Тетрис на C# в 100 строк

в 13:12, , рубрики: C#, интересный код, разработка игр

Недавно мне в голову пришла идея — написать простенькую игру в минимальное количество строк. Мой выбор пал на тетрис. В этой статье я опишу свой код.

Для начала стоит отметить, что в свою реализацию я включил только базовые возможности:

  • движение фигурок влево/вправо;
  • падение фигурок;
  • поворот фигурок;
  • удаление заполненных фигурок;
  • окончание игры.

Итак, сперва добавим на форму PictureBox и создадим таймер.

Также для игры понадобятся:

        public const int width = 15, height = 25, k = 15; // Размеры поля и размер клетки в пикселях
        public int[,] shape = new int[2, 4]; // Массив для хранения падающей фигурки (для каждого блока 2 координаты [0, i] и [1, i]
        public int[,] field = new int[width, height]; // Массив для хранения поля
        public Bitmap bitfield = new Bitmap(k * (width + 1) + 1, k * (height + 3) + 1);
        public Graphics gr; // Для рисования поля на PictureBox

Заполним поле по краям:

            for (int i = 0; i < width; i++)
                field[i, height - 1] = 1;
            for (int i = 0; i < height; i++) {
                field[0, i] = 1;
                field[width - 1, i] = 1;
            }

Заполним фигуру:

       public void SetShape(){
            Random x = new Random(DateTime.Now.Millisecond);
            switch (x.Next(7)){ // Рандомно выбираем 1 из 7 возможных фигурок
                case 0: shape = new int[,] { { 2, 3, 4, 5 }, { 8, 8, 8, 8 } }; break; 
                case 1: shape = new int[,] { { 2, 3, 2, 3 }, { 8, 8, 9, 9 } }; break;
                case 2: shape = new int[,] { { 2, 3, 4, 4 }, { 8, 8, 8, 9 } }; break;
                case 3: shape = new int[,] { { 2, 3, 4, 4 }, { 8, 8, 8, 7 } }; break;
                case 4: shape = new int[,] { { 3, 3, 4, 4 }, { 7, 8, 8, 9 } }; break;
                case 5: shape = new int[,] { { 3, 3, 4, 4 }, { 9, 8, 8, 7 } }; break;
                case 6: shape = new int[,] { { 3, 4, 4, 4 }, { 8, 7, 8, 9 } }; break;
            }
        }

Процедура, которая рисует «стакан» в PictureBox:

public void FillField(){
            gr.Clear(Color.Black); //Очистим поле
            for (int i = 0; i < width; i++)
                for (int j = 0; j < height; j++)
                    if (field[i, j] == 1){ // Если клетка поля существует
                        gr.FillRectangle(Brushes.Green, i * k, j * k, k, k); // Рисуем в этом месте квадратик
                        gr.DrawRectangle(Pens.Black, i * k, j * k, k, k);
            }
            for (int i = 0; i < 4; i++){ // Рисуем падающую фигуру
                gr.FillRectangle(Brushes.Red, shape[1, i] * k, shape[0, i] * k, k, k);
                gr.DrawRectangle(Pens.Black, shape[1, i] * k, shape[0, i] * k, k, k);
            }
            FieldPictureBox.Image = bitfield;
        }

Фигурки я сначала двигаю, а потом проверяю, возможен такой вариант или нет. Если в каком-то месте находится ошибка (фигура вышла за пределы поля или наложилась на уже лежащую в поле фигуру), фигурка возвращается на своё прежнее место. Для этого я написал функцию, которая возвращает true, если на поле нашлась ошибка или false, если ошибки нет:

       public bool FindMistake(){
            for (int i = 0; i < 4; i++)
                if (shape[1, i] >= width || shape[0, i] >= height || 
                    shape[1, i] <= 0 || shape[0, i] <= 0 || 
                    field[shape[1, i], shape[0, i]] == 1)
                        return true; 
            return false;
        }

Теперь приступим к передвижению фигурки. Создадим в конструкторе событие KeyDown.

Движение влево:

      switch (e.KeyCode){
            case Keys.A:
                for (int i = 0; i < 4; i++) 
                    shape[1, i]--; // Сначала сдвигаем координаты всех кусочков фигуры на 1 влево по оси OX 
                if (FindMistake()) // Если после этого нашлась ошибка
                    for (int i = 0; i < 4; i++) 
                            shape[1, i]++; // Возвращаем фигурку обратно на 1 вправо
                break;
            ...
           }

Аналогично движение вправо:

 case Keys.D:
     for (int i = 0; i < 4; i++) 
          shape[1, i]++;
     if (FindMistake())
          for (int i = 0; i < 4; i++)
               shape[1, i]--;
break;

Переворот фигурки устроен немного сложнее:

case Keys.W:               
                var shapeT = new int[2, 4]; 
                Array.Copy(shape, shapeT, shape.Length); // Создадим копию фигурки, чтобы в случае, когда после переворота на поле найдется ошибка, не переворачивать её обратно, а просто восстановить копию
                int maxx = 0, maxy = 0; 
                for (int i = 0; i < 4; i++){
                    if (shape[0, i] > maxy)
                            maxy = shape[0, i]; 
                    if (shape[1, i] > maxx)
                            maxx = shape[1, i];
                } // Найдем максимальные координаты значения фигуры по X и по Y
                for (int i = 0; i < 4; i++) { 
                    int temp = shape[0, i];
                    shape[0, i] = maxy - (maxx - shape[1, i]) - 1;
                    shape[1, i] = maxx - (3 - (maxy - temp)) + 1;
                } // Перевернем фигуру. Эти формулы я обнаружил после тщательного изучения нарисованного квадратика с фигурой до и после переворота.
                if (FindMistake())
                        Array.Copy(shapeT, shape, shape.Length);                
                break;

Теперь осталось только добавить падение фигурок и убирание строк. Все это будет происходить по событию TimerTick:

private void TickTimer_Tick(object sender, System.EventArgs e){
            if (field[8, 3] == 1)
                Environment.Exit(0); // Если клетка поля, на которой появляются фигурки заполнены, завершить программу.
            for (int i = 0; i < 4; i++) 
                shape[0, i]++; // Сместить фигурку вниз
            if (FindMistake()){
                for (int i = 0; i < 4; i++)
                    field[shape[1, i], --shape[0, i]]++;                 
                SetShape();
            } // Если нашлась ошибка, перенести фигурку на 1 клетку вверх, сохранить её в массив field и создать новую фигурку
            for (int i = height - 2; i > 2; i--){
                var cross = (from t in Enumerable.Range(0, field.GetLength(0)).Select(j => field[j, i]).ToArray() where t == 1 select t).Count(); // Количество заполненных полей в ряду
                if (cross == width)
                    for (int k = i; k > 1; k--)
                        for (int l = 1; l < width - 1; l++)
                            field[l, k] = field[l, k - 1];
            } // Проверка на заполненность рядом, если нашлись ряды, в которых все клетки заполнены, сместить все ряды, которые находятся выше убранной линии, на 1 вниз

            FillField(); // Перерисовать поле
        }

Ну и наконец, при создании формы надо вызвать:

   SetShape();

Итоговый код:

using System;
using System.Linq;
using System.Drawing;
using System.Windows.Forms;
namespace LittleTetris{
    public partial class Form1 : Form{
        public const int width = 15, height = 25, k = 15;
        public int[,] shape = new int[2, 4];
        public int[,] field = new int[width, height];
        public Bitmap bitfield = new Bitmap(k * (width + 1) + 1, k * (height + 3) + 1);
        public Graphics gr;
        public Form1(){
            InitializeComponent();
            gr = Graphics.FromImage(bitfield);
            for (int i = 0; i < width; i++)
                field[i, height - 1] = 1;
            for (int i = 0; i < height; i++) {
                field[0, i] = 1;
                field[width - 1, i] = 1;
            }
            SetShape();
        }
        public void FillField(){
            gr.Clear(Color.Black);
            for (int i = 0; i < width; i++)
                for (int j = 0; j < height; j++)
                    if (field[i, j] == 1){
                        gr.FillRectangle(Brushes.Green, i * k, j * k, k, k);
                        gr.DrawRectangle(Pens.Black, i * k, j * k, k, k);
                    }
            for (int i = 0; i < 4; i++){
                gr.FillRectangle(Brushes.Red, shape[1, i] * k, shape[0, i] * k, k, k);
                gr.DrawRectangle(Pens.Black, shape[1, i] * k, shape[0, i] * k, k, k);
            }
            FieldPictureBox.Image = bitfield;
        }
        private void TickTimer_Tick(object sender, System.EventArgs e){
            if (field[8, 3] == 1)
                Environment.Exit(0);
            for (int i = 0; i < 4; i++) 
                shape[0, i]++;
            for (int i = height - 2; i > 2; i--){
                var cross = (from t in Enumerable.Range(0, field.GetLength(0)).Select(j => field[j, i]).ToArray() where t == 1 select t).Count();
                if (cross == width)
                    for (int k = i; k > 1; k--)
                        for (int l = 1; l < width - 1; l++)
                            field[l, k] = field[l, k - 1];}
            if (FindMistake()){
                for (int i = 0; i < 4; i++)
                    field[shape[1, i], --shape[0, i]]++;                 
                SetShape();}
            FillField();
        }
        private void Form1_KeyDown(object sender, KeyEventArgs e){
           switch (e.KeyCode){
            case Keys.A:
                for (int i = 0; i < 4; i++)
                    shape[1, i]--;
                if (FindMistake())
                    for (int i = 0; i < 4; i++)
                            shape[1, i]++;
                break;
            case Keys.D:
                for (int i = 0; i < 4; i++)
                        shape[1, i]++;
                if (FindMistake())
                        for (int i = 0; i < 4; i++)
                            shape[1, i]--;
                break; 
            case Keys.W:               
                var shapeT = new int[2, 4];
                Array.Copy(shape, shapeT, shape.Length);
                int maxx = 0, maxy = 0; 
                for (int i = 0; i < 4; i++){
                    if (shape[0, i] > maxy)
                            maxy = shape[0, i]; 
                    if (shape[1, i] > maxx)
                            maxx = shape[1, i];
                }
                for (int i = 0; i < 4; i++) { 
                    int temp = shape[0, i];
                    shape[0, i] = maxy - (maxx - shape[1, i]) - 1;
                    shape[1, i] = maxx - (3 - (maxy - temp)) + 1;
                }
                if (FindMistake())
                    Array.Copy(shapeT, shape, shape.Length);
                break;      
           }
        }
        public void SetShape(){
            Random x = new Random(DateTime.Now.Millisecond);
            switch (x.Next(7)){
                case 0: shape = new int[,] { { 2, 3, 4, 5 }, { 8, 8, 8, 8 } }; break;
                case 1: shape = new int[,] { { 2, 3, 2, 3 }, { 8, 8, 9, 9 } }; break;
                case 2: shape = new int[,] { { 2, 3, 4, 4 }, { 8, 8, 8, 9 } }; break;
                case 3: shape = new int[,] { { 2, 3, 4, 4 }, { 8, 8, 8, 7 } }; break;
                case 4: shape = new int[,] { { 3, 3, 4, 4 }, { 7, 8, 8, 9 } }; break;
                case 5: shape = new int[,] { { 3, 3, 4, 4 }, { 9, 8, 8, 7 } }; break;
                case 6: shape = new int[,] { { 3, 4, 4, 4 }, { 8, 7, 8, 9 } }; break;
            }
        }
        public bool FindMistake(){
            for (int i = 0; i < 4; i++)
                if (shape[1, i] >= width || shape[0, i] >= height || 
                    shape[1, i] <= 0 || shape[0, i] <= 0 || 
                    field[shape[1, i], shape[0, i]] == 1)
                        return true; 
            return false;
        }
    }
}

В итоге, если не считать строк с закрывающейся скобкой и расписанного условия в FindMistake, получается 95 строк.

Вот скриншот работающей программы:

image

Автор: Limpich

Источник


* - обязательные к заполнению поля


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js