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            C/C++圖形圖像的世界

            圖形與游戲編程

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            [原創] 88行代碼實現俄羅斯方塊游戲(含講解)

            在正式閱讀本文之前,請你記得你應該用娛樂的心態來看,
            本代碼所使用到的技巧,在工作了的人眼里會覺得很糾結,很蛋疼,很不可理喻,很丑,
            注意,是你蛋疼,不關我的事

            通常,寫一個俄羅斯方塊,往往動不動就幾百行,甚至上千行,而這里只有88行
            正所謂頭腦風暴,打破常規。這里將使用很多不平常的手段來減少代碼

            以下是Win-TC可以成功編譯并執行的代碼(代碼保證單行長度不超過80字符,如果你是Win7系統,那請看后文):
            #include "graphics.h"
            #include <conio.h>
            #include <stdlib.h>
            int gcW = 20, gcColor[] = {DARKGRAY, LIGHTBLUE, LIGHTGREEN, LIGHTCYAN,
                LIGHTRED, LIGHTMAGENTA,MAGENTA, YELLOW};
            struct tetris {
                int _pool[16][32], (*pool)[32], tmap[8][4][16];
                int x, y, s, st, t;
            }gt;

            void trsInit() {
                int sp[8][4] = {{15,4369},{23,785,116,547},{71,275,113,802},
                    {39,305,114,562},{54,561},{99,306},{51,51},{-1}};
                int *p, i, j, b;
                for (p = sp[0]; *p >= 0; ++p) if ( *p == 0 ) *p = p[-2];
                gt.pool = &gt._pool[4];
                for (j = 0; j < 7; ++j)
                    for (i = 0; i < 4; ++i)
                        for (b = 0; b < 16; ++b)
                            gt.tmap[j+1][i][b] = (sp[j][i] & 1) * (j + 1),
                            sp[j][i] >>= 1;
                memset(gt._pool, -1, sizeof(gt._pool));
                for (i = 0; i < 10; ++i)
                    memset(&gt.pool[i], 0, sizeof(int[21]));
                return ;
            }

            int trsCopy(int sp[], int x, int y, int c) {
                int m[] = {0,32,64,96,1,33,65,97,2,34,66,98,3,35,67,99}, i, cx, cy;
                for (i = 0; i < 16; ++i) if (sp[i]) {
                    cx = x + (m[i] >> 5), cy = y + (m[i] & 31);
                    if (gt.pool[cx][cy]) if (c == 2) gt.pool[cx][cy] = 0; else return 0;
                    if (c==1) gt.pool[cx][cy] = sp[i];
                }
                return 1;
            }

            int trsScene() {
                int x, y = 0;
                gt.s = random(7) + 1, gt.st = gt.t = 0;
                gt.x = 4, gt.y = 0;
                for (--gt.t ; ; delay(10), --gt.t) {
                    int k = 0;
                    while (kbhit()) {
                        k = getch();
                        if (k == 27) return 0;
                        if (k == 'A' || k == 'a') {
                            if (trsCopy(gt.tmap[gt.s][gt.st], gt.x-1, gt.y, 0)) --gt.x;
                        } else if (k == 'D' || k == 'd') {
                            if (trsCopy(gt.tmap[gt.s][gt.st], gt.x+1, gt.y, 0)) ++gt.x;
                        } else if (k == 'W' || k == 'w') {
                            if (trsCopy(gt.tmap[gt.s][(gt.st+1) % 4], gt.x, gt.y, 0))
                                gt.st = (gt.st+1) % 4;
                        }
                    }
                    if (k == 'S' || k == 's' || gt.t < 0) {
                        if (trsCopy(gt.tmap[gt.s][gt.st], gt.x, gt.y+1, 0))++gt.y,gt.t=50;
                        else {
                            trsCopy(gt.tmap[gt.s][gt.st], gt.x, gt.y, 1);
                            for (--y; y > 0; --y) {
                                for (x = 0; gt.pool[x][y] > 0; ++x);
                                if (gt.pool[x][y] < 0)
                                    for (k = y++; k > 0; --k)
                                        for (x = 0; gt.pool[x][0] >= 0; ++x)
                                            gt.pool[x][k] = gt.pool[x][k-1];
                            }
                            return 1;
                        }
                    }
                    trsCopy(gt.tmap[gt.s][gt.st], gt.x, gt.y, 1);
                    for (x = 0; gt.pool[x][0] >= 0; ++x) {
                        for (y = 1; gt.pool[x][y] >= 0; ++y) {
                            setfillstyle(1, gcColor[gt.pool[x][y]]);
                            bar(201 + x*gcW, 1 + y*gcW, 200 + gcW + x*gcW, gcW + y*gcW);
                        }
                    }
                    trsCopy(gt.tmap[gt.s][gt.st], gt.x, gt.y, 2);
                }
            }

            int main() {
                int g = DETECT, m = 0;
                initgraph(&g, &m, "");
                randomize();
                trsInit();
                while (trsScene());
                return 0;
            }

             

            如果你沒有Win-TC,或者你是Win7系統,可以用這個能用VC6編譯的工程包:
            http://www.shnenglu.com/Files/misakamm/tetris.zip

            以上是圖形界面版本,顯示看起來好看一些
            但為了能更通用,還有一份控制臺版本的代碼,同樣是88行,直接復制到VC即可編譯:
            #include <windows.h>
            #include <stdio.h>
            #include <time.h>
            #include <conio.h>
            #include <stdlib.h>
            char gcText[] = " 1LJTSZ#";
            struct tetris {
                int _pool[16][32], (*pool)[32], tmap[8][4][16];
                int x, y, s, st, t;
            }gt;

            void trsInit() {
                int sp[8][4] = {{15,4369},{23,785,116,547},{71,275,113,802},
                    {39,305,114,562},{54,561},{99,306},{51,51},{-1}};
                int *p, i, j, b;
                for (p = sp[0]; *p >= 0; ++p) if ( *p == 0 ) *p = p[-2];
                gt.pool = &gt._pool[4];
                for (j = 0; j < 7; ++j)
                    for (i = 0; i < 4; ++i)
                        for (b = 0; b < 16; ++b)
                            gt.tmap[j+1][i][b] = (sp[j][i] & 1) * (j + 1),
                            sp[j][i] >>= 1;
                memset(gt._pool, -1, sizeof(gt._pool));
                for (i = 0; i < 10; ++i)
                    memset(&gt.pool[i], 0, sizeof(int[21]));
                return ;
            }

            int trsCopy(int sp[], int x, int y, int c) {
                int i, cx, cy;
                for (i = 0; i < 16; ++i) if (sp[i]) {
                    cx = x + (i & 3), cy = y + (i >> 2);
                    if (gt.pool[cx][cy])
                        if (c == 2) gt.pool[cx][cy] = 0; else return 0;
                    if (c==1) gt.pool[cx][cy] = sp[i];
                }
                return 1;
            }

            int trsScene() {
                int x, y = 0;
                COORD pos = {0};
                gt.s = rand() % 7 + 1, gt.st = gt.t = 0;
                gt.x = 3, gt.y = 0;
                for (--gt.t; ; Sleep(1), --gt.t) {
                    int k = 0;
                    while (kbhit()) {
                        k = getch();
                        if (k == 27) return 0;
                        if (k == 'A' || k == 'a') {
                            if (trsCopy(gt.tmap[gt.s][gt.st], gt.x-1, gt.y, 0)) --gt.x;
                        } else if (k == 'D' || k == 'd') {
                            if (trsCopy(gt.tmap[gt.s][gt.st], gt.x+1, gt.y, 0)) ++gt.x;
                        } else if (k == 'W' || k == 'w') {
                            if (trsCopy(gt.tmap[gt.s][(gt.st+1) % 4], gt.x, gt.y, 0))
                                gt.st = (gt.st+1) % 4;
                        }
                    }
                    if (k == 'S' || k == 's' || gt.t < 0) {
                        if (trsCopy(gt.tmap[gt.s][gt.st], gt.x, gt.y+1, 0))++gt.y,gt.t=50;
                        else {
                            trsCopy(gt.tmap[gt.s][gt.st], gt.x, gt.y, 1);
                            for (--y; y > 0; --y) {
                                for (x = 0; gt.pool[x][y] > 0; ++x);
                                if (gt.pool[x][y] < 0)
                                    for (k = y++; k > 0; --k)
                                        for (x = 0; gt.pool[x][0] >= 0; ++x)
                                            gt.pool[x][k] = gt.pool[x][k-1];
                            }
                            return 1;
                        }
                    }
                    trsCopy(gt.tmap[gt.s][gt.st], gt.x, gt.y, 1);
                    SetConsoleCursorPosition(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE), pos);
                    for (y = 1; gt.pool[0][y] >= 0; ++y,putchar(10)) {
                        for (x = 0; gt.pool[x][0] >= 0; ++x) {
                            putchar(gcText[gt.pool[x][y]]);
                        }
                    }
                    trsCopy(gt.tmap[gt.s][gt.st], gt.x, gt.y, 2);
                }
            }

            int main() {
                srand((unsigned)time(NULL));
                for (trsInit(); trsScene(); );
                return 0;
            }

            區別僅僅是繪畫用的函數不同而已,不過控制臺版顯示效果自然會差很多了
            當你玩下去,你如果堆放到最頂,輸了的話,程序就會以最為華麗的方式:Crash(程序崩潰) 謝幕


            ======================================華麗的分割線========================================
            以下是對代碼的壓縮方法進行分析

            首先,通常我們需要準備7種方塊,4個方向的形狀表,相當多的俄羅斯方塊程序就是在開頭寫了這樣一個很長的數組定義,
            有的光這個定義就直接超100行了,這個程序是怎么實現的呢?

            其實這個程序,同樣是使用一個7*4*16的數組來保存這個形狀表,但是,它沒有直接初始化,見這個數組的定義:
            int sp[8][4] = {{15,4369},{23,785,116,547},{71,275,113,802},
                    {39,305,114,562},{54,561},{99,306},{51,51},{-1}};
            這個莫名其妙的數組的值是什么意思呢?其實很好猜的,我們嘗試把這些數化為二進制:
            15 = 1111
            4369 = 1000100010001

            合理地四位四位拆開,從低位到高位,從左到右,從上到下排列一下:
            1111
            0000
            0000
            0000

            1000
            1000
            1000
            1000

            你終于發現,這就是長條方塊的兩個形狀
            后面類似

            然后你會發現,這個數組并不完整,有的只定義了兩個形狀,有的是四個形狀,沒定義的數會默認置0的,這個怎么解釋?
            看這個數組定義的下面第二行:
            for (p = sp[0]; *p >= 0; ++p) if ( *p == 0 ) *p = p[-2];
            意思是找出這個數組為0的元素,用它前面的元素值填上即*p = p[-2]
            而數組中最后一個元素值-1起監督頭的作用,用于讓這個循環跳出
            雖然可以把這些常數全直接寫在數組里,但常數太多顯得不太好,就這樣寫了

            之后你看到這行代碼:
            gt.pool = &gt._pool[4];
            為什么定義兩個pool呢?因為我們需要在原來的pool的界外用-1值填充,以便后面做碰撞檢測減少不必要的代碼
            但如果直接用原來的_pool,那每次訪問都要加上一個偏移常數,不美觀且顯得代碼長,就用另一個指針直接指向開始的位置

            然后,后面的三重循環就是解開那個位壓縮數組以初始化gt.tmap數組,這個數組就是記錄7*4種形狀的數組
            再下面三行,就是初始化pool,游戲區為0,界外為-1
            而其中,i < 10決定了游戲池的寬度為10,sizeof(int[21])決定了游戲池的高度是20 (0我們不使用,這一行有特殊作用,后文會講)
            用memset也是為了免寫二重循環而已。整個初始化流程就到這里了

            然后,是一個trsCopy函數,這個函數綜合了碰撞檢測,復制到游戲池和反復制,行為由參數c (是control縮寫字母)控制
            c為0就單純的碰撞檢測,c為1是復制,c為2就是反復制,細心分析一下,這個函數功能就清楚了,這里不詳細展開

            好了,到了trsScene函數,整個游戲的主邏輯流程就在這里了
            我們先看第75行的那個二重循環,只有那個地方是根據pool保存的值來輸出
            所以,這個時候,你應該明白為什么trsCopy函數還要復制和反復制了,
            它把你正在控制的方塊,復制到pool里,統一輸出,這樣就不需要另加一個函數來繪畫你的控制塊了

            而繪圖之前,就是鍵盤處理等的邏輯控制,這里就沒有什么復雜難懂的代碼了,
            唯一要講講的是,if (k == 'S' || k == 's' || gt.t < 0)
            這一段是判斷下落鍵的按下,和是否到時間強制下落
            里面for (--y; y > 0; --y)開始是消行計算
            你可能會奇怪這個y沒有明顯的初始值,直接就來一個 --y,初始從哪里來?
            其實就在之前講的輸出繪畫那個循環里,循環結束后,y的值一定是最后一行+1
            所以我們只要--y就得到最底下一行,因為消行計算,從下往上,只要一次就解決了,代碼較少

            好了,現在解釋之前說的,為什么不是從0,而是從1開始
            消行計算這里,每消除一行,最頂的一行就應該用0填充,但如果你因為這個多寫一個for循環就不值得了
            我們改成從1開始,那么把第0行的內容復制到第一行,就完成0填充了,就可以少寫一個for

            好了,差不多接近尾聲了,最后說說trsScene的返回值
            trsScene返回值的意思很簡單,如果是1就繼續循環,如果是0就退出
            所以你可以在代碼里看到,當按下ESC(值為27)的時候才返回0
            而方塊落下一個的時候,返回1,讓主函數重新調用它,就能再次初始化當前控制塊的位置和形狀了,
            達到免除狀態管理的代碼的作用

            最后,在主循環除了初始化,只要華麗的一行for (trsInit(); trsScene(); ); 就可以玩這個游戲了


            看不懂?說明你也是個正常人
            看得懂?說明你已經腦殘了。。。

            posted on 2011-01-02 23:12 御坂美琴 閱讀(1176) 評論(0)  編輯 收藏 引用 所屬分類: 頭腦風暴

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