    repaint();
                    break;
                case KeyEvent.VK_UP:
                    turnShape();//调用变形的方法
                    repaint();
                    break;
            }
            }
        }
        public void keyReleased(KeyEvent e) {
        }
        public void keyTyped(KeyEvent e) {
        }
        //创建左移的方法
        public void leftMove(){
            if(judgeState(left-1,top,shapeType,shapeState)==1){
                left-=1;
            }
        }
        //创建右移的方法
        public void rightMove(){
            if(judgeState(left+1,top,shapeType,shapeState)==1){
                left+=1;
            };
        }
        //创建下移的方法
        public void downMove(){
            if(judgeState(left,top+1,shapeType,shapeState)==1){  //判断有图形
                top+=1;
                deleteLine();   //判断下移后是否有满行
            }
            if(judgeState(left,top+1,shapeType,shapeState)==0){   //判断没有图形

                addshape(left,top,shapeType,shapeState);
                createshape();
                deleteLine();
            }
        }
        //创建旋转变形的方法
        public void turnShape(){
            int tempshape=shapeState;
            shapeState=(shapeState+1)%4; //在四中的状态中选取
            if(judgeState(left,top,shapeType,shapeState)==1){

            }
            if(judgeState(left,top,shapeType,shapeState)==0){
                shapeState=tempshape;   //没有图形，不能进行旋转，还原原来状态
            }
            repaint();
        }

⑥绘制界面中的各文字及图形 。

public void paintComponent(Graphics g){
            super.paintComponent(g);
            int t=randomcolor.nextInt(5);
            int count=randomcolor.nextInt(5);
            Color[] color=new Color[]{Color.pink,Color.green,Color.red,Color.yellow,Color.blue};
            //绘制围墙
            for(j=0;j<22;j++){
                for(i=0;i<12;i++){
                    if(map[i][j]==2){//判断是否为墙并绘制
                        g.setColor(Color.blue);
                        g.fill3DRect(i*CELL,j*CELL,CELL,CELL,true);
                    }
                    if(map[i][j]==0){//判断是否为墙并绘制
                        g.setColor(Color.red);
                        g.drawRoundRect(i*CELL,j*CELL,CELL,CELL,6,6);}
                }
            }
            //绘制正在下落的图形
            for(int k=0;k<16;k++){
                if(shapes[shapeType][shapeState][k]==1){
                    g.setColor(Color.red);
                    g.fill3DRect((left+k%4+1)*CELL,(top+k/4)*CELL,CELL,CELL,true);  //left\top为左上角的坐标
                }
            }
            //绘制落下的图形
            for(j=0;j<22;j++){
                for(i=0;i<12;i++){
                    if(map[i][j]==1){
                        g.setColor(Color.green);
                        g.fill3DRect(i*CELL,j*CELL,CELL,CELL,true);
                    }
                }
            }
            //显示右边预览图形
            for(int i = 0; i < 4; i++) {
                for(int j = 0; j < 4; j++){
                    if(shapes[nextshapeType][nextshapeState][i*4+j] == 1) {
                        g.setColor(Color.red);
                        g.fill3DRect(375+(j*(CELL-10)),190+(i*(CELL-10)), CELL-10, CELL-10,true);
                    }
                }
            }
            //添加右边预览图形方格
            for(int i = 0; i < 5; i++) {
                for(int j = 0; j < 5; j++){
                    g.setColor(Color.blue);
                    g.drawRoundRect(360+(j*(CELL-10)),175+(i*(CELL-10)),CELL-10, CELL-10,3,3);
                }
            }
            g.setFont(new Font("楷书",Font.BOLD,20));
            g.setColor(Color.BLACK);
            g.drawString("游戏分数:", 310, 70);
            g.setColor(Color.pink);
            g.drawString(score+" ", 420, 70);
            g.setColor(Color.BLACK);
            g.drawString("  分", 450, 70);
            g.setColor(Color.BLACK);
            g.setFont(new Font("黑体",Font.BOLD,14));
            g.drawString("提示：左击暂停,右击继续。", 305, 430);
            g.setColor(Color.blue);
            g.drawString("Next square", 358, 268);
        }
        //创建添加新图形到地图的方法
        public void addshape(int left,int top,int shapeType,int shapeState){
            int temp=0;
            for(int a=0;a<4;a++){
                for(int b=0;b<4;b++){   //对存储方块队的[4][4]数组遍历
                    if(map[left+b+1][top+a]==0){ //表明[4][4]数组没有方块

                        map[left+b+1][top+a]=shapes[shapeType][shapeState][temp];
                    }
                    temp++;
                }
            }
        }

⑦创建监听器，消行方法等其它函数。

public void deleteLine(){
            int tempscore=0;      //定义满行的列个数满足1
            for(int a=0;a<22;a++){   //对地图进行遍历
                for(int b=0;b<12;b++){
                    if(map[b][a]==1){    //表示找到满行
                        tempscore++;     // 记录一行有多少个1
                        if(tempscore==10){
                            score+=10;
                            for(int k=a;k>0;k--){     //从满行开始回历
                                for(int c=1;c<12;c++){
                                    map[c][k]=map[c][k-1];  //将图形整体下移一行
                                }
                            }
                        }
                    }
                }
                tempscore=0;
            }
        }
        //判断游戏结束，1、判断新块的状态是否不存在，即judgeState()==0
        //2、判断初始产生的位置是否一直为1；
        public int gameOver(int left,int top){
            if(judgeState(left,top,shapeType,shapeState)==0){
                return 1;
            }
            return 0;
        }
        //创建构造方法
        public GameBody(){
            resetMap();
            drawWall();
            createshape();
            //Timer timer=new Timer(1000,new TimeListener());
            Thread timer=new Thread(new	TimeListener());
            timer.start();
        }

        public void setStart(boolean start){   //改变start值的方法
            this.start=start;
        }
        //创建定时下落的监听器
        class TimeListener implements Runnable{
            public void run(){
                while(true){
                    if(!start){
                        try{
                            repaint();
                            if(judgeState(left,top+1,shapeType,shapeState)==1){
                                top+=1;
                                deleteLine();}
                            if(judgeState(left,top+1,shapeType,shapeState)==0){
                                if(flag==1){
                                    addshape(left,top,shapeType,shapeState);
                                    deleteLine();
                                    createshape();
                                    flag=0;
                                }
                                flag=1;
                            }
                            Thread.sleep(800);
                        }catch(Exception e){
                            e.getMessage();
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }
} 

四、项目总结

Java语言是当今流行的网络编程语言，它具有面向对象、跨平台、分布应用等特点。而俄罗斯方块游戏的设计工作复杂且富有挑战性，它包含的内容多，涉及的知识广泛，与图形界面联系较大，包括界面的显示与更新、数据收集等，在设计的过程中，必将运用到各方面的知识，这对于设计者而言，是个很好的锻炼机会。
俄罗斯方块游戏的实现可以使开发者巩固所学基本知识，深刻掌握Java语言的重要概念及其面向对象的特性，增进Java语言编辑基本功，拓宽常用类库的应用，培养熟练地应用面向对象的思想和设计方法解决实际问题的能力，为今后从事实际开发工作打下坚实的基础。