Игра "Тетрис"

Размещено на http://www.allbest.ru/

КОМПЬЮТЕРНАЯ АКАДЕМИЯ «ШАГ»

Курсовая работа по дисциплине:

Программирование на языке С

По теме:

Игра «Тетрис»

Группа ПВ 25-15, полустационар

Преподаватель

Захарова Эмма Владимировна

Студент

Колодезный Алексей Иванович

Введение

программа тетрис интерфейс тестирование

Случайные фигурки тетрамино падают сверху в прямоугольный стакан шириной 18 и высотой 19 клеток. В полёте игрок может поворачивать фигурку на 90° и двигать её по горизонтали. Также можно «сбрасывать» фигурку, то есть ускорять её падение, когда уже решено, куда фигурка должна упасть. Фигурка летит до тех пор, пока не наткнётся на другую фигурку либо на дно стакана. Если при этом заполнился горизонтальный ряд, он пропадает, а всё что выше него, опускается на одну клетку. Дополнительно показывается фигурка, которая будет следовать после текущей -- это подсказка, которая позволяет планировать игроку действия. Темп игры постепенно увеличивается (-30мсек). Игра заканчивается, когда новая фигурка не может поместиться в стакан. Игрок получает очки за каждый заполненный ряд, поэтому его задача -- заполнять ряды, не заполняя сам стакан (по вертикали) как можно дольше, чтобы таким образом получить как можно больше очков.

Начисление очков в разных версиях «Тетриса» довольно разнообразное. Очки могут начисляться за убранные линии, за сброшенные фигурки, за переход на новую скорость и тому подобное.

При начислении очков за линии количество очков обычно зависит от того, сколько линий убрано за один раз. Например, в китайских «Тетрисах», популярных в СНГ в 1990-х годах, начисление очков обычно было таким:

ь 1 линия -- 10 очков;

ь 2 линии -- 30 очков;

ь 3 линии -- 60 очков;

ь 4 линии (то есть, сделать Тетрис) -- 100 очков.

То есть, чем больше линий убирается за один раз, тем больше отношение количества очков к количеству линий. Любопытно, что тетрисом во многих версиях игры также называется действие, после которого исчезает сразу 4 линии. Это можно сделать только одним способом -- сбросить «палку» (фигурку, в которой все клетки расположены на одной линии) в «шахту» ширины 1 и глубины как минимум 4.

2. Разработка интерфейса пользователя и программы

Тетрис - это игра. Поэтому, при разработке интерфейса пользователя необходимо учесть ряд особенностей:

ь Интерфейс должен быть интуитивно понятен простому пользователю компьютера (Рис. 2.1, 3.2а).

ь Цветовая схема не должна раздражать человека (Рис. 2.1, 3.2а).

ь Сложность плавно-нарастающая.

Рассмотрим первый пункт.

Программа предназначена для приятного проведения свободного времени. Она не должна иметь сильно сложную систему управления. Поэтому, была использована всем известная система управления программой - активное меню. Каждому пункту меню присвоено название, соответствующее функциональному назначению. Это облегчает работу пользователя.

Что же касается второго пункта, здесь применены цвета "холодный" синий, зелёный, желтый и фиолетовый. Они не несут ни какой психической нагрузки, поэтому время препровождение для человека будет приятным.

Третий подразумевает плавный переход - небольшой интервал повышения скорости ускорение на 30мс за каждые набранные 100 баллов. Их можно собрать за одно удаление набрав «Тетрис» - 4 линии (см. Описание и правила).

Одной из самых важных функций любого языка программирования является предоставление возможностей для управления программой вручную. Это подразумевает создание пользовательского интерфейса.

Выводимыми данными являются данные сообщаемые пользователю, а вводимыми являются те данные, которые пользователь сообщает программе.

На этапе разработки алгоритма необходимо определить последовательность действий, которые надо выполнить для получения результата. Если задача может быть решена несколькими способами и, следовательно, возможны различные варианты алгоритма решения, то программист, используя некоторый критерий, например, скорость решения алгоритма, выбирает наиболее подходящее решение. Результатом этапа разработки алгоритма является подробное словесное описание алгоритма.

После того как определены требования к программе и составлен алгоритм решения, алгоритм записывается на выбранном языке программирования. В результате получается исходная программа. Составление теста программы, наверное, самый сложный из этапов, требующий наибольшего внимания. Чтобы этот текст был понятен пользователю и составителю, используются комментарии.

Рисунок 2.1 Интерфейс игры «Тетрис».

3. Описание кода

При запуске кода "Тетрис" происходит объявления массива «стакан» и массива из двумерных массивов, с последующим их заполнением значениями 1 и 0, 1- обозначение фигур, 0 - заполнение пустоты (Рис.3. 1).

Рисунок 3.1. Объявление массивов «стакан» и «набор фигур».

Игра начинается с активного меню с заданными размерами окна: Игра новичок, мастер, управление и выход (Рис. 3.2, 3.2а).

Рисунок 3.2. Вход в меню с main.

Рисунок 3.2а. Старт кода с активного меню с заданными размерами окна.

Активное меню состоит из титульной строки, цикла и набора условий, зависящих от нажатия указанных клавиш изображенных на рис. 3.2а внизу и сама функция активного меню, объявленная ранее, меняющая цвет выбранной позиции (Рис. 3.4). При нажатии клавиш «Вверх» - «Вниз», меняется цвет выбранной позиции путем очистки экрана и вывода титульной строки и активного меню с изменённой соответствующей позицией, а для входа нажимаем «Enter». При нажатии «Enter», входим в условие выбора при котором срабатывает позиция с соответствующим счётчиком «р». При входе в игру задается стартовая скорость и координаты вывода на экран, очищается экран от меню и входим в функцию игры с заданными параметрами (Рис. 3.3 и 3.3а).

Рисунок 3.3. Функция меню.

Рисунок 3.3а. Функция изменяющая цвет позиции при её выборе.

При игре новичок, происходит запуск таймера, очистка экрана, объявление переменных, выбор фигуры из массива массивов с помощью генератора случайных чисел и входим в цикл. Затем происходит вход в цикл падения фигуры. Тело цикла представляет собой сдвиг фигуры на одну строку ниже и проверка на нажатие кнопок "Вправо", "Влево", "Поворот", «Ускорение» и «Выход» (при нажатии этих кнопок происходит сдвиг фигуры вправо, влево и поворот вокруг своей оси или ускоряется падение соответственно). Условие окончания цикла - отсутствие свободного места под фигурой или нажатие Esc «Выход». После нажатия «Ускорение» или в случае бездействия игрока, начинается проверка полностью заполненных строк (Рис.2.4, 2.4а).

Рисунок 3.4. Игровой цикл.

Если такие имеются, то происходит их очистка и сдвиг всех строк, находящихся выше вниз и начисление очков (Рис. 3.5). Далее происходит новый выход ранее созданной случайным выбором фигуры и повторение алгоритма. Если же заполненных строк нет, то происходит проверка на свободное место в месте выхода фигуры. Если третья строка свободна, то происходит выбор фигуры и выполнение алгоритма цикла. При заполненном «стакане» происходит остановка игры и вывод результатов игры (Рис. 3.5, 3.10).

Рисунок 3.5. Проверка на заполненную линию, удаление и смещение, начисление очков.

При нажатии клавиши «Space» игровой цикл останавливается, очищается экран, выводиться строка из набора символов - «пауза» до нажатия любой клавиши для продолжения через функцию _getch(); (Рис. 3.6).

Рисунок 3.6. Режим паузы.

В игре используется весьма разные функции, которые требуют соответствующих библиотек (Рис. 3.7).

Рисунок 3.7. Использованные библиотеки.

Частью стандартной библиотеки C++ является библиотека iostream - объектно-ориентированная иерархия классов, где используется и множественное, и виртуальное наследование. В ней реализована поддержка для файлового ввода/вывода данных встроенных типов. Кроме того, разработчики классов могут расширять эту библиотеку для чтения и записи новых типов данных. Для игры использован объект «cout» c перегружаемым оператором «<<». Также для ввода-вывода использована библиотека #include <stdio.h> для работы функции printf("Колличество очков: %i", score), в которой используется в кавычках выводимый текст и %i - десятичное число целого типа со знаком, которое находиться за кавычками и запятой в переменной score.

Библиотека stdlib.h содержит в себе функции, занимающиеся выделением памяти, контроль процесса выполнения программы, преобразования типов и другие. В нашем случае это генерация случайного числа, реализована установкой начального значения srand и псевдослучайного rand в процессе. Пример в нашем коде (Рис. 3.8):

Рисунок 3.8. Случайный выбор и создание фигуры.

Библиотека Сonio.h (от англ. console input-output -- консольный ввод-вывод) -- заголовочный файл для создания текстового интерфейса пользователя. В нашем случае это члены-функции:

ь kbhit() определяет, было ли нажатие клавиш клавиатуры;

ь getch() считывает символ напрямую из консоли без использования буфера и echo-вывода.

Пример из кода использования для режима «пауза» и ввод данных с клавиатуры в игровой цикл и меню (Рис. 3.3, 3.4, 3.9):

Рисунок 3.9. Использование функций kbhit() и getch().

Библиотека string -- класс с методами и переменными для организации работы со строками. Я её использовал для вывода «Титульной» надписи, надписей «Пауза» и «Вы проиграли!» (Рис. 3.2а, 3.6, 3.10):

ь const char* GAME_TITLE;

ь const char* Paused;

ь const char* Control;

ь const char* Game_Over.

Рисунок 3.10. Использование типа const_pointer из библиотеки string.

Заголовочный файл стандартной библиотеки locale, который используется для задач, связанных с локализацией. В коде он использован для работы макроса LC_ALL для корректного вывода русского языка в консоли (Рис. 3.8).

Библиотека Windows.h необходима для работы функции SetColor() и работает совместно с iostream и conio.h. Придаем краски в консоль (Рис. 2, 3.2, 3.3, 3.3а, 3.6, 3.10 и 3.11).

Рисунок 3.11. Объявление функции SetColor().

Заголовочный файл time.h, содержащий типы и функции для работы с датой и временем. Для игры использовал функции:

ь clock() которое возвращает время, измеряемое процессором в тактах от начала выполнения программы, или (?1), если оно не известно. Пересчет этого времени в секунды выполняется по формуле: clock() / CLOCKS_PER_SEC;

ь time_t которая возвращает текущее календарное время или ?1, если это время не известно. Если указатель tp не равен NULL, то возвращаемое значение записывается также и в *tp.

В игре происходит задержка цикла на заданное количество мс. Это дает возможность регулировать сложность игры - скорость падения фигуры (Рис. 3.4).

4. Тестирование программы