【C++\Qt项目实战】俄罗斯方块

俄罗斯方块

  • 1 项目简介
  • 2 效果展示
  • 3 代码实现
    • 3.1 框架
    • 3.2 UI界面
    • 3.3 核心代码
      • 3.3.1 TetrisGameWindow.h
      • 3.3.2 TetrisGameWindow.cpp
      • 3.3.3 Subject.h
      • 3.3.4 Subject.cpp
      • 3.3.5 TetrisGame.h
      • 3.3.6 TetrisGame.cpp
  • 4 运行效果

1 项目简介

本项目灵感来自经典的俄罗斯方块游戏（Tetris），该游戏由Alexey Pajitnov于1984年开发。俄罗斯方块以其简单而富有挑战性的游戏机制广受欢迎，成为了许多平台上的经典游戏。随着现代开发工具的进步，使用Qt框架重新实现这一经典游戏不仅是对经典的致敬，也是对个人编程技能的一次提升。
《俄罗斯方块》的基本规则是移动、旋转和摆放游戏自动输出的各种方块，使之排列成完整的一行或多行并且消除得分。
a.按方向键的左右键可实现方块的左右移动；
b. 按方向键的下键可实现方块的加速下落；
c.按方向键的上键可实现方块的变形。

2 效果展示

样图示例

3 代码实现

3.1 框架

在这里插入图片描述

3.2 UI界面

在这里插入图片描述

3.3 核心代码

3.3.1 TetrisGameWindow.h

#ifndef TETRISGAMEWINDOW_H
#define TETRISGAMEWINDOW_H#include <QWidget>
#include <QPoint>
#include "core/Subject.h"namespace Ui {
class TetrisGameWindow;
}
class QTimer;namespace restonce {
class TetrisGame;
}class TetrisGameWindow: public QWidget, public restonce::Observer
{Q_OBJECTpublic:explicit TetrisGameWindow(QWidget *parent = 0);~TetrisGameWindow();
protected:void paintEvent(QPaintEvent *) override final;void keyPressEvent(QKeyEvent *) override final;virtual void onSubjectChanged() override final;
private slots:void on_pushButton_clicked();void slot_timeout();
private:Ui::TetrisGameWindow *ui;restonce::TetrisGame *m_game;int m_boxSize = 24;QPoint m_basePosition = QPoint(10, 10);QPoint m_baseNextPosition = QPoint(200, 240);QTimer *m_timer;
};#endif // TETRISGAMEWINDOW_H

3.3.2 TetrisGameWindow.cpp

#include "TetrisGameWindow.h"
#include "ui_TetrisGameWindow.h"
#include "core/TetrisGame.h"
#include "core/RandomBox.h"
#include <QPainter>
#include <QTimer>
#include <QKeyEvent>TetrisGameWindow::TetrisGameWindow(QWidget *parent) :QWidget(parent),ui(new Ui::TetrisGameWindow)
{ui->setupUi(this);m_game = new restonce::TetrisGame;m_timer = new QTimer(this);connect(m_timer, SIGNAL(timeout()),this, SLOT(slot_timeout()));this->setFixedSize(this->size());m_game->attachObserver(this);
}void TetrisGameWindow::slot_timeout()
{m_game->timeout();
}TetrisGameWindow::~TetrisGameWindow()
{delete ui;delete m_game;
}void TetrisGameWindow::on_pushButton_clicked()
{m_timer->start(1000);m_game->start();
}void TetrisGameWindow::paintEvent(QPaintEvent *)
{switch(m_game->getGameStatus()){case restonce::TetrisGame::GameStatus::runing:ui->label->setText("正在游戏");ui->pushButton->setEnabled(false);break;case restonce::TetrisGame::GameStatus::stop:ui->label->setText("游戏结束");ui->pushButton->setEnabled(true);break;case restonce::TetrisGame::GameStatus::undo:ui->label->clear();ui->pushButton->setEnabled(true);break;}QPainter painter(this);QPoint p2(m_basePosition.x()+ m_boxSize*restonce::TetrisGame::ROW+1,m_basePosition.y() -1);QPoint p3(m_basePosition.x()-1,m_basePosition.y() +m_boxSize*restonce::TetrisGame::LINE+1);QPoint p4(m_basePosition.x() + m_boxSize*restonce::TetrisGame::ROW+1,m_basePosition.y() + m_boxSize*restonce::TetrisGame::LINE+1);QPoint p1(m_basePosition.x()-1, m_basePosition.y()-1);painter.drawLine(p1, p2);painter.drawLine(p2, p4);painter.drawLine(p4, p3);painter.drawLine(p1, p3);for(int l=0; l<restonce::TetrisGame::LINE; ++l) {for(int r=0; r<restonce::TetrisGame::ROW; ++r) {QPoint p(m_basePosition.x() + r*m_boxSize,m_basePosition.y() + l*m_boxSize);int color = 0;if(m_game->exists(l, r)){color = m_game->color(l, r);}else if(m_game->getActiveBox() && m_game->getActiveBox()->inBody(l, r)){color = m_game->getActiveBox()->color();}if(color <= 0)continue;QString imgpath = QString::asprintf(":/boxes/images/box%d.jpg", color);painter.drawImage(p, QImage(imgpath));}}std::shared_ptr<restonce::RandomBox> nextBox = m_game->getNextBox();if(nextBox) {QString imgpath = QString::asprintf(":/boxes/images/box%d.jpg", nextBox->color());for(restonce::Point const& p : nextBox->getMyBoxes()) {painter.drawImage(QPoint(m_baseNextPosition.x() +m_boxSize*p.row(),m_baseNextPosition.y() + m_boxSize*p.line()),QImage(imgpath));}}
}void TetrisGameWindow::keyPressEvent(QKeyEvent *e)
{switch(e->key()){case Qt::Key_Down:m_game->down();break;case Qt::Key_Left:m_game->left();break;case Qt::Key_Right:m_game->right();break;case Qt::Key_Up:m_game->transform();break;}
}void TetrisGameWindow::onSubjectChanged()
{repaint();
}

3.3.3 Subject.h

#ifndef RESTONCE_SUBJECT_H
#define RESTONCE_SUBJECT_H#include <set>namespace restonce {class Observer
{
protected:Observer() = default;virtual ~Observer() = default;
public:virtual void onSubjectChanged() = 0;
};class Subject
{
public :void attachObserver(Observer *o);
protected:Subject() = default;virtual ~Subject() = default;void notifyObservers() ;
private:std::set<Observer *> m_observers;
};} // namespace restonce#endif // RESTONCE_SUBJECT_H

3.3.4 Subject.cpp

#include "core/Subject.h"namespace restonce {void Subject::attachObserver(Observer *o)
{m_observers.insert(o);
}void Subject::notifyObservers()
{for(Observer *o : m_observers){o->onSubjectChanged();}
}} // namespace restonce

3.3.5 TetrisGame.h

#ifndef RESTONCE_TETRISGAME_H
#define RESTONCE_TETRISGAME_H#include <memory>
#include <random>
#include "Subject.h"namespace restonce {class RandomBox;class TetrisGame: public Subject
{
public:enum class GameStatus {undo, runing, stop};enum class WinStatus {win, lose};enum {ROW = 10,LINE = 18};TetrisGame();// 用户通过gui可以对游戏进行的操作void start();void timeout();void transform();void down();void left();void right();void stop();// gui更新时会用以下函数读取游戏状态GameStatus getGameStatus() const;WinStatus getWinStatus() const;// 是否存在方块,如果越界会抛出异常bool exists(int line, int row) const;int color(int line, int row) const;std::shared_ptr<RandomBox> getActiveBox() const;// 下一个Boxstd::shared_ptr<RandomBox> getNextBox() const;// 某位置是否越界bool valid(int line, int row) const;// 填充某个位置void set(int line, int row, int color);
private:void init();private:GameStatus m_gameStatus;WinStatus m_winStatus;bool m_map[LINE][ROW] ;int  m_colorMap[LINE][ROW] ;std::shared_ptr<RandomBox> m_activebox, m_nextBox;std::mt19937 m_rd;
};} // namespace restonce#endif // RESTONCE_TETRISGAME_H

3.3.6 TetrisGame.cpp

#include "TetrisGame.h"
#include "RandomBox.h"
#include <time.h>namespace restonce {TetrisGame::TetrisGame()
{m_gameStatus = GameStatus::undo;m_winStatus = WinStatus::lose;m_rd.seed(time(NULL));for(int l=0; l<LINE; ++l) {for(int r=0; r<ROW; ++r) {m_map[l][r] = false;}}
}void TetrisGame::init()
{for(int l=0; l<LINE; ++l) {for(int r=0; r<ROW; ++r) {m_map[l][r] = false;m_colorMap[l][r] = 0;}}m_gameStatus = GameStatus::undo;m_winStatus = WinStatus::lose;m_activebox = std::make_shared<RandomBox>(*this, m_rd);m_nextBox = std::make_shared<RandomBox>(*this, m_rd);
}void TetrisGame::start()
{if(m_gameStatus == GameStatus::runing) {throw std::logic_error("Game is runing !");}init();m_gameStatus = GameStatus::runing;notifyObservers();
}void TetrisGame::timeout()
{if(m_gameStatus != GameStatus::runing) {return  ;}if(!m_activebox->down()) {// 此处准备消行for(int line=LINE-1; line>=0; --line) {bool isFull = true;for(int row=0; row<ROW; ++row) {if(!this->exists(line, row)) {isFull = false;break;}}if(isFull) {for(int l=line; l>=0; --l) {for(int r=0; r<ROW; ++r) {if(l ==0) {m_map[l][r] = false;} else {m_map[l][r] = m_map[l-1][r];}}}++ line;}}//m_activebox =m_nextBox;m_nextBox=std::make_shared<RandomBox>(*this, m_rd);if(!m_activebox->valid()) {// 新产生的方块不合法，说明你已经输了m_gameStatus = GameStatus::stop;m_winStatus = WinStatus::lose;}}notifyObservers();
}void TetrisGame::transform()
{if(m_activebox->transform()) {notifyObservers();}
}void TetrisGame::down()
{timeout();
}void TetrisGame::left()
{if(m_activebox->left()) {notifyObservers();}
}void TetrisGame::right()
{if(m_activebox->right()) {notifyObservers();}
}void TetrisGame::stop()
{if(m_gameStatus == GameStatus::runing) {m_gameStatus = GameStatus::stop;m_winStatus = WinStatus::lose;notifyObservers();}
}TetrisGame::GameStatus TetrisGame::getGameStatus() const
{return m_gameStatus;
}TetrisGame::WinStatus TetrisGame::getWinStatus() const
{if(m_gameStatus != GameStatus::stop) {throw std::logic_error("Game is not stop !");}return m_winStatus;
}bool TetrisGame::valid(int line, int row) const
{return line >=0 && line < LINE &&row >=0 && row < ROW;
}bool TetrisGame::exists(int line, int row) const
{if(!valid(line, row)) {throw std::out_of_range("Game position not exists !");}return m_map[line][row];
}int TetrisGame::color(int line, int row) const
{return m_colorMap[line][row];
}std::shared_ptr<RandomBox> TetrisGame::getActiveBox() const
{return m_activebox;
}void TetrisGame::set(int line, int row, int color)
{m_map[line][row] = true;m_colorMap[line][row] = color;
}std::shared_ptr<RandomBox> TetrisGame::getNextBox() const
{return m_nextBox;
}} // namespace restonce

4 运行效果

运行效果

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