C語言源碼實現俄羅斯方塊

2020-01-26 13:41:22
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介紹
俄羅斯方塊（Tetris，俄文：Тетрис）是一款電視游戲機和掌上游戲機游戲，它由俄羅斯人阿列克謝?帕基特諾夫發明，故得此名。俄羅斯方塊的基本規則是移動、旋轉和擺放游戲自動輸出的各種方塊，使之排列成完整的一行或多行并且消除得分。由于上手簡單、老少皆宜，從而家喻戶曉，風靡世界。
源碼
#include <stdio.h>#include <string.h>#include <stdlib.h>#include <time.h>#include <conio.h>#include <windows.h>#ifdef _MSC_VER // M$的編譯器要給予特殊照顧 #if _MSC_VER <= 1200 // VC6及以下版本  #error 你是不是還在用VC6？！ #else // VC6以上版本  #if _MSC_VER >= 1600 // 據說VC10及以上版本有stdint.h了   #include <stdint.h>  #else // VC10以下版本，自己定義int8_t和uint16_t   typedef signed char int8_t;   typedef unsigned short uint16_t;  #endif  #ifndef __cplusplus // 據說VC都沒有stdbool.h，不用C++編譯，自己定義bool   typedef int bool;   #define true 1   #define false 0  #endif #endif#else // 其他的編譯器都好說 #include <stdint.h> #ifndef __cplusplus // 不用C++編譯，需要stdbool.h里的bool  #include <stdbool.h> #endif#endif// =============================================================================// 7種方塊的4旋轉狀態（4位為一行）static const uint16_t gs_uTetrisTable[7][4] ={ { 0x00F0U, 0x2222U, 0x00F0U, 0x2222U }, // I型 { 0x0072U, 0x0262U, 0x0270U, 0x0232U }, // T型 { 0x0223U, 0x0074U, 0x0622U, 0x0170U }, // L型 { 0x0226U, 0x0470U, 0x0322U, 0x0071U }, // J型 { 0x0063U, 0x0264U, 0x0063U, 0x0264U }, // Z型 { 0x006CU, 0x0462U, 0x006CU, 0x0462U }, // S型 { 0x0660U, 0x0660U, 0x0660U, 0x0660U } // O型};// =============================================================================// 初始狀態的游戲池// 每個元素表示游戲池的一行，下標大的是游戲池底部// 兩端各置2個1，底部2全置為1，便于進行碰撞檢測// 這樣一來游戲池的寬度為12列// 如果想要傳統的10列，只需多填兩個1即可（0xE007），當然顯示相關部分也要隨之改動// 當某個元素為0xFFFFU時，說明該行已被填滿// 頂部4行用于給方塊，不顯示出來// 再除去底部2行，顯示出來的游戲池高度為22行static const uint16_t gs_uInitialTetrisPool[28] ={ 0xC003U, 0xC003U, 0xC003U, 0xC003U, 0xC003U, 0xC003U, 0xC003U, 0xC003U, 0xC003U, 0xC003U, 0xC003U, 0xC003U, 0xC003U, 0xC003U, 0xC003U, 0xC003U, 0xC003U, 0xC003U, 0xC003U, 0xC003U, 0xC003U, 0xC003U, 0xC003U, 0xC003U, 0xC003U, 0xC003U, 0xFFFFU, 0xFFFFU};#define COL_BEGIN 2#define COL_END 14#define ROW_BEGIN 4#define ROW_END 26// =============================================================================typedef struct TetrisManager // 這個結構體存儲游戲相關數據{ uint16_t pool[28]; // 游戲池 int8_t x; // 當前方塊x坐標，此處坐標為方塊左上角坐標 int8_t y; // 當前方塊y坐標 int8_t type[3]; // 當前、下一個和下下一個方塊類型 int8_t orientation[3]; // 當前、下一個和下下一個方塊旋轉狀態 unsigned score; // 得分 unsigned erasedCount[4]; // 消行數 unsigned erasedTotal; // 消行總數 unsigned tetrisCount[7]; // 各方塊數 unsigned tetrisTotal; // 方塊總數 bool dead; // 掛} TetrisManager;// =============================================================================typedef struct TetrisControl // 這個結構體存儲控制相關數據{ bool pause; // 暫停 bool clockwise; // 旋轉方向：順時針為true int8_t direction; // 移動方向：0向左移動 1向右移動 // 游戲池內每格的顏色 // 由于此版本是彩色的，僅用游戲池數據無法存儲顏色信息 // 當然，如果只實現單色版的，就沒必要用這個數組了 int8_t color[28][16];} TetrisControl;HANDLE g_hConsoleOutput; // 控制臺輸出句柄// =============================================================================// 函數聲明// 如果使用全局變量方式實現，就沒必要傳參了void initGame(TetrisManager *manager, TetrisControl *control); // 初始化游戲void restartGame(TetrisManager *manager, TetrisControl *control); // 重新開始游戲void giveTetris(TetrisManager *manager); // 給一個方塊bool checkCollision(const TetrisManager *manager); // 碰撞檢測void insertTetris(TetrisManager *manager); // 插入方塊void removeTetris(TetrisManager *manager); // 移除方塊void horzMoveTetris(TetrisManager *manager, TetrisControl *control); // 水平移動方塊void moveDownTetris(TetrisManager *manager, TetrisControl *control); // 向下移動方塊void rotateTetris(TetrisManager *manager, TetrisControl *control); // 旋轉方塊void dropDownTetris(TetrisManager *manager, TetrisControl *control); // 方塊直接落地bool checkErasing(TetrisManager *manager, TetrisControl *control); // 消行檢測void keydownControl(TetrisManager *manager, TetrisControl *control, int key); // 鍵按下void setPoolColor(const TetrisManager *manager, TetrisControl *control); // 設置顏色void gotoxyWithFullwidth(short x, short y); // 以全角定位void printPoolBorder(); // 顯示游戲池邊界void printTetrisPool(const TetrisManager *manager, const TetrisControl *control); // 顯示游戲池void printCurrentTetris(const TetrisManager *manager, const TetrisControl *control); // 顯示當前方塊void printNextTetris(const TetrisManager *manager); // 顯示下一個和下下一個方塊void printScore(const TetrisManager *manager); // 顯示得分信息void runGame(TetrisManager *manager, TetrisControl *control); // 運行游戲void printPrompting(); // 顯示提示信息bool ifPlayAgain(); // 再來一次// =============================================================================// 主函數int main(){ TetrisManager tetrisManager; TetrisControl tetrisControl; initGame(&tetrisManager, &tetrisControl); // 初始化游戲 do {  printPrompting(); // 顯示提示信息  printPoolBorder(); // 顯示游戲池邊界  runGame(&tetrisManager, &tetrisControl); // 運行游戲  if (ifPlayAgain()) // 再來一次  {   SetConsoleTextAttribute(g_hConsoleOutput, 0x7);   system("cls"); // 清屏   restartGame(&tetrisManager, &tetrisControl); // 重新開始游戲  }  else  {   break;  } } while (1); gotoxyWithFullwidth(0, 0); CloseHandle(g_hConsoleOutput); return 0;}// =============================================================================// 初始化游戲void initGame(TetrisManager *manager, TetrisControl *control){ CONSOLE_CURSOR_INFO cursorInfo = { 1, FALSE }; // 光標信息 g_hConsoleOutput = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE); // 獲取控制臺輸出句柄 SetConsoleCursorInfo(g_hConsoleOutput, &cursorInfo); // 設置光標隱藏 SetConsoleTitleA("俄羅斯方塊控制臺版――By: NEWPLAN"); restartGame(manager, control);}// =============================================================================// 重新開始游戲void restartGame(TetrisManager *manager, TetrisControl *control){ memset(manager, 0, sizeof(TetrisManager)); // 全部置0 // 初始化游戲池 memcpy(manager->pool, gs_uInitialTetrisPool, sizeof(uint16_t [28])); srand((unsigned)time(NULL)); // 設置隨機種子 manager->type[1] = rand() % 7; // 下一個 manager->orientation[1] = rand() & 3; manager->type[2] = rand() % 7; // 下下一個 manager->orientation[2] = rand() & 3; memset(control, 0, sizeof(TetrisControl)); // 全部置0 giveTetris(manager); // 給下一個方塊 setPoolColor(manager, control); // 設置顏色}// =============================================================================// 給一個方塊void giveTetris(TetrisManager *manager){ uint16_t tetris; manager->type[0] = manager->type[1]; // 下一個方塊置為當前 manager->orientation[0] = manager->orientation[1]; manager->type[1] = manager->type[2];// 下下一個置方塊為下一個 manager->orientation[1] = manager->orientation[2]; manager->type[2] = rand() % 7;// 隨機生成下下一個方塊 manager->orientation[2] = rand() & 3; tetris = gs_uTetrisTable[manager->type[0]][manager->orientation[0]]; // 當前方塊 // 設置當前方塊y坐標，保證剛給出時只顯示方塊最下面一行 // 這種實現使得玩家可以以很快的速度將方塊落在不顯示出來的頂部4行內 if (tetris & 0xF000) {  manager->y = 0; } else {  manager->y = (tetris & 0xFF00) ? 1 : 2; } manager->x = 6; // 設置當前方塊x坐標 if (checkCollision(manager)) // 檢測到碰撞 {  manager->dead = true; // 標記游戲結束 } else // 未檢測到碰撞 {  insertTetris(manager); // 將當前方塊加入游戲池 } ++manager->tetrisTotal; // 方塊總數 ++manager->tetrisCount[manager->type[0]]; // 相應方塊數 printNextTetris(manager); // 顯示下一個方塊 printScore(manager); // 顯示得分信息}// =============================================================================// 碰撞檢測bool checkCollision(const TetrisManager *manager){ // 當前方塊 uint16_t tetris = gs_uTetrisTable[manager->type[0]][manager->orientation[0]]; uint16_t dest = 0; // 獲取當前方塊在游戲池中的區域： // 游戲池坐標x y處小方格信息，按低到高存放在16位無符號數中 dest |= (((manager->pool[manager->y + 0] >> manager->x) << 0x0) & 0x000F); dest |= (((manager->pool[manager->y + 1] >> manager->x) << 0x4) & 0x00F0); dest |= (((manager->pool[manager->y + 2] >> manager->x) << 0x8) & 0x0F00); dest |= (((manager->pool[manager->y + 3] >> manager->x) << 0xC) & 0xF000); // 若當前方塊與目標區域存在重疊（碰撞），則位與的結果不為0 return ((dest & tetris) != 0);}// =============================================================================// 插入方塊void insertTetris(TetrisManager *manager){ // 當前方塊 uint16_t tetris = gs_uTetrisTable[manager->type[0]][manager->orientation[0]]; // 當前方塊每4位取出，位或到游戲池相應位置，即完成插入方塊 manager->pool[manager->y + 0] |= (((tetris >> 0x0) & 0x000F) << manager->x); manager->pool[manager->y + 1] |= (((tetris >> 0x4) & 0x000F) << manager->x); manager->pool[manager->y + 2] |= (((tetris >> 0x8) & 0x000F) << manager->x); manager->pool[manager->y + 3] |= (((tetris >> 0xC) & 0x000F) << manager->x);}// =============================================================================// 移除方塊void removeTetris(TetrisManager *manager){ // 當前方塊 uint16_t tetris = gs_uTetrisTable[manager->type[0]][manager->orientation[0]]; // 當前方塊每4位取出，按位取反后位與到游戲池相應位置，即完成移除方塊 manager->pool[manager->y + 0] &= ~(((tetris >> 0x0) & 0x000F) << manager->x); manager->pool[manager->y + 1] &= ~(((tetris >> 0x4) & 0x000F) << manager->x); manager->pool[manager->y + 2] &= ~(((tetris >> 0x8) & 0x000F) << manager->x); manager->pool[manager->y + 3] &= ~(((tetris >> 0xC) & 0x000F) << manager->x);}// =============================================================================// 設置顏色void setPoolColor(const TetrisManager *manager, TetrisControl *control){ // 由于顯示游戲池時，先要在游戲池里判斷某一方格有方塊才顯示相應方格的顏色 // 這里只作設置即可，沒必要清除 // 當移動方塊或給一個方塊時調用 int8_t i, x, y; // 當前方塊 uint16_t tetris = gs_uTetrisTable[manager->type[0]][manager->orientation[0]]; for (i = 0; i < 16; ++i) {  y = (i >> 2) + manager->y; // 待設置的列  if (y > ROW_END) // 超過底部限制  {   break;  }  x = (i & 3) + manager->x; // 待設置的行  if ((tetris >> i) & 1) // 檢測的到小方格屬于當前方塊區域  {   control->color[y][x] = (manager->type[0] | 8); // 設置顏色  } }}// =============================================================================// 旋轉方塊void rotateTetris(TetrisManager *manager, TetrisControl *control){ int8_t ori = manager->orientation[0]; // 記錄原旋轉狀態 removeTetris(manager); // 移走當前方塊 // 順/逆時針旋轉 manager->orientation[0] = (control->clockwise) ? ((ori + 1) & 3) : ((ori + 3) & 3); if (checkCollision(manager)) // 檢測到碰撞 {  manager->orientation[0] = ori; // 恢復為原旋轉狀態  insertTetris(manager); // 放入當前方塊。由于狀態沒改變，不需要設置顏色 } else {  insertTetris(manager); // 放入當前方塊  setPoolColor(manager, control); // 設置顏色  printCurrentTetris(manager, control); // 顯示當前方塊 }}// =============================================================================// 水平移動方塊void horzMoveTetris(TetrisManager *manager, TetrisControl *control){ int x = manager->x; // 記錄原列位置 removeTetris(manager); // 移走當前方塊 control->direction == 0 ? (--manager->x) : (++manager->x); // 左/右移動 if (checkCollision(manager)) // 檢測到碰撞 {  manager->x = x; // 恢復為原列位置  insertTetris(manager); // 放入當前方塊。由于位置沒改變，不需要設置顏色 } else {  insertTetris(manager); // 放入當前方塊  setPoolColor(manager, control); // 設置顏色  printCurrentTetris(manager, control); // 顯示當前方塊 }}// =============================================================================// 向下移動方塊void moveDownTetris(TetrisManager *manager, TetrisControl *control){ int8_t y = manager->y; // 記錄原行位置 removeTetris(manager); // 移走當前方塊 ++manager->y; // 向下移動 if (checkCollision(manager)) // 檢測到碰撞 {  manager->y = y; // 恢復為原行位置  insertTetris(manager); // 放入當前方塊。由于位置沒改變，不需要設置顏色  if (checkErasing(manager, control)) // 檢測到消行  {   printTetrisPool(manager, control); // 顯示游戲池  } } else {  insertTetris(manager); // 放入當前方塊  setPoolColor(manager, control); // 設置顏色  printCurrentTetris(manager, control); // 顯示當前方塊 }}// =============================================================================// 方塊直接落地void dropDownTetris(TetrisManager *manager, TetrisControl *control){ removeTetris(manager); // 移走當前方塊 for (; manager->y < ROW_END; ++manager->y) // 從上往下 {  if (checkCollision(manager)) // 檢測到碰撞  {   break;  } } --manager->y; // 上移一格當然沒有碰撞 insertTetris(manager); // 放入當前方塊 setPoolColor(manager, control); // 設置顏色 checkErasing(manager, control); // 檢測消行 printTetrisPool(manager, control); // 顯示游戲池}// =============================================================================// 消行檢測bool checkErasing(TetrisManager *manager, TetrisControl *control){ static const unsigned scores[5] = { 0, 10, 30, 90, 150 }; // 消行得分 int8_t count = 0; int8_t k = 0, y = manager->y + 3; // 從下往上檢測 do {  if (y < ROW_END && manager->pool[y] == 0xFFFFU) // 有效區域內且一行已填滿  {   ++count;   // 消除一行方塊   memmove(manager->pool + 1, manager->pool, sizeof(uint16_t) * y);   // 顏色數組的元素隨之移動   memmove(control->color[1], control->color[0], sizeof(int8_t [16]) * y);  }  else  {   --y;   ++k;  } } while (y >= manager->y && k < 4); manager->erasedTotal += count; // 消行總數 manager->score += scores[count]; // 得分 if (count > 0) {  ++manager->erasedCount[count - 1]; // 消行 } giveTetris(manager); // 給下一個方塊 setPoolColor(manager, control); // 設置顏色 return (count > 0);}// =============================================================================// 鍵按下void keydownControl(TetrisManager *manager, TetrisControl *control, int key){ if (key == 13) // 暫停/解除暫停 {  control->pause = !control->pause; } if (control->pause) // 暫停狀態，不作處理 {  return; } switch (key) { case 'w': case 'W': case '8': case 72: // 上  control->clockwise = true; // 順時針旋轉  rotateTetris(manager, control); // 旋轉方塊  break; case 'a': case 'A': case '4': case 75: // 左  control->direction = 0; // 向左移動  horzMoveTetris(manager, control); // 水平移動方塊  break; case 'd': case 'D': case '6': case 77: // 右  control->direction = 1; // 向右移動  horzMoveTetris(manager, control); // 水平移動方塊  break; case 's': case 'S': case '2': case 80: // 下  moveDownTetris(manager, control); // 向下移動方塊  break; case ' ': // 直接落地  dropDownTetris(manager, control);  break; case '0': // 反轉  control->clockwise = false; // 逆時針旋轉  rotateTetris(manager, control); // 旋轉方塊  break; default:  break; }}// =============================================================================// 以全角定位void gotoxyWithFullwidth(short x, short y){ static COORD cd; cd.X = (short)(x << 1); cd.Y = y; SetConsoleCursorPosition(g_hConsoleOutput, cd);}// =============================================================================// 顯示游戲池邊界void printPoolBorder(){ int8_t y; SetConsoleTextAttribute(g_hConsoleOutput, 0xF0); for (y = ROW_BEGIN; y < ROW_END; ++y) // 不顯示頂部4行和底部2行 {  gotoxyWithFullwidth(10, y - 3);  printf("%2s", "");  gotoxyWithFullwidth(23, y - 3);  printf("%2s", ""); } gotoxyWithFullwidth(10, y - 3); // 底部邊界 printf("%28s", "");}// 定位到游戲池中的方格#define gotoxyInPool(x, y) gotoxyWithFullwidth(x + 9, y - 3)// =============================================================================// 顯示游戲池void printTetrisPool(const TetrisManager *manager, const TetrisControl *control){ int8_t x, y; for (y = ROW_BEGIN; y < ROW_END; ++y) // 不顯示頂部4行和底部2行 {  gotoxyInPool(2, y); // 定點到游戲池中的方格  for (x = COL_BEGIN; x < COL_END; ++x) // 不顯示左右邊界  {   if ((manager->pool[y] >> x) & 1) // 游戲池該方格有方塊   {    // 用相應顏色，顯示一個實心方塊    SetConsoleTextAttribute(g_hConsoleOutput, control->color[y][x]);    printf("■");   }   else // 沒有方塊，顯示空白   {    SetConsoleTextAttribute(g_hConsoleOutput, 0);    printf("%2s", "");   }  } }}// =============================================================================// 顯示當前方塊void printCurrentTetris(const TetrisManager *manager, const TetrisControl *control){ int8_t x, y; // 顯示當前方塊是在移動后調用的，為擦去移動前的方塊，需要擴展顯示區域 // 由于不可能向上移動，故不需要向下擴展 y = (manager->y > ROW_BEGIN) ? (manager->y - 1) : ROW_BEGIN; // 向上擴展一格 for (; y < ROW_END && y < manager->y + 4; ++y) {  x = (manager->x > COL_BEGIN) ? (manager->x - 1) : COL_BEGIN; // 向左擴展一格  for (; x < COL_END && x < manager->x + 5; ++x) // 向右擴展一格  {   gotoxyInPool(x, y); // 定點到游戲池中的方格   if ((manager->pool[y] >> x) & 1) // 游戲池該方格有方塊   {    // 用相應顏色，顯示一個實心方塊    SetConsoleTextAttribute(g_hConsoleOutput, control->color[y][x]);    printf("■");   }   else // 沒有方塊，顯示空白   {    SetConsoleTextAttribute(g_hConsoleOutput, 0);    printf("%2s", "");   }  } }}// =============================================================================// 顯示下一個和下下一個方塊void printNextTetris(const TetrisManager *manager){ int8_t i; uint16_t tetris; // 邊框 SetConsoleTextAttribute(g_hConsoleOutput, 0xF); gotoxyWithFullwidth(26, 1); printf("┏━━━━┳━━━━┓"); gotoxyWithFullwidth(26, 2); printf("┃%8s┃%8s┃", "", ""); gotoxyWithFullwidth(26, 3); printf("┃%8s┃%8s┃", "", ""); gotoxyWithFullwidth(26, 4); printf("┃%8s┃%8s┃", "", ""); gotoxyWithFullwidth(26, 5); printf("┃%8s┃%8s┃", "", ""); gotoxyWithFullwidth(26, 6); printf("┗━━━━┻━━━━┛"); // 下一個，用相應顏色顯示 tetris = gs_uTetrisTable[manager->type[1]][manager->orientation[1]]; SetConsoleTextAttribute(g_hConsoleOutput, manager->type[1] | 8); for (i = 0; i < 16; ++i) {  gotoxyWithFullwidth((i & 3) + 27, (i >> 2) + 2);  ((tetris >> i) & 1) ? printf("■") : printf("%2s", ""); } // 下下一個，不顯示彩色 tetris = gs_uTetrisTable[manager->type[2]][manager->orientation[2]]; SetConsoleTextAttribute(g_hConsoleOutput, 8); for (i = 0; i < 16; ++i) {  gotoxyWithFullwidth((i & 3) + 32, (i >> 2) + 2);  ((tetris >> i) & 1) ? printf("■") : printf("%2s", ""); }}// =============================================================================// 顯示得分信息void printScore(const TetrisManager *manager){ static const char *tetrisName = "ITLJZSO"; int8_t i; SetConsoleTextAttribute(g_hConsoleOutput, 0xE); gotoxyWithFullwidth(2, 2); printf("■得分：%u", manager->score); gotoxyWithFullwidth(1, 6); printf("■消行總數：%u", manager->erasedTotal); for (i = 0; i < 4; ++i) {  gotoxyWithFullwidth(2, 8 + i);  printf("□消%d：%u", i + 1, manager->erasedCount[i]); } gotoxyWithFullwidth(1, 15); printf("■方塊總數：%u", manager->tetrisTotal); for (i = 0; i < 7; ++i) {  gotoxyWithFullwidth(2, 17 + i);  printf("□%c形：%u", tetrisName[i], manager->tetrisCount[i]); }}// =============================================================================// 顯示提示信息void printPrompting(){ SetConsoleTextAttribute(g_hConsoleOutput, 0xB); gotoxyWithFullwidth(26, 10); printf("■控制："); gotoxyWithFullwidth(27, 12); printf("□向左移動：← A 4"); gotoxyWithFullwidth(27, 13); printf("□向右移動：→ D 6"); gotoxyWithFullwidth(27, 14); printf("□向下移動：↓ S 2"); gotoxyWithFullwidth(27, 15); printf("□順時針轉：↑ W 8"); gotoxyWithFullwidth(27, 16); printf("□逆時針轉：0"); gotoxyWithFullwidth(27, 17); printf("□直接落地：空格"); gotoxyWithFullwidth(27, 18); printf("□暫停游戲：回車"); gotoxyWithFullwidth(25, 23); printf("■By: NEWPLAN @ UESTC");}// =============================================================================// 運行游戲void runGame(TetrisManager *manager, TetrisControl *control){ clock_t clockLast, clockNow; clockLast = clock(); // 計時 printTetrisPool(manager, control); // 顯示游戲池 while (!manager->dead) // 沒掛 {  while (_kbhit()) // 有鍵按下  {   keydownControl(manager, control, _getch()); // 處理按鍵  }  if (!control->pause) // 未暫停  {   clockNow = clock(); // 計時   // 兩次記時的間隔超過0.45秒   if (clockNow - clockLast > 0.45F * CLOCKS_PER_SEC)   {    clockLast = clockNow;    keydownControl(manager, control, 80); // 方塊往下移   }  } }}// =============================================================================// 再來一次bool ifPlayAgain(){ int ch; SetConsoleTextAttribute(g_hConsoleOutput, 0xF0); gotoxyWithFullwidth(15, 10); printf("游戲結束"); gotoxyWithFullwidth(13, 11); printf("按Y重玩，按N退出"); do {  ch = _getch();  if (ch == 'Y' || ch == 'y')  {   return true;  }  else if (ch == 'N' || ch == 'n')  {   return false;  } } while (1);}