МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

БРЯНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра "Компьютерные технологии и системы"

Дисциплина "Языки и системы программирования"

















КУРСОВАЯ РАБОТА


Разработка программы для игры "Тетрис"
Руководитель

к. т. н., доц.

Студент гр.08-ПРО
БРЯНСК 2010


Оглавление
Задание на курсовую работу

Введение

1. Конструкторский раздел

1.1 Обоснование необходимости разработки

1.2 Обоснование и описание метода алгоритма

1.2.1 Математическая часть алгоритма

1.2.2 Графическая часть алгоритма

2. Технологический раздел

2.1 Выбор языка и среды программирования

2.2 Блок-схема программы

2.3 Вводимые и выводимые данные

2.4 Разработка и отладка текста программы

2.5 Разработка интерфейса пользователя

2.6 Тестирование программы

3. Руководство пользователя

3.1 Программно-аппаратные требования

3.2 Порядок работы с программой

Заключение

Список использованной литературы

Приложения

Задание на курсовую работу

По дисциплине "Языки и системы программирования"

Студент Шора Р.В. Группа 08-ПРО

Тема: Разработка программы для игры "Тетрис"

Техническое задание.

Программа должна осуществлять вывод на экран случайным образом последовательное падение шести различных фигур. Входными данными являются ввод вариантов скорости движения фигур сверху вниз, сдвиг фигур по горизонтали вправо и влево, а также поворот фигур вокруг своей оси по часовой стрелки. Должно происходить добавление очков за каждую заполненную строку, а также удалять эти заполненные строки.

Программа должна обладать простым пользовательским интерфейсом. Цветовая гамма - мягкая, не несущая психической и эмоциональной нагрузки.

Руководитель к. т. н., доц. Рощин С.М.

Введение

В данном документе описывается программа, написанная в соответствии с постановкой задачи по теме "Разработка программы для игры "Тетрис"" по дисциплине "Языки и системы программирования". Данная программа осуществляет вывод на экран случайным образом падение различных фигур. Входными данными является ввод вариантов скорости движения фигур сверху вниз и управление падающими фигурами.

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

История игры Тетрис начинается в июне 1985 года. Тетрис был изобретен Алексеем Пажитновым, а затем был интегрирован на ПК IBM Вадимом Герасимовым. После чего ига Тетрис начала распространяться по всей Москве, а затем уже и по всему миру. Сначала она была доставлена в Венгрию, где венгерские программисты интегрировали Тетрис для Apple II и Commodore 64.

Игра была замечена в мире, и несколько представителей крупных компаний, обращались к автору Тетриса, чтобы купить права на распространение игры. Алексей подписывает контракт с Mirrorsoft UK и Spectrum Holobyte, предоставляя им права на компьютерным версии Тетрис. После того, как первые копии Тетриса для домашних компьютеров были преданны, игра приобрела популярность среди населения и стала самой продаваемой компьютерной игрой в Англии и США в 1988 году.

Существует множество способов реализации данной программы. Их можно разделить по функциональности:

1)                математическое описание движений фигур;

2)                графическое отображение движений фигур;

В математической части рассматриваются основные принципы и законы движений фигур. Это самая важная часть программы. От неё зависит правильная работоспособность программы. Для её реализации можно использовать различные алгоритмы. Например описать движение фигуры двумя линейными функциями. Одна будет отвечать за расположение фигуры по горизонтали, другая по вертикале. Меняя за определенные промежутки времени значения переменных этих функций, будет меняться положение фигуры на плоскости. Третья функция будет отвечать за очистку полностью заполненных горизонталей. Основными недостатками этого способа является объявление большого числа переменных, отвечающих за описание уже упавших фигур, и создание большого числа дополнительных функций, отвечающих за поворот фигур вокруг своей оси.

Другой способ математического описания движения фигур и заполнения поля тетриса - создание двумерной матрицы n*k. Через определенный промежуток времени будет изменяться значения, соответствующие положению фигур на плоскости и уже упавшим фигурам. Т.е. значение матрицы расположенное на n-ой строке и в k-ом столбце, будет соответствовать части фигуры расположенной на n-ой горизонтали и k-ой вертикали.

Приведенные выше способы не являются единственными. Они лишь наиболее популярны в реализации программы "Тетрис" среди программистов.

Для графического отображения фигур и поля тетриса также существует большое количество различных способов. Например, двигать на плоскости уже готовые рисунки фигур "Тетриса". Тогда рисунки фигур будут храниться отдельными графическими файлами в памяти компьютера. Сложность данного способа реализации заключается в отображении уже упавших фигур и отображение повернутой фигуры вокруг своей оси. Для этого придется постоянно создавать новый рисунок поля из рисунков, хранимых в памяти компьютера.

Ещё один способ графического отображения фигур и поля тетриса - использование готовых элементов языка программирования. Наиболее часто для этих целей используют таблицы. Изменяя цвет ячеек таблицы через определенные промежутки времени можно отобразить на экране движение фигур и заполненные области поля. Также возможно использование таких элементов, как кнопки, области для надписей (Label). Изменяя их цвет, также можно отобразить движение фигур и заполненные области. Но у такого способа есть огромный минус - объявление большого числа таких элементов.

Так же возможно использование встроенных графических возможностей языка программирования. При рисовании фигур тетриса можно использовать простое изображение квадрата. Для его изображения необходимо знать лишь координаты верхнего левого угла, а также значение ширины квадрата.

При разработки программы для игры Тетрис был использовал объектно-ориентированный язык программирования Visual C#. Математическая часть программы была создана с помощью двумерной матрицы. Графическое отображение было реализовано с помощью графических возможностей языка Visual C#.

2.3 Вводимые и выводимые данные

Одной из самых важных функций любого языка программирования является предоставление возможностей для управления программой в ручную. Это подразумевает создание пользовательского интерфейса.

Выводимыми данными являются данные сообщаемые пользователю, а вводимыми являются те данные, которые пользователь сообщает программе.

Выводимые данные в программе представлены в виде графического отображения окна игры (Рис.3)


Рис.3
Окно игры.

Вводимыми данными представлены в виде программного кода, который необходимо выполнить при определенных действиях пользователя. А именно:

1)                нажатие клавиш Left, Right, Up, Space;

2)                работа пользователя со строкой меню.

2.4 Разработка и отладка текста программы

На этапе разработки алгоритма необходимо определить последовательность действий, которые надо выполнить для получения результата. Если задача может быть решена несколькими способами и, следовательно, возможны различные варианты алгоритма решения, то программист, используя некоторый критерий, например, скорость решения алгоритма, выбирает наиболее подходящее решение. Результатом этапа разработки алгоритма является подробное словесное описание алгоритма или его блок-схема.

После того как определены требования к программе и составлен алгоритм решения, алгоритм записывается на выбранном языке программирования. В результате получается исходная программа. Составление теста программы, наверное, самый сложный из этапов, требующий наибольшего внимания. Чтобы этот текст был понятен пользователю и составителю, используются комментарии.

Отладка - это процесс поиска и устранения ошибок. Ошибки в программе разделяют на две группы: синтаксические (ошибки в тексте) и алгоритмические. Синтаксические ошибки - наиболее легко устраняемые. Алгоритмические ошибки обнаружить труднее. Этап отладки можно считать законченным, если программа правильно работает на одном-двух наборах входных данных.

2.5 Разработка интерфейса пользователя

Тетрис - это игра. Поэтому, при разработки интерфейса пользователя необходимо учесть ряд особенностей:

1)                Интерфейс должен быть интуитивно понятен простому пользователю компьютера.

2)                Цветовая схема не должна раздражать человека.

Рассмотрим первый пункт.

Программа предназначена для приятного проведения свободного времени. Она недолжна иметь сильно сложную систему управления. Поэтому, была использована всем известная система управления программой - строка меню. Каждому пункту меню присвоено название, соответствующее функциональному назначению. Это облегчает работу пользователя.

Что же касается второго пункта, здесь применены "холодные" цвета (оттенки синего). Они не несут ни какой психической нагрузки, поэтому время препровождение для человека будет приятным.

2.6 Тестирование программы

Тестирование программы - это этап, на котором проверяется, как ведет себя программа на как можно большем количестве входных наборов данных, в том числе и на заведомо неверных.

Основные принципы организации тестирования:

1)                необходимой частью каждого теста должно являться описание ожидаемых результатов работы программы, чтобы можно было быстро выяснить наличие или отсутствие ошибки в ней;

2)                следует по возможности избегать тестирования программы ее автором, т.к. кроме уже указанной объективной сложности тестирования для программистов здесь присутствует и тот фактор, что обнаружение недостатков в своей деятельности противоречит человеческой психологии (однако отладка программы эффективнее всего выполняется именно автором программы);

3)                по тем же соображениям организация - разработчик программного обеспечения не должна “единолично ” его тестировать (должны существовать организации, специализирующиеся на тестировании программных средств);

4)                должны являться правилом доскональное изучение результатов каждого теста, чтобы не пропустить малозаметную на поверхностный взгляд ошибку в программе;

5)                необходимо тщательно подбирать тест не только для правильных (предусмотренных) входных данных, но и для неправильных (непредусмотренных);

6)                при анализе результатов каждого теста необходимо проверять, не делает ли программа того, что она не должна делать;

7)                следует сохранять использованные тесты (для повышения эффективности повторного тестирования программы после ее модификации или установки у заказчика);

8)                тестирования не должно планироваться исходя из предположения, что в программе не будут обнаружены ошибки (в частности, следует выделять для тестирования достаточные временные и материальные ресурсы);

9)                следует учитывать так называемый “принцип скопления ошибок”: вероятность наличия не обнаруженных ошибок в некоторой части программы прямо пропорциональна числу ошибок, уже обнаруженных в этой части;

10)            следует всегда помнить, что тестирование - творческий процесс, а не относиться к нему как к рутинному занятию.

При тестировании программы была выполнена только часть приведенных выше принципов. Тестирование выявило ряд ошибок в алгоритме программы, которые были успешно исправлены, а также были внесены изменения в интерфейс пользователя.

3. Руководство пользователя3.1 Программно-аппаратные требования

Аппаратные требования:

Необходимый объем ОЗУ 64 Мб и графическим адаптером, поддерживающим режим 800х600 и выше, глубина цвета 32 бит. Необходимое место на жестком диске 780 Кб. Клавиатура, мышь.

Программные требования:

Операционная система семейства Windows: 2000/XP (32/64) /Vista (32/64) /7 (32/64)

3.2 Порядок работы с программой

Запускаем приложение Tetris. exe (Рис.4):


Рис.4


Приложение Tetris. exe

Для того чтобы начать игру необходимо нажать Меню - Новая игра. Для изменения сложности игры необходимо зайти в Меню - Сложность. Для временной остановки игры необходимо нажать Меню - Пауза или клавишу Space. Для продолжения игры нажать Меню - Продолжить (Рис.5).


Рис.5
Строка меню

Управление фигурами осуществляется с помощью клавиш Left, Right, Up (подробнее Меню - Справка - Управление) (Рис.6).


Рис.6
Окно "Управление"

Для выхода из программы необходимо нажать Меню - Выход). Так же можно посмотреть сведения о программном продукте и разработчике (Меню - Справка - О программе) (Рис.7).


Рис.7
Окно "О программе"

Заключение

В данной курсовой работе была выполнена поставленная задача - создание программы по теме "Разработка программы для игры "Тетрис"". При помощи этой программы можно приятно провести время, совершенствовать координацию и развивать логическое мышление. Программа не занимает много места, не требовательна к установленному программному обеспечению.

Список использованной литературы

1.       Г. Шилдт C#: Учебный курс. - Спб.: Питер, 2003. - 512с

2.       Либерти, Д. Программирование на Си Шарп. - М.: Символ-плюс, 2005. - 684 с.

3.       Ватсон К. Си Шарп/К. Ватсон. - М.: Лори, 2005. - 862 с.

4.       Жарков В.А. Компьютерная графика, мультимедиа и игры на Visual C# 2005. - М.: Жарков пресс, 2005. - 812с.

5.       http://www.excode.ru/art6225p1.html

Приложения

Листинг 1

private void Form1_Load (object sender, EventArgs e)

{

for (i = 0; i < 24; i++) // заполнение массива пустыми значениями

{

for (j = 0; j < 15; j++)

{

Tet [i, j] = false;

Res = true;

}

}

SF = false; // фигура не существует

textBox2. Text = "0";

}

private void timer_Tick (object sender, EventArgs e)

{

if (SF == false)

{

Random a = new Random (); // выбор фигуры

NumbeF = a. Next (0,6);

SF = true;

P = true; // появление фигуры на первой позиции

}

if (SF == true)

{

if (NumbeF == 0) // квадрат

{

if (P == true) // условие появления квадрата в первой позиции

{

Tet [0, 7] = true;

Tet [0, 8] = true;

Tet [1, 7] = true;

Tet [1, 8] = true;

P = false; // фигура не появляется на первой позиции

i = 1;

j = 7;

}

if (i < 23 && (Tet [i + 1, j] == false && Tet [i + 1, j + 1] == false)) // условие сдвига фигуры

{

Tet [i - 1, j] = false;

Tet [i - 1, j + 1] = false;

Tet [i + 1, j] = true;

Tet [i + 1, j + 1] = true;

i = i + 1;

}

else

{

SF = false; // фигура не существует

}

}

if (NumbeF == 1) // сапожок

{

if (P == true) // условие появления сапожка в первой позиции

{

Tet [0, 7] = true;

Tet [1, 7] = true;

Tet [1, 8] = true;

Tet [1, 9] = true;

P = false;

i = 1;

j = 8;

Razp = 0;

}

if (Razp == 0) // фигура сапожок в положение 0

{

if (i < 23 && Tet [i + 1, j - 1] == false && Tet [i + 1, j] == false && Tet [i + 1, j + 1] == false) // проверка свободного места под фигурой

{

Tet [i, j] = false;

Tet [i, j + 1] = false;

Tet [i - 1, j - 1] = false;

Tet [i + 1, j - 1] = true;

Tet [i + 1, j] = true;

Tet [i + 1, j + 1] = true;

i = i + 1;

}

else

{

SF = false;

}

}

if (Razp == 1) // фигура сапожок в положение 1

{

if (i < 22 && Tet [i + 2, j - 1] == false && Tet [i + 2, j] == false) // проверка свободного места под фигурой

{

Tet [i - 1, j] = false;

Tet [i + 1, j - 1] = false;

Tet [i + 2, j - 1] = true;

Tet [i + 2, j] = true;

i = i + 1;

}

else

{

SF = false;

}

}

if (Razp == 2) // фигура сапожок в положение 2

{

if (i < 22 && Tet [i + 1, j - 1] == false && Tet [i + 1, j] == false && Tet [i + 2, j + 1] == false) // проверка свободного места под фигурой

{

Tet [i, j] = false;

Tet [i, j + 1] = false;

Tet [i, j - 1] = false;

Tet [i + 1, j - 1] = true;

Tet [i + 1, j] = true;

Tet [i + 2, j + 1] = true;

i = i + 1;

}

else

{

SF = false;

}

}

if (Razp == 3) // фигура сапожок в положение 3

{

if (i < 22 && Tet [i, j + 1] == false && Tet [i + 2, j] == false) // проверка свободного места под фигурой

{

Tet [i - 1, j] = false;

Tet [i - 1, j + 1] = false;

Tet [i, j + 1] = true;

Tet [i + 2, j] = true;

i = i + 1;

}

else

{

SF = false;

}

}

}

Листинг 2

SolidBrush Brush2 = new SolidBrush (System. Drawing. Color. LightCyan); // создание кисти

SolidBrush Brush3 = new SolidBrush (System. Drawing. Color. Red);

Font font = new Font ("Times New Roman", 30, FontStyle. Bold | FontStyle. Italic); // описание стиля надписи

for (a = 2; a < 24; a++)

{

for (b = 0; b < 15; b++)

{

Graphics myGraphics = CreateGraphics (); // создание поверхности для рисования

if (Tet [a, b] == true)

{

LinearGradientBrush Brush1 = new LinearGradientBrush (new Rectangle (20 * b,20 * a, 20, 20), Color. Aqua, Color. Blue, 45);

Rectangle r1 = new Rectangle (20 * b,20 * (a - 1), 20, 20); // объединение заполненных ячеек в область

myGraphics. FillRectangle (Brush1, r1); // закрашивание заполненной области

}

if (Tet [a, b] == false)

{

Rectangle r1 = new Rectangle (20 * b,20 * (a - 1), 20, 20); // объединение незаполненных ячеек в область

myGraphics. FillRectangle (Brush2, r1); // закрашивание незаполненной области

}

}

}

Листинг 3

private void button2_KeyUp (object sender, KeyEventArgs e)

{

key = e. KeyCode. ToString ();

if (key == "Right") // проверка нажатие клавиши "Вправо"

{

timer. Enabled = false;

if (NumbeF == 0 && j < 13 && Tet [i - 1, j + 2] == false && Tet [i, +2] == false) // проверка свободного места справо

{

Tet [i, j + 2] = true;

Tet [i - 1, j + 2] = true;

Tet [i, j] = false;

Tet [i - 1, j] = false;

j = j + 1;

}

if (NumbeF == 1)

{

if (Razp == 0 && j < 13 && Tet [i, j + 2] == false && Tet [i - 1, j] == false) // проверка свободного места справо

{

Tet [i - 1, j] = true;

Tet [i, j + 2] = true;

Tet [i, j - 1] = false;

Tet [i - 1, j - 1] = false;

j = j + 1;

}

if (Razp == 1 && j < 14 && Tet [i - 1, j + 1] == false && Tet [i, j + 1] == false && Tet [i + 1, j + 1] == false) // проверка свободного места справо

{

Tet [i - 1, j] = false;

Tet [i, j] = false;

Tet [i + 1, j - 1] = false;

Tet [i - 1, j + 1] = true;

Tet [i, j + 1] = true;

Tet [i + 1, j + 1] = true;

j = j + 1;

}

if (Razp == 2 && j < 13 && Tet [i, j + 2] == false && Tet [i + 1, j + 2] == false) // проверка свободного места справо

{

Tet [i, j + 2] = true;

Tet [i + 1, j + 2] = true;

Tet [i, j - 1] = false;

Tet [i + 1, j + 1] = false;

j = j + 1;

}

if (Razp == 3 && j < 13 && Tet [i - 1, j + 2] == false && Tet [i, j + 1] == false && Tet [i + 1, j + 1] == false) // проверка свободного места справо

{

Tet [i - 1, j + 2] = true;

Tet [i, j + 1] = true;

Tet [i + 1, j + 1] = true;

Tet [i - 1, j] = false;

Tet [i, j] = false;

Tet [i + 1, j] = false;

j = j + 1;

}

}

}

}