Java项目实战之Java小游戏-俄罗斯方块设计与实现（附项目源代码地址）

该项目gitee地址：https://gitee.com/lsy_loren/loren-tetris.git

一、游戏概述

本游戏是一款经典的俄罗斯方块游戏，使用Java语言开发，具有图形用户界面（GUI）。玩家通过操作方块的移动、旋转和下落，使其填满一行或多行来消除得分，并随着得分的增加提升等级。游戏还具备暂停、阴影显示、本地记录保存等功能。

二、游戏架构

（一）总体架构

游戏采用了MVC（Model-View-Controller）架构模式，将游戏的数据、界面显示和用户交互逻辑分离。

• Model（模型层）：由GameData类及其相关的数据实体类（如Block和BlockShape）组成，负责存储游戏的状态信息，包括游戏地图、当前方块、下一个方块、得分、等级、游戏时间等。
• View（视图层）：主要由GameFrame、GamePanel以及各种Box类（如BoxExplain、BoxGrade等）构成，负责游戏的图形界面显示，包括游戏窗口的创建、游戏区域的绘制、各种信息框（如操作说明、等级显示、分数统计等）的呈现。
• Controller（控制层）：GameService类作为控制器，负责处理用户的输入操作（键盘事件），并根据操作更新游戏模型的状态，同时协调视图层的更新。

（二）模块详细介绍

1. 模型层

• GameData类
  • 包含游戏地图（gameMap），是一个二维数组，用于存储方块在游戏区域中的位置和状态。
  • 记录当前方块（current）和下一个方块（next）的形状和位置信息。
  • 维护游戏的各种状态，如游戏是否结束（gameOver）、是否显示阴影（enableShadow）、是否暂停（gamePause）等。
  • 管理游戏的得分（gameScore）、消行数量（gameRemoveCount）、等级（gameGrade）以及游戏时间（gameTimeHour、gameTimeMinute、gameTimeSecond）。
  • 提供方法用于获取和设置上述各种属性，并实现了本地记录的读取和保存功能。
• Block类
  • 表示游戏中的单个方块，具有位置信息（x和y坐标）、大小（size）、颜色（color）以及是否冻结（frozen）的属性。
  • 提供方法用于获取和设置方块的属性，以及创建冻结方块的静态方法。
• BlockShape类
  • 定义方块的形状，由多个Block组成一个形状。
  • 包含各种预定义的方块形状（如左7形状、右7形状、左Z形状等）的静态方法，以及随机生成方块形状的方法。
  • 提供方法用于移动（blockShapeMove）和旋转（blockShapeRotate）方块形状，以及拷贝方块形状（copyBlockShape）的功能。

2. 视图层

• GameFrame类
  • 继承自JFrame，是游戏的主窗口。
  • 设置窗口的标题、大小、可调整性等属性，并将GamePanel设置为内容面板，最后显示窗口。
• GamePanel类
  • 继承自JPanel，是游戏的主要绘制区域。
  • 初始化游戏按钮（btnGameStart），设置其属性和位置，并添加点击事件监听器，用于开始游戏。
  • 初始化游戏数据（initGameData）和加载游戏边框（loadGameBoxList），包括各种信息框的创建和添加到列表中。
  • 重写paintComponent方法，用于绘制游戏界面，遍历gameBoxList并调用每个Box的paint方法进行绘制。
• Box类及其子类（如BoxExplain、BoxGrade等）
  • Box类是一个抽象类，定义了基本的属性（如位置和大小）和方法（如paint方法）。
  • 各个子类继承自Box类，并重写gameAction方法，用于在特定的区域绘制不同的游戏信息。例如：
    • BoxExplain类用于绘制操作说明，包括旋转、移动、速落、阴影、暂停等操作的按键提示。
    • BoxGrade类用于绘制当前游戏等级。
    • BoxBlock类用于绘制游戏地图中的方块，包括冻结方块和非冻结方块的不同绘制方式，以及在启用阴影时绘制当前方块的阴影。
    • BoxCount类用于绘制游戏的分数、消行数量、游戏时间以及下一级所需分数的进度条。

3. 控制层

• GameService类
  • 继承自KeyAdapter，用于处理键盘事件。
  • 在构造函数中初始化游戏面板（gamePanel）、游戏结束帧（gameOverFrame）和游戏数据（gameData），并启动游戏相关的线程（方块下落线程和游戏时间线程）。
  • 重写keyPressed方法，根据用户按下的不同按键执行相应的操作，如旋转方块、移动方块、速落、暂停、显示阴影等，并在操作后调用gamePanel.repaint方法更新界面。
  • 提供一系列私有方法用于处理方块的业务逻辑，包括方块的旋转、移动、冻结、消行等操作，以及游戏的统计功能（如更新得分、等级等）和消行闪烁效果的实现。
  • 提供saveDiskRecord方法用于保存本地记录，更新游戏按钮状态并重新绘制游戏面板。

三、游戏流程

（一）游戏启动

1. 程序启动后，GameFrame被创建并显示，其中包含GamePanel。
2. GamePanel初始化游戏按钮和游戏数据，并加载游戏边框信息框。
3. 玩家点击“开始游戏”按钮，触发按钮的点击事件监听器。

（二）游戏进行

1. 在按钮点击事件中，重新初始化游戏数据，设置游戏未结束，禁用开始按钮，并添加GameService作为键盘事件监听器，然后调用repaint方法更新界面。
2. GameService中的方块下落线程和游戏时间线程开始运行。
   • 方块下落线程：根据游戏是否暂停和当前等级计算方块下落的时间间隔，不断调用doBlockShapeDown方法使方块下落，并更新界面。
   • 游戏时间线程：每秒更新一次游戏时间，并更新界面。
3. 玩家通过键盘操作方块，GameService的keyPressed方法根据按键执行相应的方块操作，如旋转、移动等，并更新游戏数据和界面。

（三）游戏结束

1. 当方块无法再下落时，如果方块到达了游戏区域的顶部，游戏结束。
2. GameService设置游戏结束状态，移除键盘事件监听器，并显示GameOverFrame。
3. GameOverFrame提示玩家输入姓名，玩家输入后点击“确定”按钮，GameService调用saveDiskRecord方法保存本地记录，更新游戏按钮状态并重新绘制游戏面板。

四、游戏规则

1. 方块从游戏区域顶部开始下落，玩家可以通过键盘操作旋转、左右移动和加速下落方块。
2. 当方块填满一行或多行时，这些行将被消除，玩家获得相应的分数，并且上方的方块会自动下落填充空缺。
3. 随着得分的增加，玩家的等级会提升，方块下落的速度也会加快。
4. 玩家可以通过按下特定按键暂停游戏、显示当前方块的阴影。

五、数据存储

1. 游戏使用Serializable接口实现本地记录的保存和读取。
2. 本地记录文件（data/record.dat）存储了玩家的得分和姓名信息，最多保存5条记录。
3. 在GameData类中，通过getDiskRecordList方法读取记录文件，通过saveDiskRecordList方法保存记录。

六、界面设计

1. 游戏主窗口包含游戏区域和各种信息框，整体布局简洁明了。
2. 游戏区域绘制方块和阴影，信息框分别显示操作说明、等级、分数、消行数量、游戏时间以及下一级所需分数的进度条等信息。
3. 游戏结束帧提示玩家输入姓名，并显示得分信息。