Тетрис

Чувашский государственный университет  им. И.Н.Ульянова

Кафедра вычислительной техники

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

по объектно-ориентированному программированию

на тему

«Тетрис»

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент группы

ИВТ – 41-07

Руденко К.С.

 

Проверил: Обломов И.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

Чебоксары 2010 год.

 

Содержание

Оглавление

Содержание 2

Аннотация 3

Введение 4

Постановка задачи 5

Метод решения задачи 5

Алгоритм работы программы 6

Алгоритм процедуры обработки сообщения от таймера 7

Проектирование иерархии классов 8

Пример работы программы 11

Выводы по работе 11

Список используемой литературы 12

Приложение 13

 

 

Аннотация

В данном документе  описывается программа, написанная в соответствии с постановкой  задачи на курсовое проектирование по теме "Тетрис" по дисциплине "Объектно-ориентированное  программирование". Данная программа  осуществляет вывод на экран случайным  образом падение различных фигур. Входными данными является управление падающими фигурами.

Назначение программы - развлечение играющих, совершенствование  их координации и логического  мышления. Программа может применяться  в качестве игровой на разных типах  персональных компьютеров.

Требованием к  аппаратному и программному обеспечению  является наличие персонального  компьютера, видеоадаптера класса VGA и наличием достаточного количества оперативной памяти (достаточно 1.5Мб). На компьютере должна быть установлена  операционная система Windows 2000 или более поздняя версия.

 

 

Введение

По окончанию  курса “Объектно-ориентированное  программирование” стоит задача в закреплении навыков объектном  программировании на ЭВМ. Она состоит  в написании программы.

В современном  мире обработки информации очень  удобно использование диалогового  режима работы, а также целесообразно  использовать компилятор который более  экономно распределяет память и ресурсы  центрального процессора. Поэтому, в  качестве среды разработки программы  была выбрана Microsoft Visual Studio – программы, управляемая событиями (события от клавиатуры и др.).

 

Постановка  задачи

Требуется написать программу – тетрис, осуществляющую падение фигур и наложение  их друг на друга, возможность поворота фигур, а также подсчет заполненных  линий.

Метод решения  задачи

Фигуры представляются в виде объектов, состоящие из 4 квадратов  и хранящиеся в матрице размерностью 4x4. Соответственно существует класс, описывающий  каждую фигуру. В программе нужно контролировать движения фигур, что осуществляется с помощью соответствующих классов. Для работы с графикой, можно использовать следующие библиотеки: OpenGL, DirectX и GDI. OpenGL позволяет работать как с двумерной, так и трехмерной графикой, что дает доступ к большому числу аппаратных возможностей видеокарты. DirectX аналогичен по возможностям с OpenGL. GDI (Graphics Device Interface) - интерфейс Windows для представления графических объектов и передачи их на устройства отображения, такие как мониторы и принтеры.

Поскольку в  нашем случае работа с трехмерной графикой не нужна, то не имеет смысла использовать OpenGL и DirectX. Для нашего двухмерного приложения вполне подойдет интерфейс GDI.

Для облегчения программирования под WinAPI было создано  некоторое количество объектно-ориентированных  надстроек для него. В числе  самых распространенных - Microsoft Foundation Class Library (MFC) от Microsoft (используемая в MS Visual Studio). Для облегчения работы с функциями и структурами GDI в MFC создан набор классов, являющихся обертками для WinAPI структур и дескрипторов. Собственно, эта настройка и будет применена при разработке приложения. 

Алгоритм  работы программы

Так как создается  оконное приложение, то работа с  ним идет через сообщения, поэтому  работа программы – это бесконечный  цикл с проверкой новых сообщений  и их обработкой.

 

Начало

Обработать сообщение

true

Конец

Определение класса главного окна

Инициализация параметров класса окна

Создание экземпляра окна

       true

Есть сообщения в очереди

true

false

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алгоритм  процедуры обработки сообщения  от таймера

Таймер в программе  задает скорость падения фигуры вниз. Также производится проверка возможности  движения фигуры вниз.

Начало

Конец

Движение вниз

Добавление квадратов фигуры к  объекту пола

Достигли пола ?

false

 

Отрисовка всего поля

true

Уничтожение заполненных строк

Создание новой фигуры

Отрисовка всего игрового поля

 

 

 

Проектирование  иерархии классов

В процессе разработки программы, помимо собственных классов, наследовались классы, определенные в файле afxwin.h, который необходим при использовании MFC, т.к.  определяет некоторые расширения MFC.

Конкретно, наследовались  следующие классы: класс, предназначенный для создания приложения, и класс, предназначенный для создания окна. Другими словами, для создания минимальной программы необходимо породить один класс от CWinApp, а другой - от CFrameWnd. Эти два класса обязательны для любой программы.

CWinApp это один из фундаментальных классов, поскольку предназначен для создания самого приложения. В каждой программе имеется один и только один объект этого класса. Как только он будет создан, приложение начнет выполняться.

 

// Класс приложения. Должен существовать только один  экземпляр этого класса.

// Функция InitInstance() вызывается при запуске приложения.

class MyApp : public CWinApp

{public:

virtual BOOL InitInstance()

{

// Создание главного  окна приложения и его отображение.

// Член MyApp::m_pMainWnd - это  указатель на объект главного  окна.

m_pMainWnd = new TetrisWnd;

m_pMainWnd->ShowWindow(SW_SHOWNORMAL);

return TRUE;

}

};

// Создание одного  и только одного экземпляра  приложения

MyApp app;

 

Класс CMenu содержит большинство функциональных возможностей меню.

 

class CMenu : public CObject

{

DECLARE_DYNCREATE(CMenu)

public:

 

// Constructors

CMenu();

 

BOOL CreateMenu();

BOOL CreatePopupMenu();

BOOL LoadMenu(LPCTSTR lpszResourceName);

BOOL LoadMenu(UINT nIDResource);

BOOL LoadMenuIndirect(const void* lpMenuTemplate);

BOOL DestroyMenu();

}

 

Собственные разработанные  классы:

 

Класс Shape необходим для построения форм фигур и их поворота.

 

//--------------------------------

// Класс формы  фигуры

//--------------------------------

class Shape

{

public:

bool  cells[4][4]; // Матрица 4x4, которая содержит форму

ShapeType curType; // Текущий тип формы

 

void NewShape( ShapeType ); // Создание новой формы

void Rotate(); // Поворот формы

void ClearShape( bool c[4][4] ); // Очистить матрицу формы

};

 

Класс TetrisWnd - класс главного окна приложения. Данный класс отвечает за создание главного окна приложения, его перерисовку, а также содержит методы контроля положения фигур в пределах окна.

 

//-----------------------------------

// Класс главного  окна тетриса

//-----------------------------------

class TetrisWnd : public CFrameWnd

{

public:

TetrisWnd();

void NewShape();  // Создание новой формы наверху

COLORREF ShapeColor(int color); // Зарезервированные цвета фигур

bool CheckLeft();  // Проверка возможности переместиться влево

bool CheckRight();  // Проверка возможности переместиться вправо

void CheckForLine();  // Проверка на завершенную (заполненную) линию

bool IsAtBottom();  // Проверка возможности двигать фигуру вниз

void ClearStock();  // Очистить игровое поле

CRect GetRect();  // Получить прямоугольник размещения формы

int color;   // Текущий цвет фигуры

 

private:

CMenu menu;   // Создание экземпляра класса Меню

Shape shape;   // Создание экземпляра класса Формы

short stock[20][10]; // Размеры главного окна

int curY;   // Текущая позиция по Y

int curX;   // Текущая позиция по X

bool bGame;   // True - есть место для падение фигур. False - нет

int score;   // Подсчет счета

int speed;   // Скорость падения фигур

 

protected:

//{{AFX_VIRTUAL(TetrisWnd)

protected:

 // Создание окна

 // 1 - Создать окно

 // 0 - В процессе создания окна возникла ошибка

virtual BOOL PreCreateWindow(CREATESTRUCT& cs);

//}}AFX_VIRTUAL

 

protected:

//{{AFX_MSG(TetrisWnd)

afx_msg void OnPaint();  // Перерисовка окна 

afx_msg void OnTimer(UINT nIDEvent); // Таймер (для задание скорости падения фигур)

afx_msg void OnKeyDown(UINT nChar, UINT nRepCnt, UINT nFlags); // Обработчик нажатия клавиши

afx_msg void OnGameNew(); // Новая игра

afx_msg void OnGameExit(); // Выход из игры

afx_msg void OnClose();  // Завершение процесса

afx_msg void OnHelpAbout(); // Вызок справки

//}}AFX_MSG

DECLARE_MESSAGE_MAP()

};

 

Пример  работы программы

На ниже представленных рисунках можно увидеть пользовательский интерфейс разработанной программы. Он довольно таки прост для понимания  и использования.

 

 

Выводы  по работе

В процессе выполнения курсовой работы закреплены знания языка С++, изучена концепция ООП, получены навыки разработки программ под управлением ОС Windows.

 

Список  используемой литературы

 

1. Б.Страуструп. Язык программирования С++, 3-е изд./Пер. с англ.- СПб.; М.; «Невский Диалект» - «Издательство БИНОМ», 1999 г. – 991с., ил.
2. Т.А. Павловская. C/C++. Программирование на языке высокого уровня, Москва, 2003г.
3. MSDN

 

Приложение

#include<afxwin.h>

#include<stdio.h>

#include<time.h>

#include"resource.h"

 

enum ShapeType { line, square, rightL, leftL, pyramide, leftZ, rightZ}; // Типы форм

#define size 20 // Размер квадрата формы

 

//--------------------------------

// Класс формы  фигуры

//--------------------------------

class Shape

{

public:

bool  cells[4][4]; // Матрица 4x4, которая содержит форму

ShapeType curType; // Текущий тип формы

 

void NewShape( ShapeType );  // Создание новой формы

void Rotate();     // Поворот формы

void ClearShape( bool c[4][4] ); // Очистить матрицу формы

};

 

// Очистить матрицу  формы

void Shape::ClearShape( bool c[4][4] )

{

for( int i=0; i<4; i++)

for( int j=0; j<4; j++)

c[i][j]=false;

}

 

// Создание новой  формы 

void Shape::NewShape( ShapeType type )

{

ClearShape(cells); // Очистить матрицу формы

int i;

curType=type;

 

switch(type)

{       // 1,1,1,1

case line: for(i=0; i<4; i++)   // 0,0,0,0

cells[0][i]=true;  // 0,0,0,0

break;     // 0,0,0,0

 

case square: for(i=0; i<2; i++)   // 1,1,0,0

for(int j=0; j<2; j++) // 1,1,0,0

cells[i][j]=true; // 0,0,0,0

break;     // 0,0,0,0

 

case leftL: for(i=0; i<3; i++)   // 1,1,1,0

cells[0][i]=true;  // 0,0,1,0

cells[1][2]=true;   // 0,0,0,0

break;     // 0,0,0,0

 

case rightL: for(i=0; i<3; i++)   // 1,1,1,0

cells[0][i]=true;  // 1,0,0,0

cells[1][0]=true;   // 0,0,0,0

break;     // 0,0,0,0

 

case pyramide: for(i=0; i<3; i++)  // 0,1,0,0

cells[1][i]=true;  // 1,1,1,0

cells[0][1]=true;   // 0,0,0,0

break;     // 0,0,0,0

 

case leftZ: cells[0][0]=true; cells[1][0]=true;  // 1,0,0,0

cells[1][1]=true; cells[2][1]=true; // 1,1,0,0

break;      // 0,1,0,0

// 0,0,0,0

 

case rightZ: cells[0][1]=true; cells[1][0]=true;   // 0,1,0,0

cells[1][1]=true; cells[2][0]=true; // 1,1,0,0

break;      // 1,0,0,0

// 0,0,0,0

}

}

 

// Поворот формы

void Shape::Rotate()

{

switch(curType)

{

case line:

{

int k;

if(cells[0][0]==true)

{

ClearShape(cells);

for(k=0; k<4; k++)

cells[k][1]=true;

}

else

{

ClearShape(cells);

for(k=0; k<4; k++)

cells[0][k]=true;

}

}

case square: return;

}

 

bool tempShape[4][4];

ClearShape(tempShape);

 

for(int j=3-1 , c=0; j>=0 ; j-- , c++)

for(int i=0; i<3; i++)

tempShape[c][i]=cells[i][j];

 

ClearShape(cells);

 

for(int f=0; f<3; f++)

for(int d=0; d<3; d++)

cells[f][d]=tempShape[f][d];

}

 

//-----------------------------------

// Класс главного окна тетриса

//-----------------------------------

 

class TetrisWnd : public CFrameWnd

{

public:

TetrisWnd();

void NewShape();  // Создание новой формы наверху

COLORREF ShapeColor(int color); // Зарезервированные цвета фигур

bool CheckLeft();  // Проверка возможности переместиться влево

bool CheckRight();  // Проверка возможности переместиться вправо

void CheckForLine(); // Проверка на завершенную (заполненную) линию

bool IsAtBottom();  // Проверка возможности двигать фигуру вниз

void ClearStock();  // Очистить игровое поле

CRect GetRect();  // Получить прямоугольник размещения формы

int color;    // Текущий цвет фигуры

 

private:

CMenu menu;   // Создание экземпляра класса Меню

Shape shape;   // Создание экземпляра класса Формы

short stock[20][10]; // Размеры главного окна

int curY;    // Текущая позиция по Y

int curX;    // Текущая позиция по X

bool bGame;   // True - есть место для падение фигур. False - нет

int score;    // Подсчет счета

int speed;    // Скорость падения фигур

 

protected:

//{{AFX_VIRTUAL(TetrisWnd)

protected:

 // Создание окна

 // 1 - Создать окно

 // 0 - В процессе создания окна возникла ошибка

virtual BOOL PreCreateWindow(CREATESTRUCT& cs);

//}}AFX_VIRTUAL

 

protected:

//{{AFX_MSG(TetrisWnd)

afx_msg void OnPaint();  // Перерисовка окна 

afx_msg void OnTimer(UINT nIDEvent); // Таймер (для задание скорости падения фигур)

afx_msg void OnKeyDown(UINT nChar, UINT nRepCnt, UINT nFlags); // Обработчик нажатия клавиши

afx_msg void OnGameNew(); // Новая игра

afx_msg void OnGameExit(); // Выход из игры

afx_msg void OnClose();  // Завершение процесса

afx_msg void OnHelpAbout(); // Вызок справки

//}}AFX_MSG

 

DECLARE_MESSAGE_MAP();

};

 

BEGIN_MESSAGE_MAP(TetrisWnd,CFrameWnd)

//{{AFX_MSG_MAP(TetrisWnd)

ON_WM_PAINT()  // Сообщение для перерисовки окна  

ON_WM_TIMER()  // Реагировать на таймер

ON_WM_KEYDOWN()  // Реакция на нажатие клавиши

ON_COMMAND(ID_GAME_NEW, OnGameNew)  // Связываем ID код с обработчиком

ON_COMMAND(ID_GAME_EXIT, OnGameExit) // Связываем ID код с обработчиком

ON_WM_CLOSE()  // Завершение процесса

ON_COMMAND(ID_HELP_ABOUT, OnHelpAbout)  // Связываем ID код с обработчиком

//}}AFX_MSG_MAP