在本篇Java课程设计中，学生们将通过设计一款经典的俄罗斯方块游戏来深入理解面向对象程序设计的概念。这个游戏设计项目不仅能够锻炼学生的编程技能，还能让他们掌握如何将复杂问题拆解为可管理的部分，以及如何利用类和对象来实现游戏逻辑。

1. 需求分析

在需求分析阶段，学生应明确游戏的基本功能和用户交互需求。俄罗斯方块的基本要求包括：

  • 游戏界面：展示游戏区域，显示下落的方块，以及得分。

  • 方块生成：随机生成不同形状的方块，如“L”形、“Z”形、“I”形等。

  • 方块移动：允许玩家左右移动下落的方块，以及旋转方块。

  • 方块消除：当一行被填满时，该行应消失，同时上方的方块下落填补空位。

  • 得分系统：根据消除的行数计算得分，并显示在界面上。

  • 游戏结束：当方块堆积到顶部，无法放下新的方块时，游戏结束。

1.1 总体设计思路

1.2.1 功能图

通常描绘了游戏的主要模块和它们之间的关系。在俄罗斯方块的设计中，可能包含以下功能：

  • 游戏启动与初始化

  • 方块生成与下落

  • 方块移动与旋转

  • 行消除

  • 得分计算

  • 游戏状态判断（游戏进行、暂停、结束）

  • 用户输入处理

1.2.2 类图

类图是面向对象设计的重要工具，它展示了游戏中的主要类及其相互关系。对于俄罗斯方块，可能包含以下类：

  • TetrisGame：游戏主类，负责游戏的控制流程，包含游戏状态、得分、当前方块、游戏区格等信息。

  • Block：方块类，表示各种形状的方块，包含位置、形状、颜色等属性，以及旋转、移动的方法。

  • GameBoard：游戏板类，存储游戏区格的状态，执行行消除和填充。

  • ScoreSystem：得分系统类，处理消除行的得分计算。

  • InputHandler：输入处理器类，响应用户的键盘输入，更新方块的位置或旋转。

2. 详细设计

2.1 TetrisGame类说明

TetrisGame类是游戏的核心，它包含了游戏的大部分逻辑。成员变量可能包括当前方块、游戏板、得分、游戏状态等。方法可能包括初始化游戏、处理用户输入、检查游戏结束条件、更新游戏状态等。

2.1.1 成员变量

  • 当前方块对象

  • 游戏板对象

  • 得分

  • 游戏状态（运行、暂停、结束）

2.1.2 方法

  • startGame()：启动游戏，初始化游戏状态。

  • handleInput(input)：处理用户输入，如移动、旋转方块。

  • update()：更新游戏状态，如方块下落、检测消除行等。

  • isGameOver()：检查游戏是否结束，即是否有方块堆到了顶部。

  • gameOver()：结束游戏，显示游戏结束信息。

2.2 Block类说明

Block类代表了各种形状的方块，它有自己的形状、颜色和位置。

2.2.1 成员变量

  • 形状数据（一个二维数组，表示方块的结构）

  • 位置坐标

  • 颜色

2.2.2 方法

  • rotate()：旋转方块。

  • moveLeft()和moveRight()：使方块左右移动。

  • isValidMove(newPosition)：检查在新位置上移动是否合法。