88行代码实现俄罗斯方块游戏(含讲解)

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在正式阅读本文之前,请你记得你应该用娱乐的心态来看,

本代码所使用到的技巧,在工作了的人眼里会觉得很纠结,很蛋疼,很不可理喻,很丑,

注意,是你蛋疼,不关我的事

通常,写一个俄罗斯方块,往往动不动就几百行,甚至上千行,而这里只有88行

正所谓头脑风暴,打破常规。这里将使用很多不平常的手段来减少代码

以下是Win-TC可以成功编译并执行的代码(代码保证单行长度不超过80字符,如果你是Win7系统,那请看后文):

#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;
}

如果你没有Win-TC,或者你是Win7系统,可以用这个能用VC6编译的工程包:

http://www.cppblog.com/Files/misakamm/tetris.zip

以上是图形界面版本,显示看起来好看一些

但为了能更通用,还有一份控制台版本的代码,同样是88行,直接复制到VC即可编译:

#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;
}

区别仅仅是绘画用的函数不同而已,不过控制台版显示效果自然会差很多了

当你玩下去,你如果堆放到最顶,输了的话,程序就会以最为华丽的方式:Crash(程序崩溃) 谢幕

======================================华丽的分割线========================================

以下是对代码的压缩方法进行分析

首先,通常我们需要准备7种方块,4个方向的形状表,相当多的俄罗斯方块程序就是在开头写了这样一个很长的数组定义,

有的光这个定义就直接超100行了,这个程序是怎么实现的呢?

其实这个程序,同样是使用一个7*4*16的数组来保存这个形状表,但是,它没有直接初始化,见这个数组的定义:

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}};

这个莫名其妙的数组的值是什么意思呢?其实很好猜的,我们尝试把这些数化为二进制:

15 = 1111

4369 = 1000100010001

合理地四位四位拆开,从低位到高位,从左到右,从上到下排列一下:

1111

0000

0000

0000

1000

1000

1000

1000

你终于发现,这就是长条方块的两个形状

后面类似

然后你会发现,这个数组并不完整,有的只定义了两个形状,有的是四个形状,没定义的数会默认置0的,这个怎么解释?

看这个数组定义的下面第二行:

for (p = sp[0]; *p >= 0; ++p) if ( *p == 0 ) *p = p[-2];

意思是找出这个数组为0的元素,用它前面的元素值填上即*p = p[-2]

而数组中最后一个元素值-1起监督头的作用,用于让这个循环跳出

虽然可以把这些常数全直接写在数组里,但常数太多显得不太好,就这样写了

之后你看到这行代码:

gt.pool = gt._pool[4];

为什么定义两个pool呢?因为我们需要在原来的pool的界外用-1值填充,以便后面做碰撞检测减少不必要的代码

但如果直接用原来的_pool,那每次访问都要加上一个偏移常数,不美观且显得代码长,就用另一个指针直接指向开始的位置

然后,后面的三重循环就是解开那个位压缩数组以初始化gt.tmap数组,这个数组就是记录7*4种形状的数组

再下面三行,就是初始化pool,游戏区为0,界外为-1

而其中,i < 10决定了游戏池的宽度为10,sizeof(int[21])决定了游戏池的高度是20 (0我们不使用,这一行有特殊作用,后文会讲)

用memset也是为了免写二重循环而已。整个初始化流程就到这里了

然后,是一个trsCopy函数,这个函数综合了碰撞检测,复制到游戏池和反复制,行为由参数c (是control缩写字母)控制

c为0就单纯的碰撞检测,c为1是复制,c为2就是反复制,细心分析一下,这个函数功能就清楚了,这里不详细展开

好了,到了trsScene函数,整个游戏的主逻辑流程就在这里了

我们先看第75行的那个二重循环,只有那个地方是根据pool保存的值来输出

所以,这个时候,你应该明白为什么trsCopy函数还要复制和反复制了,

它把你正在控制的方块,复制到pool里,统一输出,这样就不需要另加一个函数来绘画你的控制块了

而绘图之前,就是键盘处理等的逻辑控制,这里就没有什么复杂难懂的代码了,

唯一要讲讲的是,if (k == ‘S’ || k == ‘s’ || gt.t < 0) 这一段是判断下落键的按下,和是否到时间强制下落 里面for (–y; y > 0; –y)开始是消行计算

你可能会奇怪这个y没有明显的初始值,直接就来一个 –y,初始从哪里来?

其实就在之前讲的输出绘画那个循环里,循环结束后,y的值一定是最后一行+1

所以我们只要–y就得到最底下一行,因为消行计算,从下往上,只要一次就解决了,代码较少

好了,现在解释之前说的,为什么不是从0,而是从1开始

消行计算这里,每消除一行,最顶的一行就应该用0填充,但如果你因为这个多写一个for循环就不值得了

我们改成从1开始,那么把第0行的内容复制到第一行,就完成0填充了,就可以少写一个for

好了,差不多接近尾声了,最后说说trsScene的返回值

trsScene返回值的意思很简单,如果是1就继续循环,如果是0就退出

所以你可以在代码里看到,当按下ESC(值为27)的时候才返回0

而方块落下一个的时候,返回1,让主函数重新调用它,就能再次初始化当前控制块的位置和形状了,

达到免除状态管理的代码的作用

最后,在主循环除了初始化,只要华丽的一行for (trsInit(); trsScene(); ); 就可以玩这个游戏了

看不懂?说明你也是个正常人

看得懂?说明你已经脑殘了。。。

原文链接:http://blog.misakamm.org/p/10

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