俄罗斯方块游戏设计与实现
摘要:
俄罗斯方块是一款风靡全球，从一开始到现在都一直经久不衰的电脑、手机、掌上游戏机产品，是一款游戏规则简单，但又不缺乏乐趣的简单经典小游戏，上手容易，适用范围广泛，人所共知。俄罗斯方块游戏简单的基本规则是有小方块组成的7种不同的规则图形陆续从屏幕上落下，玩家操作移动使其下落拼出一条完整的横条，随即会消失，玩家得分，游戏等级提高，当没有被消除的图形堆积到屏幕顶端时，游戏结束。
俄罗斯方块游戏最初是由俄罗斯人阿列克谢•帕基特诺夫在1984年开发的休闲小游戏，曾几何时它创造了无可匹敌的商业价值，影响了一代休闲小游戏的开发与产业链。随着信息时代科技时代的不断发展和变化，计算机已经普及到每一个人的生活中，在繁忙的工作生活中，这一类休闲小游戏给人们带来了些许的放松。
这篇论文详细的描述分析了经典传统的俄罗斯方块实现的基本思路和一些基本游戏规则，在此基础之上，更进一步地开发出俄罗斯方块的创新创意模式，在经典游戏基础上开发出随着分数增高而等级增高难度加大的模式，并且创意性的开发出可操控方块颜色变换的模块，并且增添了游戏声音和音乐模块。本论文对上述功能给出了具体实现流程、详细描述、和一些源代码。
本论文阐述了俄罗斯方块游戏的开发和发展历史、开发此游戏的意义以及开发环境并根据软件工程开发软件和java编写程序的相关知识，对程序的需求分析、概要设计、详细设计与实现、调试运行进行了一系列描述。
此次程序设计是在Microsoft Windows 7系统下，以python为开发语言，在Eclipse开发平台上进行游戏的设计与实现。
关键词：游戏设计；俄罗斯方块；软件工程；python；Eclipse。
目录:
第1章 设计目的:
1.1python 课设目的
1.2俄罗斯方块游戏设计目的
第2章 设计要求
2.1俄罗斯方块游戏设计要求
2.2设计规则
第3章 总体设计
3.1流程图设计
3.2功能图设计
第4章 设计实现
4.1最终实现结果
第5章 详细设计
5.1消除堆叠问题
5.2状态监控问题
第6章 调试与测试
第七章 设计总结
1设计目的
1.1python 课设目的
本课程设计是本专业的一门重要实践性教学环节。在学习了专业基础课和
《Python 程序设计》课程的基础上，本课程设计旨在加深对 Python 程序设计的识,对 Python 语言及其语言生态有一一个进一步的掌握和应用,学会运用 Python 准库及外接相关库来解决实际问题的基本能力,培养和提高学生分析问题、解问题的能力，尤其是提高学生使用 Python 为开发语言来进行问题描述、交流 5 思考的能力，为毕业设计和以后的工程实践打下良好的基础。
1.2俄罗斯方块游戏设计目的
伴随生活压力的增大，课程的结束，借着课程设计的机会，我们在众多题目中选择了俄罗斯方块来设计。俄罗斯方块游戏是一个经典的游戏，我们在计算器设计和俄罗斯方块中最终选择了它，因为觉得它更有挑战性，而且完成之后我们还可以在无聊的时候自己玩，觉得这是一个非常有意义的游戏。以下是俄罗斯方块游戏设计的目的：
（1）俄罗斯方块游戏从产生到现在已经几十年历史了，期间该游戏不停的优化，推陈出新，几十年来，仍然没有被淘汰，可见俄罗斯方块的受欢迎程度。
（2）俄罗斯方块游戏的设计就是为了给那些工作繁忙，压力大的人用来解压的，只需要一部手机或者电脑就可以了。同时也适合无聊时消磨时间，锻炼自己的大脑。此外，也适合学生在学习压力很大的时候适当放松。
（3）操作简便，就像是傻瓜式的操作，老少都可以很轻松的就能操纵。
（4）设计俄罗斯方块游戏比其他的更有挑战性。
第2章 设计要求
2.1俄罗斯方块游戏设计要求
操作说明：
游戏控制
开始：s字母键 暂停/继续：p字母键 重玩：r字母键
方块控制：
翻转：上方向键 下移：下方向键 左移：左方向键 右移：右方向键
快速到底：f字母键
2.2设计规则
玩家可以做的操作有：以 90 度为单位旋转方块，以格子为单位左右移动方块，让方块加速落下。
方块移到区域最下方或是着地到其他方块上无法移动时，就会固定在该处，而新的方块出现在区域上方开始落下。
随着玩的时间越来越长，方块下落的速度也越来越快，难度越来越高。
当固定的方块堆到区域最上方而无法消除层数时，则游戏结束。
一般来说，游戏还会提示下一个要落下的方块，熟练的玩家会计算到下一个方块，评估要如何进行。
第3章 总体设计
3.1 流程图设计
流程图是此次游戏设计必不可少的一部分，有了流程图才能知道此次游戏要如何设计，要从什么地方开始设计，本次俄罗斯方块游戏设计的流程图如图所示：
3.2 功能图设计
第4章 设计实现
4.1 最终实现结果
第5章 详细设计
在设计对应功能时，需要调用到方块的形状pieces参数以及gamedisplay类。 首先要定义游戏初始化时的游戏区情况。因为我们在设计方块时是将方块没有填充的部分用‘-’定义的，因此也用‘-’将游戏区的格子初始化为空。定义一个空列表为游戏区域（self指向的是类实例对象本身），因为一共有10列20行，所以先将列对应的列表给出，再使用for...in循环20次即可，将循环的列使用append添加进area列表当中，即可完成对游戏区的初始化定义。
5.2状态监控问题
俄罗斯方块问题由于下落方块具有随机性，并且当前仅提供两个方块的信息，无法获得未来 2 步以上的方块信息，因此由于信息的局限性，本问题无法求出全局最优解，但通过构造代价评估函数，可以确保每步可以选择最优的状态，进而在整体上能够实现较好的性能。但当最终将要抵达目标状态时，要判断此时每一次的得分情况，放置分数超过目标状态。
第6章 调试与测试
由小方块组成的不同形状的板块陆续从屏幕上方落下来，玩家通过调整板块的位置和方向，使它们在屏幕底部拼出完整的一条或几条。这些完整的横条会随即消失，给新落下来的板块腾出空间，与此同时，玩家得到分数奖励。
没有被消除掉的方块不断堆积起来，一旦堆到屏幕顶端，玩家便告输，游戏结束，本游戏得分越高越好。
第7章 设计总结
通过设计者预先设置的随机发生器不断地输出单个方块到场地顶部，以一定的规则进行移动、旋转、下落和摆放，锁定并填充到场地中。每次摆放如果将场地的一行或多行完全填满，则组成这些行的所有小正方形将被消除，并且以此来换取一定的积分或者其他形式的奖励。而未被消除的方块会一直累积，并对后来的方块摆放造成各种影响。
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