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Tc2.0 编写俄罗斯方块游戏

很多编程爱好者都编写过俄罗斯方块的游戏程序。很久以前，我用Tc2.0也做过一个；最近有好些朋友看见我以前的俄罗斯方块的程序后，
问我是怎么做的。我一直想把这个程序的整个过程写一份详细的东西，与各位编程爱好者分享，一直没空。正好现在放假了，而且离回家还有几天。于是我就把这个程序重新写了一遍，尽量使程序的结构比较清晰好懂一些。同时写了下面的这份东西。

　　俄罗斯方块游戏的程序中用到了一些方法。为了比较容易理解这些方法，我在讲述的同时写了些专门针对这些方法的示例程序。这些示例程序力求短小，目的是用最小的代码能够清楚的示例所用的方法。这些示例程序都经过tc2.0测试。最后还附了完整的俄罗斯方块游戏的源代码，和最终的可执行程序。如果你看了这份东东，有什么意见和想法，请发电子邮件告诉我。我将会继续更新这分东东，最新的版本可以在我的个人主页上下载。

　　下面的问题是有关俄罗斯方块程序的，其中有些是朋友问我的，有些是我认为可能会被问到的。我尽量按问题从易到难排列这些问题。 关于俄罗斯方块程序的一些问题：
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Tc2.0中怎么样设置图形显示？
Tc2.0中常用图形函数的用法？
怎样获取鍵盘输入？
怎样控制方块的移动？
怎样控制时间间隔(用于游戏中控制形状的下落)？
游戏中的各种形状及整个游戏空间怎么用数据表示？
游戏中怎么判断左右及向下移动的可能性？
游戏中怎么判断某一形状旋转的可能性？
按向下方向键时加速某一形状下落速度的处理？
怎么判断某一形状已经到底？
怎么判断某一已经被填满？
怎么消去已经被填满的一行？
怎么消去某一形状落到底后能够消去的所有的行？(如长条最多可以消去四行)
怎样修改游戏板的状态？
怎样统计分数？
怎样处理升级后的加速问题？
怎样判断游戏结束？
关于计分板设计的问题。
关于“下一个”形状取法的问题。
剩下的问题。

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新的问题：
　我想有一个最高记录的显示，应该怎么做呀？
　我想实现一个进度存储功能，应该怎么做呀？

 

Tc2.0中怎么样设置图形显示？

　　Tc2.0中有两种显示模式，一种是我们所熟知的字符模式，另一种是图形模式。在字符模式下只能显式字符，如ASCII字符。一般是显示25
行，每行80个字符。程序缺省的是字符模式。在字符模式下不能显式图形和进行绘图操作。要想进行图形显示和绘图操作，必须切换到图形模
式下。

　　Tc2.0中用initgraph()函数可以切换到图形模式，用closegraph()可以从图形模式切换回字符模式。initgraph()和closegraph()都是图形
函数，使用图形函数必须包括头文件"graphics.h"。

　　void far initgraph(int far *graphdriver,int far *graphmode,char far *pathtodriver);graphdriver是上涨指向图形驱动序号变量的指针；graphmode是在graphdriver选定后，指向图形显示模式序号变量的指针。pathtodriver表示存放图形驱动文件的路径。

　　Tc2.0中有多种图形驱动，每种图形驱动下又有几种图形显示模式。在我的程序中图形驱动序号为VGA，图形显示模式序号为VGAHI。这是一种分辨率为640*480(从左到右坐标依次为0-639，从上到下坐标依次为0-479)，能够显示16种颜色的图形模式。别的图形驱动序号和图形显示模式序号，可以从手册或联机帮助中找到。

　　pathtodriver指示存放图形驱动文件的路径。图形驱动序号不同，图形驱动文件也不同。序号为VGA图形驱动对应"egavga.bgi"这个图形驱动文件。"egavga.bgi"一般在Tc目录下。

void far closegraph(void);
　　没有参数，从图形模式直接返回字符模式。

initgraph()和closegraph()的常用用法如下：
int gdriver = VGA, gmode=VGAHI, errorcode;

/* initialize graphics mode */
initgraph(&gdriver, &gmode, "e://tc2");

/* read result of initialization */
errorcode = graphresult();

if (errorcode != grOk) /* an error occurred */
{
printf("Graphics error: %s/n", grapherrormsg(errorcode));
printf("Press any key to halt:");
getch();
exit(1); /* return with error code */
}

/* return to text mode */
closegraph();

Tc2.0中常用图形函数的用法？

在这里讲几个游戏中用到的绘图用的图形函数：
setcolor();
line();
rectangle();
settextjustify();
outtextxy();
setfillstyle();
bar();

void far setcolor(int color);
　　设置画线、画框和在图形模式下显示文字的当前颜色。这个函数将影响line()、rectangle()和outtextxy()函数绘图的颜色。
color可以取常的颜色常量：
BLACK ? 0
BLUE ? 1
GREEN ? 2
CYAN ? 3
RED ? 4
MAGENTA ? 5
BROWN ? 6
LIGHTGRAY ? 7
DARKGRAY ? 8
LIGHTBLUE ? 9
LIGHTGREEN ?10
LIGHTCYAN ?11
LIGHTRED ?12
LIGHTMAGENTA ?13
YELLOW ?14
WH99vE ?15

void far line(int x1,int y1,int x2,int y2);
用当前颜色从(x1,y1)画一条到(x2,y2)的线段。

void far rectangle(int left,int top,int right,int bottom);
用当前颜色画一个左上角为(left,top)、右下角为(right,bottom)的矩形框。

void far settextjustify(int horz,int vert);
设置图形模式下文字输出的对齐方式。主要影响outtextxy()函数。
horiz和vert可取如下枚举常量：
horiz ?LEFT_TEXT ? 0 ?Left-justify text
?CENTER_TEXT ? 1 ?Center text
?RIGHT_TEXT ? 2 ?Right-justify text
vert ?BOTTOM_TEXT ? 0 ?Justify from bottom
?CENTER_TEXT ? 1 ?Center text
?TOP_TEXT ? 2 ?Justify from top

void far outtextxy(int x,int y,char * textstring);
在(x,y)处用当前字体(缺省的字体是DEFAULT_FONT)显示字符串textstring，字符串的对齐方式由settextjustify()指定。

void far setfillstyle(int pattern,int color);
设置图形的填充模式和填充颜色，主要影响bar()等函数。
pattern一般取枚举常量值SOLID_FILL,color的取值与setcolor(int color)中color的取值范围相同。

　　介绍完了前面两个问题，现在来写一个程序。这个程序演示前了面所介绍的几个图形函数。
程序prog1.c

怎样获取鍵盘输入？

　　在Tc2.0中有一个处理键盘输入的函数bioskey();
int bioskey(int cmd);
　　当cmd为1时，bioskey()检测是否有键按下。没有键按下时返回0；有键按下时返回按键码(任何按键码都不为0)，但此时并不将检测到的按
键码从键盘缓冲队列中清除。
　　当cmd为0时，bioskey()返回键盘缓冲队列中的按键码，并将此按键码从键盘缓冲队列中清除。如果键盘缓冲队列为空，则一直等到有键按
下，才将得到的按键码返回。

　　Escape键的按键码为0x11b,下面的小程序可以获取按键的按键码。

for (;;)
{
key=bioskey(0); /* wait for a keystroke */
printf("0x%x/n",key);
if (key==0x11b) break; /* Escape */
}

常用按键的按键码如下：

#define VK_LEFT 0x4b00
#define VK_RIGHT 0x4d00
#define VK_DOWN 0x5000
#define VK_UP 0x4800
#define VK_HOME 0x4700
#define VK_END 0x4f00
#define VK_SPACE 0x3920
#define VK_ESC 0x011b
#define VK_ENTER 0x1c0d

　　完整的程序请参见prog2.c、prog3.c。
prog2.c获取按键的按键码，按Escape键退出程序。
prog3.c根据不同的按键进行不同的操作，按Escape键退出程序。

怎样控制方块的移动？
　　方块移动的实现很简单，将方块原来的位置用背景色画一个同样大小的方块，将原来的方块涂去。然后在新的位置上重新绘制方块就可以
了。这样就实现了方块的移动。完整的程序请参见prog4.c。这个用方向键控制一个黄色的小方块在屏幕上上、下、左、右移动。这个程序用到了前面几个问题讲的内容，如果你有点忘了，还要回头看看哦。：）

怎样控制时间间隔(用于游戏中控制形状的下落)？
　　解决这个问题要用到时钟中断。时钟中断大约每秒钟发生18.2次。截获正常的时钟中断后，在处理完正常的时钟中断后，将一个计时变量
加1。这样，每秒钟计时变量约增加18。需要控控制时间的时候，只需要看这个计时变量就行了。

　　截获时钟中断要用到函数getvect()和setvect()。
两个函数的声明如下：
?void interrupt (*getvect(int interruptno))();
?void setvect(int interruptno, void interrupt (*isr) ( ));

　　保留字interrupt指示函数是一个中断处理函数。在调用中断处理函数的时候，所有的寄存器将会被保存。中断处理函数的返回时的指令是iret，而不是一般函数用到的ret指令。

getvect()根据中断号interruptno获取中断号为interruptno的中断处理函数的入口地址。
setvect()将中断号为interruptno的中断处理函数的入口地址改为isr()函数的入口地址。即中断发生时，将调用isr()函数。

　　在程序开始的时候截获时钟中断，并设置新的中断处理。在程序结束的时候，一定要记着恢复时钟中断哦，不然系统的计时功能会出问题
的。具体演示程序请参见prog5.c。由于中断处理大家可能用的不多，所以我把prog5.c这个程序完整地贴在下面，并加上详细的解释。

/* prog5.c */
This is an interrupt service routine. You can NOT compile this
program with Test Stack Overflow turned on and get an executable
file which will operate correctly. */

/* 这个程序每隔1秒钟输出一个整数，10秒钟后结束程序。
按escape键提前退出程序 。*/

#include
#include
#include

/* Escape key */
#define VK_ESC 0x11b

#define TIMER 0x1c /* 时钟中断的中断号 */

/* 中断处理函数在C和C++中的表示略有不同。
如果定义了_cplusplus则表示在C++环境下，否则是在C环境下。 */

#ifdef __cplusplus
#define __CPPARGS ...
#else
#define __CPPARGS
#endif

int TimerCounter=0; /* 计时变量，每秒钟增加18。 */

/* 指向原来时钟中断处理过程入口的中断处理函数指针(句柄) */
void interrupt ( *oldhandler)(__CPPARGS);

/* 新的时钟中断处理函数 */
void interrupt newhandler(__CPPARGS)
{
/* increase the global counter */
TimerCounter++;

/* call the old routine */
oldhandler();
}

/* 设置新的时钟中断处理过程 */
void SetTimer(void interrupt (*IntProc)(__CPPARGS))
{
oldhandler=getvect(TIMER);
disable(); /* 设置新的时钟中断处理过程时，禁止所有中断 */
setvect(TIMER,IntProc);
enable(); /* 开启中断 */
}

/* 恢复原有的时钟中断处理过程 */
void KillTimer()
{
disable();
setvect(TIMER,oldhandler);
enable();
}

void main(void)
{
int key,time=0;

SetTimer(newhandler); /* 修改时钟中断 */

for (;;)
{
if (bioskey(1))
{
key=bioskey(0);
if (key==VK_ESC) /* 按escape键提前退出程序 */
{
printf("User cancel!/n");
break;
}
}
if (TimerCounter>18) /* 1秒钟处理一次 */
{
/* 恢复计时变量 */
TimerCounter=0;
time++;
printf("%d/n",time);
if (time==10) /* 10秒钟后结束程序 */
{
printf("Program terminated normally!/n");
break;
}
}
}
KillTimer(); /* 恢复时钟中断 */

}

游戏中的各种形状及整个游戏空间怎么用数据表示？

以后我提到的形状都是指下面七种形之一及它们旋转后的变形体。

□□□□ □□□□ □□□□ □□□□
□■□□ □■■□ □□□□ □□□□
□■□□ □■□□ □■□□ □■■□
□■■□ □■□□ ■■■□ ■■□□

□□□□ □■□□ □□□□
□□□□ □■□□ □□□□
■■□□ □■□□ □■■□
□■■□ □■□□ □■■□

我定义了一个结构来表示形状。
struct shape
{
int xy[8];
int color;
int next;
}
-1 0 1 2
-3□□□□
-2□□□□
-1□□□□
0□■□□

　　所有的各种形状都可以放在4x4的格子里。假定第二列，第四行的格子坐标为(0,0)(如上图中黑块所示)，则每个形状的四个方块都可以用4
个数对来表示。坐标x从左向右依次增加，y从上到下依次增加。表示的时候，组成该形状的四个方块从左到右，从上到下(不一定非要按这个顺
序)。如上面七种形状的第一个用数对来表示就是(-2,0)、(-1,0)、(0,0)、(1,0)。结构shape中的xy就是用来表示这4个数对的。为了简化程序，用一维数组xy[8]来表示。xy[0]、xy[1]表示第一个数对，xy[2]、xy[3]表示第二个数对，依次类推。
　　shape中的color表示形状的颜色，不同的形状有不同的颜色。七种形状及它们旋转后的变形体一共有19种形状，用一个全局数组表示。假定旋转的方向是逆时针方向(顺时针方向道理一样)。shape中的next就表示当前形状逆时针旋转后的下一个形状的序号。例如：第一种形状及其旋
转变形的形状用结构表示如下。

□□□□ □□□□ □□□□ □□□□
□■□□ □□□□ □■■□ □□□□
□■□□ □□■□ □□■□ ■■■□
□■■□ ■■■□ □□■□ ■□□□

struct shape shapes[19]=
{
/*{x1,y1,x2,y2,x3,y3,x4,y4, color, next}*/
{ 0,-2, 0,-1, 0, 0, 1, 0, CYAN, 1}, /* */
{-1, 0, 0, 0, 1,-1, 1, 0, CYAN, 2}, /* # */
{ 0,-2, 1,-2, 1,-1, 1, 0, CYAN, 3}, /* # */
{-1,-1,-1, 0, 0,-1, 1,-1, CYAN, 0}, /* ## */

……

}

　　游戏空间指的是整个游戏主要的界面(呵呵，这个定义我实在想不出更准确的，还请哪位大虾指点)。实际上是一个宽10格子、高20格子的
游戏板。用一个全局数组board[12][22]表示。表示的时候：board[x][y]为1时表示游戏板上(x,y)这个位置上已经有方块占着了，board[x][y]
为0表示游戏板上这位置还空着。为了便于判断形状的移动是否到边、到底，初始的时候在游戏板的两边各加一列，在游戏板的下面加一行，全
部填上1，表示不能移出界。即board[0][y],board[11][y](其中y从0到21)初始都为1，board[x][21](其中x从1到10)初始都为1。
1 2 3 4 5 6 7 8 910
1□□□□□□□□□□
2□□□□□□□□□□
3□□□□□□□□□□
4□□□□□□□□□□
5□□□□□□□□□□
6□□□□□□□□□□
7□□□□□□□□□□
8□□□□□□□□□□
9□□□□□□□□□□
10□□□□□□□□□□
11□□□□□□□□□□
12□□□□□□□□□□
13□□□□□□□□□□
14□□□□□□□□□□
15□□□□□□□□□□
16□□□□□□□□□□
17□□□□□□□□□□
18□□□□□□□□□□
19□□□□□□□□□□
20□□□□□□□□□□

　　prog6.c演示了用结构表示各种形状的方法。虽然程序稍长一些，但并不是特别复杂。其中游戏板初始化部分并没有真正用到，但是后面的程
序会用到的。其中SIZE定义为16，这样将整个屏幕的坐标系由原来的640×480转换成40×30(640/16=40，480/16=30)。游戏中所有的坐标都是基于40×30的坐标系的，这样有助于简化程序。坐标的转换在程序中由DrawBlock(int x,int y)来体现。

　　新的坐标系如下图所示：
-8-7-6-5-4-3-2-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 910111213141516171819202122232425262728293031
-4□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
-3□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
-2□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
-1□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
0□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
1□□□□□□□□□■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
2□□□□□□□□□■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
3□□□□□□□□□■■■■■■■■■■□□□■■■■□□□□□□□□□□□□□□
4□□□□□□□□□■■■■■■■■■■□□□■■■■□□□□□□□□□□□□□□
5□□□□□□□□□■■■■■■■■■■□□□■■■■□□□□□□□□□□□□□□
6□□□□□□□□□■■■■■■■■■■□□□■■■■□□□□□□□□□□□□□□
7□□□□□□□□□■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
8□□□□□□□□□■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
9□□□□□□□□□■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
10□□□□□□□□□■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
11□□□□□□□□□■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
12□□□□□□□□□■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
13□□□□□□□□□■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
14□□□□□□□□□■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
15□□□□□□□□□■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
16□□□□□□□□□■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
17□□□□□□□□□■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
18□□□□□□□□□■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
19□□□□□□□□□■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
20□□□□□□□□□■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
21□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
22□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
23□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
24□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
25□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
26□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□

　　新坐标中最主要的是就是上面两块黑色的部分。左边那块大的就是游戏板（横坐标从1到10，纵坐标从1到20），右边那块小的就是显示“下一个”形状的部分（横坐标从14到17，纵坐标从3到6）。这个新的坐标系是整个游戏的基础，后面所有的移动、变形等的计算都是基于这个坐标系的。

游戏中怎么判断左右及向下移动的可能性？

　　看懂了前面的各种形状和游戏板等的表示，接下来的东西就都好办多了。先来看一下某个形状如何显示在游戏板当中。假设要在游戏板中
显示第一个形状。第一个形状在结构中的表示如下：

struct shape shapes[19]=
{
/*{x1,y1,x2,y2,x3,y3,x4,y4, color, next}*/
{ 0,-2, 0,-1, 0, 0, 1, 0, CYAN, 1},

……

}

　　那么这个组成形状四个方块的坐标表示为(0,-2)、(0,-1)、(0,0)和(1,0)。这实际上是相对坐标。假形状的实际坐标指的是4x4方块中的第
二列、第三行的方块的位置，设这个位置为(x,y)。那么组成这个形状的四个小方块的实际坐标（以第一个形状为例）就是(x+0,y-2)、(x+0,y-1)、(x+0,y+0)和(x+1,y+0)。由于所有的形状都可以在4x4的方块阵列中表示，这样就找到了一种统一的方法来表示所有的形状了。

-1 0 1 2
-3□□□□ 相对坐标
-2□■□□
-1□■□□ 组成第一种形状的四个方块的相对坐标为(0,-2)、(0,-1)、(0,0)和(1,0)。
0□■■□

让我们看看形状是如何显示在游戏板中的（以第一个形状为例）。

1 2 3 4 5 6 7 8 910
1□■□□□□□□□□ 形状的坐标为(2,3)。组成形状的四个方块的坐标由形状的
2□■□□□□□□□□ 坐标加上这四个小方块各自的相对坐标得出。它们分别是：
3□■■□□□□□□□ (2+0,3-2)、(2+0,3-1)、(2+0,3-0)和(2+1,3-0)。即：
4□□□□□□□□□□ (2,1)、(2,2)、(2,3)和(3,3)。如左图所示。
5□□□□□□□□□□
6□□□□□□□□□□
7■□□□□□□□□□ 形状的坐标为(1,9)。组成形状的四个方块的坐标分别是：
8■□□□□□□□□□ (1+0,9-2)、(1+0,9-1)、(1+0,9-0)和(1+1,9-0)。即：
9■■□□□□□□□□ (1,7)、(1,8)、(1,9)和(2,9)。如左图所示。
10□□□□□□□□□□
11□□□□□□□□□□
12□□□□□□□□□□
13□□□□□□□□□□
14□□□□□□□□□□
15□□□□□□□□□□
16□□□□□□□□□□
17□□□□□□□□□□
18□□□□□□□□■□ 形状的坐标为(9,20)。组成形状的四个方块的坐标分别是：
19□□□□□□□□■□ (9+0,20-2)、(9+0,20-1)、(9+0,20-0)和(9+1,20-0)。即：
20□□□□□□□□■■ (9,18)、(9,19)、(9,20)和(10,20)。如左图所示。

　　从现在起，我不再举别的示例程序了。从现在开始所有的示例代码均来自于我写的"Russia.c"。为了记录游戏板的状态，用了一个全局数组board[12][22]。board[x][y]（其中x从0到11，y从1到21）等于1表示(x,y)这个位置已经被填充了，组成形状的四个方块的坐标都不能为(x,y)，否则将发生冲突。board[x][y]（其中x从1到10，y从1到20）等于表示(x,y)这个位置还没有被填充。

　　游戏板初始化时，给board[0][y]，board[11][y]（其中y从1到21）都赋为1，给board[x][21]（其中x从1到10）都赋为1。这相当于一开始就给游戏板左右和下方加了个“边”。所有的形状都不能够移入这个“边”