1.目标需求分解

俄罗斯方块游戏基础版，我们可以分为四个小部分：1、随机方块。2、游戏背景（矩形方格）。3、游戏规则控制系统。4、以及游戏界面。

1.1 随机方块

随机方块一共五种基本图形（基础图形如下图所示），也可以在上图的基础上增加更为复杂的图形。

在游戏中随机方块应该可以进行无次数的右旋转。

1.2 游戏背景

游戏背景是一个矩形方格，主要功能有两个：1、用于摆放随机方块，在操作游戏时，可以控制随机方块在背景方格中移动。当随机方块不再具有移动的条件时，随机方块固定在游戏背景方格中。2、当游戏背景方格满行时，可以消除整行，并让消除行上方的所有元素向下移动一行。

随机方块在游戏背景中什么时候停止移动并计入到背景中，在游戏规则控制系统中进行操作。

1.3 游戏规则控制系统

游戏规则控制系统是整个游戏的核心部分，它包含了三个基本部分：随机方块控制、背景控制、自动控制。

1.3.1 随机方块控制部分

随机方块的控制它包含了随机方块的旋转控制、水平移动控制、向下移动控制。这三部分控制都是人工操作，并且有严格的操作约束。

· 旋转约束：随机方块在背景旋转时，出现两种情况时应当停止旋转。1、当随机方块在背景的左右边界时，旋转后部分可见内容溢出背景边界。2、当旋转时，与背景其它可见内容重合时，应当停止旋转。

· 水平移动约束：与旋转约束的条件是一样的。

· 向下移动约束：1、当移动到背景底部时，应当停止向下移动。2、当向下移动时与背景其它可见内容发生重叠时，应当停止移动。

向下移动除了可以人工操作外，还应该由系统自动操作。自动向下移动的频率可以设置为每秒一个单位。当向下移动约束被触发时，标志着当前随机方块操作的结束。

1.3.2 背景控制

背景控制主是非人工操作，由系统自动操作完成。背景控制主要有三个操作：

· 生成新的随机方块:新的随机方块应该出现在背景矩形的顶端，并且是在固定的位置。如果新的随机方块产生后，与背景可见元素重合，说明背景中的方块没有下移的可能，游戏结束。

· 判断背景满行消除:随后执行背景满行消除的一系列操作。

· 背景更新:当随机方块无法下移时，应当更新当前背景。

· 游戏开始：游戏开始时，保证游戏背景中无可见元素。并产生新的随机方块。

1.4 游戏图形界面设计

游戏界面主要体现两个作用，第一个作用是显示界面，界面至少能够显示出三部分内容：1、背景以及背景中的可见元素。2、随机方块的移动变化轨迹。3、游戏的开始按钮、以及下一个随机方块图形。游戏界面至少包含下图中这些信息。

第二个作用是控制监听。为了接入人工操作、我们需要对整个窗体进行按键监听，根据不同的按键来控制随机方块。当按下光标键”左”或”右”，表示随机方块向左或右移动一个单位。当按下光标键”下”，表示向下移动一个单位。当按下光标键”上”，表示向右旋转一个单位。

2. 程序设计

在需求分析中整个游戏设计成三个部分，根据要求我们设计了五个类来完成需求的目标功能，类图如下所示：

功能实现类图

2.1 详细设计

以上类中的主要成员变量和方法如下：

1.Matrix类：矩阵，由整型二维数组实现。主要提供了功能有：矩阵的相加方法、旋转方法、矩阵元素设置、矩阵数据判断等方法。Matrix中的成员变量和方法较多，下面用两个表进行说明。

注意Matrix中的方法在游戏中没有被全部的使用到，这个类是一个单独的矩阵类。

2. TetrisBlock：随机方块，规则矩阵，是Matrix的子类。包含成员变量如下:

· private int type:表示方块的形状参数，默认为0。

· public static final int TYPE1：默认为0，表示该方块是随机方块图形二。

· public static final int TYPE2：默认为1，表示该方块是随机方块图形一。

· public static final int TYPE3：默认为2，表示该方块是随机方块图形三。

· public static final int TYPE4：默认为3，表示该方块是随机方块图形四。

· public static final int TYPE5：默认为4，表示该方块是随机方块图形五。

· private static Random rand：随机数类，用于随机生成方块。该变量声明并初始化

TetrisBlock方法如下：

· public TetrisBlock(int row,int column,int type)：构造方法，需要设置行、列，以及方块的形状。

· public static TetrisBlock getRandomBlock()：随机生成不同类型的方块对象。

· public Color getColor()：由方块的类型决定颜色，返回颜色对象。

3. TetrisBase：游戏背景矩形框，用于存放随机方块元素了，是Matrix的子类。成员变量为两静态整型常量row、column分别表示矩阵的行和列数。默认值row为14，column为10。方法说明如下：

· public TetrisBase()：构造方法，以row和column为参数调用父类构造方法。

· public Matrix add(TetrisBlock addBlock,int rowIndex,int columnIndex)：覆盖了父类方法，在错位相加时，如果addBlock中的有效数据元素没有被加入到TetrisBase中，返回相加前的矩阵。

· public void clearRow()：清除正行。当前矩阵的行中充满有效数据时，清除该行。并调用rowDown方法。

· private void rowDown(int row)：矩阵下移，让row以上的矩阵元素下移一个单位。

4． Option：控制类，主要控制随机方块的移动、以及旋转。其成员变量如下：

· private static int x，y：表示随机方块TetrisBlock和TetrisBase错位相加时的偏移量,默认x=0,y=3。

· private static boolean OptionOver:表示当前随机方块操作完结状态，为false表示操作未完成，true表示已经完成。

Option提供的控制方法如下表所示：

还有一个无关方法printTetris(Matrix t)，用于测试矩形背景和方块相加后的元素图形。

5. GameGui：游戏界面，JFrame子类。它包含了多个界面Swing元素，我们不一一列举。包含的其它成员变量如下：

· private TetrisBlock currGrap：当前方块。

· private TetrisBlock nextGrap：下一个方块。

· private TetrisBase te：游戏背景矩形。

· private KeyListener gameLi：按键监听对象。

GameGui包含的方法如下表所示：

具体实现代码可在gitee上进行下载：https://gitee.com/brewerJava/JavaLearn/tree/master/Tetris/src/edu

程序运行后，游戏视频如下：