【正文】 ................................ 25 第三節(jié) 俄羅斯方格類的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ............................................................................... 28 第四節(jié) 游戲塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ......................................................................................... 29 第五節(jié) 游戲控制的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ...................................................................................... 30 第六節(jié) 單機(jī)版俄羅斯方塊游戲的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ................................................................. 31 第七節(jié) 雙人對(duì)戰(zhàn)俄羅斯方塊游戲的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ............................................................. 36 結(jié)束語 42 謝辭 44 參考文獻(xiàn) .............................................................................................................................. 45 1 第一章 緒 言 第一節(jié) 選題背景及意義 游戲軟件是一種與文化背景密切聯(lián)系的產(chǎn)品，具有很強(qiáng)的民族性和豐富的文化內(nèi)涵。伴隨著游戲軟件在市場上的銷售，與其相關(guān)的文化也隨之傳播。因此發(fā)展我國自主的益智休閑的游戲軟件已是當(dāng)務(wù)之急。游戲是一種基于計(jì)算機(jī)的應(yīng)用軟 件，是新型的休閑娛樂方式。當(dāng)前開發(fā)的游戲軟件應(yīng)該做到知識(shí)性、娛樂性、趣味性、教育性相統(tǒng)一。 俄羅斯方塊作為 最經(jīng)典的益智休閑游戲之一 ， 截至 2021 年 已經(jīng) 發(fā)售了 億份，受到 50多個(gè)國家和地區(qū)的玩家喜愛，有超過 50 種語言的版本，運(yùn)行在幾十種游戲平臺(tái)上，從掌機(jī)、街機(jī)、個(gè)人電腦，到手機(jī)和 PDA。 本游戲 根據(jù)軟件工程有關(guān)的規(guī)范，以合理的開發(fā)原則，設(shè)計(jì)出 綜合了 單機(jī) 版和雙人對(duì)戰(zhàn)版兩種模式的 俄羅斯方塊游戲，給人們的生活帶來唯美的藝術(shù)享受和健康愉快的補(bǔ)充。 第二節(jié) 選題目的 改善現(xiàn)存俄羅斯方塊游戲的單一模式， 開發(fā)出一 個(gè)可操作性、美觀性、及時(shí)性的俄羅斯方塊游戲。本游戲綜合了單機(jī)版和雙人對(duì)戰(zhàn)版兩種模式， 用戶可任選一種進(jìn)行游戲 。方便簡單又快捷，是娛樂休閑的好方法。 游戲中提供了漂亮 美觀 的 界面 和動(dòng)聽的音樂，使得 游戲的 視覺表現(xiàn) 與 用戶界面 及背景音樂， 融合為有機(jī)的 整體 ，給人們帶來更 為 豐富的娛樂和體驗(yàn) ，同時(shí)也 給 玩家 帶來無限激情。 在當(dāng)前的游戲開發(fā)領(lǐng)域中， Java 有自己的獨(dú)到之處，用 Java 編寫的代碼簡單明了、可移植性強(qiáng)，所以本游戲的開發(fā)采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，采用開源開發(fā)環(huán)境 ，界面利用 Java Swing 提供 的圖形類實(shí)現(xiàn)，游戲塊的運(yùn)行采用多線程（ Thread）機(jī)制。 第三節(jié) 研究內(nèi)容 本游戲包括兩種游戲模式：單機(jī)版和雙人對(duì)戰(zhàn)版。在整個(gè)游戲的開發(fā)過程中涉及到Java 基本知識(shí)的大部分內(nèi)容，如事件、線程、動(dòng)畫、雙緩沖圖像、圖形界面、 Socket數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫娴闹R(shí)。主要內(nèi)容如下： 一 、 Java GUI 編程 2 利用 Java 實(shí)現(xiàn)的俄羅斯方塊幾乎能用到 Java GUI 的所有方面，其中包括 Sun 公司為 Java 提供的兩個(gè)圖形界面類庫： AWT：其中提供了建立和設(shè)置 Java 的圖形用戶界面的基本工具。 AWT 由 Java 中的 包提供，里面包含了許多可用來建立與平臺(tái)無關(guān)的圖形用戶界面（ GUI）的類，這些類被稱為構(gòu)件（ Components） [1]。 Swing：是 Java Foundation Classes（ JFC）的一部分，與 ATW 的重量級(jí)構(gòu)件不同，Swing 中大部分是輕量級(jí)構(gòu)件。正是這個(gè)原因， Swing 幾乎無所不能，不但有各式各樣先進(jìn)的構(gòu)件，而且更為美觀易用。 在本俄羅斯方塊游戲的實(shí)現(xiàn)中，主要采用 Swing 類庫。 （一） 、 基本窗口類 圖形用戶界面的程序效果類似于 Windows 系統(tǒng)下運(yùn)行的 程序。在俄羅斯方塊游戲中用到 JFrame 、 JWindow 、 JPanel 和 JDialog 等幾種窗口類。 （二） 、 原子構(gòu)件： 俄羅斯方塊游戲中用到的原子構(gòu)件很多，如： JLabel 、 JButton 、 JColorChooser、 JTextField 、 JTextArea 等，這些構(gòu)件的用法比較簡單。 （三） 、 菜單類： 對(duì)一個(gè)大的 GUI 程序而言通常包括各種菜單，俄羅斯方塊游戲中也包含多種菜單，如： JMenu 、 JMenuItem 、 JMenuBar 等， Java 為這些菜單構(gòu)件提供了相應(yīng)的類。 （四） 、 事件處理： 大多數(shù)的 Java 程序通過 GUI 構(gòu)件（例如按鈕、窗口、菜單等）與用戶進(jìn)行交互，俄羅斯方塊游戲也是如此。俄羅斯方塊游戲與用戶最重要的交互活動(dòng)時(shí)用戶通過鍵盤來控制游戲、通過按鈕和菜單來設(shè)置游戲。前者在 Java 中表現(xiàn)為鍵盤事件，后者表現(xiàn)為動(dòng)作事件。在 Java 中事件由分層的事件類表示，而接口則描述了對(duì)特定事件的響應(yīng)方法。想要處理這些事件的類就必須實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)接口以及這些接口中的方法。 （五） 、 布局管理： Java 語言中，提供了布局管理器這個(gè)工具來管理組件 在容器中的布局 [2]。布局管理器按照布局說明選擇構(gòu)件的最佳位置，保證布局的總體外觀在不同的操作系統(tǒng)下與Java 程序的描述保持一致。 一個(gè)布局管理器確定各構(gòu)件在顯示區(qū)域的次序、相對(duì)大小和相對(duì)位置。布局管理器在 AWT 中定義為接口， Java 提供了若干類來實(shí)現(xiàn)它，其中最基本的類有： FlowLayout 、 GirdLayout 、 BorderLayout 。 （六） 、 圖形類與圖形的繪制： 使用 Graphics 類提供的繪圖方法“ public void paint(Graphics g)”可以畫出線條、矩形、 圓形等圖形。 3 由于 Frame 類繼承于 Component 類，所以可以通過覆蓋所繼承的 paint 方法來進(jìn)行繪圖。還有一種很流行的繪圖方法，即創(chuàng)建一個(gè)單獨(dú)的類，這個(gè)類繼承于 Canvas 類并且覆蓋 paint 方法。俄羅斯方塊游戲采用的是繼承于 Canvas 類的方式。 ① Graphics 類 Graphics 類用于在一個(gè)可視構(gòu)件內(nèi)繪圖。一個(gè) Graphics 對(duì)象包含了繪圖所必需包含的信息，其中包括坐標(biāo)、色彩、字體和剪貼板區(qū)。繪圖在一個(gè)二維整數(shù)坐標(biāo)系中進(jìn)行，該坐標(biāo)的原點(diǎn)在構(gòu)件的左上角。 X 軸在水平方向上從左至右增長， Y 軸在垂直方向上從上至下增長。 ② Canvas 類 Canvas 是一個(gè)具有自己坐標(biāo)系統(tǒng)的構(gòu)件，使用布局管理器可以確定它在其他構(gòu)件中的位置。 Canvas 繼承于 Component 類，并繼承了它的 paint(Graphics g)、update(Graphics g)以及 repaint()方法。 使用 Canvas作為繪圖工具時(shí)首先創(chuàng)建一個(gè)類繼承于 Canvas類并且覆蓋 paint方法，再將這個(gè)類作為一個(gè)成員加入到類似于 Frame 或 Applet（ JFrame 或 JApplet）的類中，用某種布局管理器對(duì)其進(jìn)行定位。這 個(gè)類需要完成如下工作： Frame 或 Applet（ JFrame 或 JApplet）作為控制者確定所有構(gòu)件的位置、處理用戶的輸入、處理其他對(duì)象的交互。 利用 Canvas 處理繪圖，它的最重要的方法是 paint，該方法可以被覆蓋。在必要的時(shí)候還可以自己定義一些用于繪圖的輔助方法。 無論使用 Graphics 還是使用 Canvas 作為圖形對(duì)象，都可在需要更新時(shí)自動(dòng)調(diào)用repaint 方法。 repaint 方法也可以直接在繪圖程序中調(diào)用。在 repaint 中需要調(diào)用update 方法， update 方法在清除屏幕后再調(diào)用 paint 方法。 paint 方法也可以被實(shí)際應(yīng)用需要的繪圖代碼進(jìn)行覆蓋。 二 、 Java 多線程機(jī)制 俄羅斯方塊的實(shí)現(xiàn)充分利用了 Java的線程功能。在游戲過程中需要對(duì)玩家的控制進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。由于游戲中方塊的動(dòng)態(tài)性，每個(gè)方塊都有一定的生命周期，所以選用線程來實(shí)現(xiàn)方塊。一個(gè)方塊用一個(gè)線程對(duì)象實(shí)現(xiàn)，該類繼承于 Thread 類，當(dāng)一個(gè)方塊出現(xiàn)時(shí)也就表示一個(gè)線程產(chǎn)生并開始運(yùn)行。通過對(duì)鍵盤消息的響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)、下落、變形等操作。 利用多線程可以使整個(gè)游戲的結(jié)構(gòu)更加松散耦合，使資源更加平衡，使用戶的操作更加方便。 三 、 Java 與網(wǎng)絡(luò)通信 網(wǎng)絡(luò)編程的目的就是直接或間接地通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與其他計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。在網(wǎng)絡(luò)編程中有三個(gè)主要問題： 4 ● 如何準(zhǔn)確定位網(wǎng)絡(luò)上的一臺(tái)或多臺(tái)主機(jī)。 ● 如何進(jìn)行連接。 ● 連接后如何可靠高效地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 這幾個(gè)問題也是實(shí)現(xiàn)俄羅斯方塊雙人對(duì)戰(zhàn)版游戲的關(guān)鍵所在。下面首先了解如何實(shí)現(xiàn)主機(jī)定位、建立通信和數(shù)據(jù)傳輸。 （一） . 主機(jī)定位 在 TCP/IP協(xié)議中 IP層主要負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)主機(jī)的定位、數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆酚?，?IP地址可以唯一地確定 Inter 上的一臺(tái)主機(jī)。 TCP 則提供面向應(yīng)用的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制，這是網(wǎng)絡(luò)編程的主要對(duì)象 ，一般情況下不需要關(guān)心 IP 層是如何處理數(shù)據(jù)的。 通常在一臺(tái)主機(jī)上總是有多個(gè)進(jìn)程 需要網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。準(zhǔn)確的講網(wǎng)絡(luò)通信的對(duì)象不是主機(jī)，而是主機(jī)中運(yùn)行的進(jìn)程。這是僅通過主機(jī)名或 IP 地址來標(biāo)識(shí)這么多進(jìn)程顯然是不夠的。端口號(hào)就是為了在一臺(tái)主機(jī)上提供更多的網(wǎng)絡(luò)資源而采取的一種手段也是 TCP 提供的一種機(jī)制。只有通過主機(jī)名或 IP 地址與端口號(hào)的組合才能唯一確定網(wǎng)絡(luò)通信中的對(duì)象，即進(jìn)程。 （二） . 建立通信 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信具有兩種不同的傳輸機(jī)制：一種是面向連接的通信協(xié)議，這種傳輸方式在數(shù)據(jù)傳送前必須先在兩端建立連接，并且所傳送的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，這種方式稱為 TCP；另一種方式則是面向非連接的方式，即傳送數(shù)據(jù)前無需先建立連接，而是將 所要傳送的數(shù)據(jù)包成一個(gè)個(gè)分組再傳送，使用這種方式時(shí)，由于沒有額外 的控制，所以傳送的數(shù)據(jù)可能丟失，這種方式成為 UDP。 TCP和 UDP都是傳輸層上的通信協(xié)議，也是一般 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上最常使用的通信協(xié)議，且各有用途。在 Java 中以類庫的形式提供了對(duì)這兩種不同協(xié)議的支持。為了提高俄羅斯方塊游戲數(shù) 據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，雙人對(duì)戰(zhàn)版游戲的開發(fā)將通過 TCP 通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)游戲中的數(shù)據(jù)傳輸。 （三） . 數(shù)據(jù)傳輸 通信機(jī)制建立后就要進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，即要在這個(gè)通信機(jī)制上建立數(shù)據(jù)流。如果要將數(shù)據(jù)發(fā)往對(duì)方，則要建立數(shù)據(jù)輸出流；如果要讀取數(shù)據(jù)則要建立數(shù)據(jù)輸入流。特別是如果要保存和讀取整個(gè)對(duì)象，則需要?jiǎng)?chuàng)建一些存儲(chǔ)對(duì)象的成員變量和讀取成員變量的方法，而且對(duì)象中的成員變量最好能夠自動(dòng)地被保存和讀取。 Java可以支持將對(duì)象作為一個(gè)整體通過流進(jìn)行傳輸和存儲(chǔ)，但必須將對(duì)象序列化后才能保證有效地存儲(chǔ)和讀取對(duì)象。 5 第二章 可行性研究 第一節(jié) 引言 系統(tǒng)開發(fā)的總體任務(wù)是實(shí)現(xiàn)游戲的可操作性、美觀性、及時(shí)性。本游戲開發(fā)過程遵循軟件工程規(guī)范，采用結(jié)構(gòu)化和面向?qū)ο蠓治鲈O(shè)計(jì)方法。主要實(shí)現(xiàn) windows 的 GUI 程序開發(fā)，對(duì)游戲中的圖形圖像進(jìn)行鍵盤控制。游戲者可以通過上下左右鍵及空格鍵來對(duì)游戲進(jìn)行操作。 下面從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、操作、法律三個(gè)方面分析本系統(tǒng)的可行性 ： 第二節(jié) 技術(shù)可行性 可用于本游戲的編程語言有 Java 、 VC++、 C.NET等，考慮到編寫程序的難易程度，和對(duì)語言的了解程度以及各種編程語言自身的特點(diǎn)，選擇樂 Java 作為編程語言進(jìn)行開發(fā)。 首先 ,作為一種程 序設(shè)計(jì)語言 ,Java 是一種 簡單 的 、 面向?qū)ο蟮?、分布式的、健壯的、安全的、結(jié)構(gòu)中立的、易移植的、多線程的動(dòng)態(tài)語言。它 不依賴于機(jī)器的結(jié)構(gòu) ， 并且提供了并發(fā)的機(jī)制、具有很高的性能。其次 ,它最大限度地利用了網(wǎng)絡(luò) ， Java 的小應(yīng)用程序可在網(wǎng)絡(luò)上傳輸而不受 CPU 和環(huán)境的限制。另外 ,Java 還提供了豐富的類庫 ,使程序設(shè)計(jì)者可以很方便地建立自己的系統(tǒng)。 同時(shí)還利用 了 MySQL 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)作為其后臺(tái)數(shù)據(jù)庫， 實(shí)現(xiàn)排行榜的存儲(chǔ)和查詢， 確保了該系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理的高效性、快速性和安全性 。 第三節(jié) 經(jīng)濟(jì)可行性 本游戲 是為 豐富人們業(yè)余生活 開發(fā)的，規(guī)模適中，工作復(fù)雜性低，實(shí)用性強(qiáng)。從開發(fā)人力、物力、時(shí)間上考慮，開發(fā)成本少。而且利用了 開源開發(fā)環(huán)境 ， 加快了開發(fā)進(jìn)度，大大的縮短了開發(fā)周期，節(jié)省了人力、物力、時(shí)間，提高了項(xiàng)目開發(fā)的效率，降低了開發(fā)成本。由于需求分析完整，減少了很多后期維護(hù)的復(fù)雜性。另外，本系統(tǒng)具有 很實(shí)用的 現(xiàn)實(shí)意義。 因此，從經(jīng)濟(jì)角 度考慮 本系統(tǒng) 的開發(fā)在經(jīng)濟(jì)上是完全可行的。 第四節(jié) 操作可行性 本游戲是采用 java 的 GUI ( 圖形用戶界面 ) 組件創(chuàng)建的簡單有好的操作界面，運(yùn)