Tetris

《俄羅斯方塊》（俄語：Тетрис，英語：Tetris），是1980年末期至1990年代初期風靡全世界的電腦遊戲，是落下型益智遊戲的始祖，為蘇聯首個在美國發佈的娛樂軟件。此遊戲最初由阿列克謝·帕基特諾夫在蘇聯設計和編寫，於1984年6月6日首次發佈，當時他正在蘇聯科學院電算中心工作。此遊戲的名稱是由希臘語數字「四」的前綴「tetra-」（因所有落下方塊皆由四塊組成）和帕基特諾夫最喜歡的運動網球（「tennis」）拼接而成，華語地區則因遊戲為俄羅斯人發明普遍稱為「俄羅斯方塊」。

Tetris0. 本章重點1. 準備畫面和class Spot用來裝起所有格2. 俄羅斯方塊的元素3. 新增鄰居4. 新增Tetromino Block5. 令Tetromino Block向下6. 令Tetromino Block懂得堆疊7. 令Tetromino Block左右移動8. Tetromino Block旋轉和快速到底9. 每次新block都抽不同的元素10. 考考你

0. 本章重點

熟習class的用法
frameRate()外控制速度的方法

1. 準備畫面和class `Spot`用來裝起所有格

tetris.pyde:


x
1
from spot import *
2
from gameBoard import *
3

4
gridSize = 40
5
gameBoard = 0
6

7
def setup():
8
    global gameBoard
9
    size(gridSize*(12+7), gridSize*22)  
10
    gameBoard = GameBoard(gridSize)
11
    
12
def draw():
13
    drawBackground()
14
    gameBoard.show()
15

16
def drawBackground():
17
    fill('#777777')
18
    for i in range(12+7):
19
        for j in range(22):
20
            rect(i*gridSize, j*gridSize, gridSize, gridSize)

gameBoard.py:


xxxxxxxxxx
16
1
from spot import *
2

3
class GameBoard(object):
4
    
5
    def __init__(self, _gridSize):
6
        self.grids = []
7
        for x in range(10):
8
            tempGrids = []
9
            for y in range(20):
10
                tempGrids.append(Spot(x, y, x*_gridSize+_gridSize, y*_gridSize+_gridSize, _gridSize, _gridSize))
11
            self.grids.append(tempGrids)
12
            
13
    def show(self):
14
        for x in range(10):
15
            for y in range(20):
16
                self.grids[x][y].show('#000000')

spot.py:


xxxxxxxxxx
13
1
class Spot(object):
2
    def __init__(self, _i, _j, _x, _y, _w, _h):
3
        self.i = _i
4
        self.j = _j
5
        self.x = _x
6
        self.y = _y
7
        self.w = _w
8
        self.h = _h
9

10
    def show(self, _color):
11
        fill(_color)
12
        stroke(200)
13
        rect(self.x, self.y, self.w, self.h)

新增兩個class,首先是 spot是用來裝起每一個格的變數，這個class包含i和j是格的行列，x和y是其顯示座標，w和h則是格的大小。

另一個class GameBoard用來真正裝起整個game的畫面，之所以要用一個class去包起，而不直接在draw()中直接去畫，一來是為了簡潔，二來是為了擴展需要，寫好之後可以同一時間加多另一個gameboard，可以實玩雙打。

2. 俄羅斯方塊的元素

俄羅斯方塊共有7個元素，依次分別為T，L，J，I，Z，S和O。而這此元素亦可以旋轉，所以一共19個可能性。

tetris.pyde:


xxxxxxxxxx
27
1
from spot import *
2
from gameBoard import *
3

4
gridSize = 40
5
gameBoard = 0
6

7
def setup():
8
    global gameBoard
9
    size(gridSize*(12+7), gridSize*22)  
10
    gameBoard = GameBoard(gridSize)
11
    
12
def draw():
13
    drawBackground()
14
    gameBoard.show()
15
    gameBoard.grids[3][0].name ='T'
16
    gameBoard.grids[3][1].name ='L'
17
    gameBoard.grids[3][2].name ='J'
18
    gameBoard.grids[3][3].name ='I'
19
    gameBoard.grids[3][4].name ='Z'
20
    gameBoard.grids[3][5].name ='S'
21
    gameBoard.grids[3][6].name ='O'
22
     
23
def drawBackground():
24
    fill('#777777')
25
    for i in range(12+7):
26
        for j in range(22):
27
            rect(i*gridSize, j*gridSize, gridSize, gridSize)

spot.py:


xxxxxxxxxx
16
1
from spot import *
2

3
class GameBoard(object):
4
    
5
    def __init__(self, _gridSize):
6
        self.grids = []
7
        for x in range(10):
8
            tempGrids = []
9
            for y in range(20):
10
                tempGrids.append(Spot(x, y, x*_gridSize+_gridSize, y*_gridSize+_gridSize, _gridSize, _gridSize))
11
            self.grids.append(tempGrids)
12
            
13
    def show(self):
14
        for x in range(10):
15
            for y in range(20):
16
                self.grids[x][y].show()

gameBoard.py:


xxxxxxxxxx
29
1
class Spot(object):
2
    def __init__(self, _i, _j, _x, _y, _w, _h):
3
        self.i = _i
4
        self.j = _j
5
        self.x = _x
6
        self.y = _y
7
        self.w = _w
8
        self.h = _h
9
        self.name = ''
10

11
    def show(self):
12
        if self.name == '':
13
            fill(0)
14
        elif self.name == 'T':
15
            fill('#FF55FF')
16
        elif self.name == 'L':
17
            fill('#C4A484')
18
        elif self.name == 'J':
19
            fill('#5555FF')
20
        elif self.name == 'I':
21
            fill('#52BAA2')
22
        elif self.name == 'Z':
23
            fill('#FF5555')
24
        elif self.name == 'S':
25
            fill('#55FF55')
26
        elif self.name == 'O':
27
            fill('#FFFF55')
28
        stroke(200)
29
        rect(self.x, self.y, self.w, self.h)

在上一個版本中，grids的show()是根據輸入的顏色，用來測試和效果。接著今次的版本，我們要根據上述俄羅斯方塊的元素去填顏色。

在class Spot中，


xxxxxxxxxx
19
1
def show(self):
2
    if self.name == '':
3
        fill(0)
4
    elif self.name == 'T':
5
        fill('#FF55FF')
6
    elif self.name == 'L':
7
        fill('#C4A484')
8
    elif self.name == 'J':
9
        fill('#5555FF')
10
    elif self.name == 'I':
11
        fill('#52BAA2')
12
    elif self.name == 'Z':
13
        fill('#FF5555')
14
    elif self.name == 'S':
15
        fill('#55FF55')
16
    elif self.name == 'O':
17
        fill('#FFFF55')
18
    stroke(200)
19
    rect(self.x, self.y, self.w, self.h)

將之前的show()加入不同元素顯示不同顏色。

之後在主頁的中，


xxxxxxxxxx
10
1
def draw():
2
    drawBackground()
3
    gameBoard.show()
4
    gameBoard.grids[3][0].name ='T'
5
    gameBoard.grids[3][1].name ='L'
6
    gameBoard.grids[3][2].name ='J'
7
    gameBoard.grids[3][3].name ='I'
8
    gameBoard.grids[3][4].name ='Z'
9
    gameBoard.grids[3][5].name ='S'
10
    gameBoard.grids[3][6].name ='O'

測試一下不同的元素是否有對應相對的顏色。

3. 新增鄰居

tetris.pyde:


xxxxxxxxxx
27
1
from spot import *
2
from gameBoard import *
3

4
gridSize = 40
5
gameBoard = 0
6

7
def setup():
8
    global gameBoard
9
    size(gridSize*(12+7), gridSize*22)  
10
    gameBoard = GameBoard(gridSize)
11
    gameBoard.addNeighbors()
12
    gameBoard.grids[5][8].name = 'L'
13
    println(gameBoard.grids[5][8].neighbors)
14
    gameBoard.grids[5][8].neighbors[0].name = 'J'
15
    gameBoard.grids[5][8].neighbors[1].name = 'S'
16
    gameBoard.grids[5][8].neighbors[2].name = 'Z'
17
    gameBoard.grids[5][8].neighbors[3].name = 'O'
18
    
19
def draw():
20
    drawBackground()
21
    gameBoard.show()
22

23
def drawBackground():
24
    fill('#777777')
25
    for i in range(12+7):
26
        for j in range(22):
27
            rect(i*gridSize, j*gridSize, gridSize, gridSize)

spot.py:


xxxxxxxxxx
42
1
class Spot(object):
2
    def __init__(self, _i, _j, _x, _y, _w, _h):
3
        self.i = _i
4
        self.j = _j
5
        self.x = _x
6
        self.y = _y
7
        self.w = _w
8
        self.h = _h
9
        self.name = ''
10
        self.neighbors = []
11
        for i in range(4):
12
            self.neighbors.append('')
13

14
    def show(self):
15
        if self.name == '':
16
            fill(0)
17
        elif self.name == 'T':
18
            fill('#FF55FF')
19
        elif self.name == 'L':
20
            fill('#C4A484')
21
        elif self.name == 'J':
22
            fill('#5555FF')
23
        elif self.name == 'I':
24
            fill('#52BAA2')
25
        elif self.name == 'Z':
26
            fill('#FF5555')
27
        elif self.name == 'S':
28
            fill('#55FF55')
29
        elif self.name == 'O':
30
            fill('#FFFF55')
31
        stroke(200)
32
        rect(self.x, self.y, self.w, self.h)
33

34
    def addNeighbors(self, _grid):
35
        if self.j > 0:
36
            self.neighbors[0] = _grid[self.i][self.j-1]  #UP
37
        if self.i < 9:
38
            self.neighbors[1] = _grid[self.i+1][self.j]  #RIGHT
39
        if self.j < 19:
40
            self.neighbors[2] = _grid[self.i][self.j+1]  #DOWN
41
        if self.i > 0:
42
            self.neighbors[3] = _grid[self.i-1][self.j]  #LEFT

gameBoard.py:


xxxxxxxxxx
21
1
from spot import *
2

3
class GameBoard(object):
4
    
5
    def __init__(self, _gridSize):
6
        self.grids = []
7
        for x in range(10):
8
            tempGrids = []
9
            for y in range(20):
10
                tempGrids.append(Spot(x, y, x*_gridSize+_gridSize, y*_gridSize+_gridSize, _gridSize, _gridSize))
11
            self.grids.append(tempGrids)
12

13
    def addNeighbors(self):
14
        for i in range(10):
15
            for j in range(20):
16
                self.grids[i][j].addNeighbors(self.grids)
17

18
    def show(self):
19
        for x in range(10):
20
            for y in range(20):
21
                self.grids[x][y].show()

在class Spot中，


xxxxxxxxxx
9
1
def addNeighbors(self, _grid):
2
    if self.j > 0:
3
        self.neighbors[0] = _grid[self.i][self.j-1]  #UP
4
    if self.i < 9:
5
        self.neighbors[1] = _grid[self.i+1][self.j]  #RIGHT
6
    if self.j < 19:
7
        self.neighbors[2] = _grid[self.i][self.j+1]  #DOWN
8
    if self.i > 0:
9
        self.neighbors[3] = _grid[self.i-1][self.j]  #LEFT

加入addNeighbors()的函數，跟之前一樣，四個鄰居的次序分別是上、右、下、左順時針方向。


xxxxxxxxxx
4
1
def addNeighbors(self):
2
        for i in range(10):
3
            for j in range(20):
4
                self.grids[i][j].addNeighbors(self.grids)

之後在GameBoardclass中，將10x20個spot都執行addNeighbors()。


xxxxxxxxxx
11
1
def setup():
2
    global gameBoard
3
    size(gridSize*(12+7), gridSize*22)  
4
    gameBoard = GameBoard(gridSize)
5
    gameBoard.addNeighbors()
6
    gameBoard.grids[5][8].name = 'L'
7
    println(gameBoard.grids[5][8].neighbors)
8
    gameBoard.grids[5][8].neighbors[0].name = 'J'
9
    gameBoard.grids[5][8].neighbors[1].name = 'S'
10
    gameBoard.grids[5][8].neighbors[2].name = 'Z'
11
    gameBoard.grids[5][8].neighbors[3].name = 'O'

最後就可以在主程式中，執行addNeighbors()，為了測試是否正確加入鄰居，可以將四個鄰居都設定成不同的元素來測試看看顏色。

4. 新增Tetromino Block

tetris.pyde:


xxxxxxxxxx
22
1
from spot import *
2
from gameBoard import *
3

4
gridSize = 40
5

6
gameBoard = 0
7

8
def setup():
9
    global gameBoard
10
    size(gridSize*(12+7), gridSize*22)  
11
    gameBoard = GameBoard(gridSize)
12
    gameBoard.addNeighbors()
13

14
def draw():
15
    drawBackground()
16
    gameBoard.show()
17

18
def drawBackground():
19
    fill('#777777')
20
    for i in range(12+7):
21
        for j in range(22):
22
            rect(i*gridSize, j*gridSize, gridSize, gridSize)

gameBoard.py:


xxxxxxxxxx
23
1
from spot import *
2
from block import *
3

4
class GameBoard(object):  
5
    def __init__(self, _gridSize):
6
        self.grids = []
7
        self.block = Block(3,0,'T', self.grids)
8
        for x in range(10):
9
            tempGrids = []
10
            for y in range(20):
11
                tempGrids.append(Spot(x, y, x*_gridSize+_gridSize, y*_gridSize+_gridSize, _gridSize, _gridSize))
12
            self.grids.append(tempGrids)
13

14
    def addNeighbors(self):
15
        for i in range(10):
16
            for j in range(20):
17
                self.grids[i][j].addNeighbors(self.grids)
18

19
    def show(self):
20
        self.block.setType()
21
        for x in range(10):
22
            for y in range(20):
23
                self.grids[x][y].show()

spot.py:


xxxxxxxxxx
42
1
class Spot(object):
2
    def __init__(self, _i, _j, _x, _y, _w, _h):
3
        self.i = _i
4
        self.j = _j
5
        self.x = _x
6
        self.y = _y
7
        self.w = _w
8
        self.h = _h
9
        self.name = ''
10
        self.neighbors = []
11
        for i in range(4):
12
            self.neighbors.append('')
13

14
    def show(self):
15
        if self.name == '':
16
            fill(0)
17
        elif self.name == 'T':
18
            fill('#FF55FF')
19
        elif self.name == 'L':
20
            fill('#DD6800')
21
        elif self.name == 'J':
22
            fill('#004ADD')
23
        elif self.name == 'I':
24
            fill('#0DCCCC')
25
        elif self.name == 'Z':
26
            fill('#FF5555')
27
        elif self.name == 'S':
28
            fill('#00DD26')
29
        elif self.name == 'O':
30
            fill('#DDDD00')
31
        stroke(200)
32
        rect(self.x, self.y, self.w, self.h)
33

34
    def addNeighbors(self, _grid):
35
        if self.j > 0:
36
            self.neighbors[0] = _grid[self.i][self.j-1]  #UP
37
        if self.i < 9:
38
            self.neighbors[1] = _grid[self.i+1][self.j]  #RIGHT
39
        if self.j < 19:
40
            self.neighbors[2] = _grid[self.i][self.j+1]  #DOWN
41
        if self.i > 0:
42
            self.neighbors[3] = _grid[self.i-1][self.j]  #LEFT

block.py:


xxxxxxxxxx
38
1
from spot import *
2

3
class Block(object):
4

5
    shapeIndex = ['I', 'Z', 'S', 'J', 'L', 'T', 'O']
6

7
    # Shapes of the blocks
8
    shapes = [
9
        [[1, 5, 9, 13], [4, 5, 6, 7]], #type 'I'
10
        [[4, 5, 9, 10], [2, 6, 5, 9]], #type 'Z'
11
        [[6, 7, 9, 10], [1, 5, 6, 10]], #type 'S'
12
        [[1, 2, 5, 9], [0, 4, 5, 6], [1, 5, 9, 8], [4, 5, 6, 10]], #type 'J'
13
        [[1, 2, 6, 10], [5, 6, 7, 9], [2, 6, 10, 11], [3, 5, 6, 7]], #type 'L'
14
        [[1, 4, 5, 6], [1, 4, 5, 9], [4, 5, 6, 9], [1, 5, 6, 9]], #type 'T'
15
        [[1, 2, 5, 6]], #type 'O'
16
    ]
17

18
    def __init__(self, _x, _y, _type, _grid):
19
        self.x = _x
20
        self.y = _y
21
        self.type = _type
22
        self.grid = _grid
23

24
        self.rotation = 0
25
        self.index = self.shapeIndex.index(self.type)
26
    
27
    def shape(self):
28
        return self.shapes[self.index][self.rotation]
29

30
    def rotate(self):
31
        self.rotation = (self.rotation + 1) % len(self.shapes[self.index])
32

33
    def setType(self):
34
        for i in range(4):
35
            for j in range(4):
36
                _index = i*4+j
37
                if _index in self.shape():
38
                    self.grid[self.x+j][self.y+i].name = self.type

在主程式 tetris.pyde，將之前用來debug的內容刪除。 spot.py沒有變化，貼出來只是方便大家對一對整個program，看看有否錯漏。


xxxxxxxxxx
12
1
shapeIndex = ['I', 'Z', 'S', 'J', 'L', 'T', 'O']
2

3
# Shapes of the blocks
4
shapes = [
5
    [[1, 5, 9, 13], [4, 5, 6, 7]], #type 'I'
6
    [[4, 5, 9, 10], [2, 6, 5, 9]], #type 'Z'
7
    [[6, 7, 9, 10], [1, 5, 6, 10]], #type 'S'
8
    [[1, 2, 5, 9], [0, 4, 5, 6], [1, 5, 9, 8], [4, 5, 6, 10]], #type 'J'
9
    [[1, 2, 6, 10], [5, 6, 7, 9], [2, 6, 10, 11], [3, 5, 6, 7]], #type 'L'
10
    [[1, 4, 5, 6], [1, 4, 5, 9], [4, 5, 6, 9], [1, 5, 6, 9]], #type 'T'
11
    [[1, 2, 5, 6]], #type 'O'
12
]

新增一個class叫Block，這個block是就是俄羅斯方塊的方塊，俄羅斯方塊的元素有7個，其有19個可能性，要實現的話，比較容易的方法是將所有block統一變成4x4的格，再在對應的格中增色，如上圖。


xxxxxxxxxx
8
1
def __init__(self, _x, _y, _type, _grid):
2
    self.x = _x
3
    self.y = _y
4
    self.type = _type
5
    self.grid = _grid
6

7
    self.rotation = 0
8
    self.index = self.shapeIndex.index(self.type)

這個Blockclass有自己的座標，這個x和y是指4x4格中的最左上角。type是block的元素，就是'I', 'Z', 'S', 'J', 'L', 'T', 'O'中的一個。grid是gameBoard中的grids。由於shapeIndex = ['I', 'Z', 'S', 'J', 'L', 'T', 'O']是用文字去表達方便去閱讀，所以要將其變成數字，方便之後在shapes中查找對應的格，所以要用到index()指令，index()指令就是查找你輸入的內容，再輸出list中的位置索引。


xxxxxxxxxx
12
1
def shape(self):
2
    return self.shapes[self.index][self.rotation]
3

4
def rotate(self):
5
    self.rotation = (self.rotation + 1) % len(self.shapes[self.index])
6

7
def setType(self):
8
    for i in range(4):
9
        for j in range(4):
10
            _index = i*4+j
11
            if _index in self.shape():
12
                self.grid[self.x+j][self.y+i].name = self.type

shape()函數: 用來裝起shapelist (純粹是因為原名字太長太多self)。

rotate()函數: 每次call這個函數，self.rotation就加1。如此上面的shapelist中的self.shapes[self.index][self.rotation]後面的rotation就會變下一個，但因這個list中內容各有長短，所以要除以len(self.shapes[self.index])的餘數，這裡的len()是長度的意思。

setType()函數: _index = i*4+j就是重現上圖的0-15，如果這個數字是上圖shape中的內容，就將對應格的name設成這個block的type。


xxxxxxxxxx
15
1
class GameBoard(object):  
2
    def __init__(self, _gridSize):
3
        self.grids = []
4
        self.block = Block(3,0,'T', self.grids)
5
        for x in range(10):
6
            tempGrids = []
7
            for y in range(20):
8
                tempGrids.append(Spot(x, y, x*_gridSize+_gridSize, y*_gridSize+_gridSize, _gridSize, _gridSize))
9
            self.grids.append(tempGrids)
10
    #other codes
11
    def show(self):
12
        self.block.setType()
13
        for x in range(10):
14
            for y in range(20):
15
                self.grids[x][y].show()

最後在GameBoardclass中，加入self.block = Block(3,0,'T', self.grids)新的block，座標在(3, 0)，元素是'T'。而在下面的show()中，在顯示之前，先將block的內容都設定好。

5. 令Tetromino Block向下

tetris.pyde:


xxxxxxxxxx
23
1
from spot import *
2
from gameBoard import *
3

4
gridSize = 40
5

6
gameBoard = 0
7

8
def setup():
9
    global gameBoard, timer
10
    size(gridSize*(12+7), gridSize*22)  
11
    gameBoard = GameBoard(gridSize)
12
    gameBoard.addNeighbors()
13

14
def draw():
15
    drawBackground()
16
    gameBoard.update()
17
    gameBoard.show()
18

19
def drawBackground():
20
    fill('#777777')
21
    for i in range(12+7):
22
        for j in range(22):
23
            rect(i*gridSize, j*gridSize, gridSize, gridSize)

gameBoard.py:


xxxxxxxxxx
39
1
from spot import *
2
from block import *
3

4
class GameBoard(object):
5
    
6
    def __init__(self, _gridSize):
7
        self.grids = []
8
        self.block = Block(3,0,'T', self.grids)
9
        for x in range(10):
10
            tempGrids = []
11
            for y in range(20):
12
                tempGrids.append(Spot(x, y, x*_gridSize+_gridSize, y*_gridSize+_gridSize, _gridSize, _gridSize))
13
            self.grids.append(tempGrids)
14
        self.timer = millis()
15

16
    def addNeighbors(self):
17
        for i in range(10):
18
            for j in range(20):
19
                self.grids[i][j].addNeighbors(self.grids)
20

21
    def update(self):
22
        if millis() - self.timer > 200:
23
            self.timer = millis()
24
            self.clearGrid()
25
            self.block.goDown()
26
            if self.block.isWall(2):
27
                self.block.setLock()
28

29
    def show(self):
30
        self.block.setType()
31
        for x in range(10):
32
            for y in range(20):
33
                self.grids[x][y].show()
34

35
    def clearGrid(self):
36
         for x in range(10):
37
            for y in range(20):
38
                if self.grids[x][y].isLock == False:
39
                    self.grids[x][y].name = ''

spot.py:


xxxxxxxxxx
43
1
class Spot(object):
2
    def __init__(self, _i, _j, _x, _y, _w, _h):
3
        self.i = _i
4
        self.j = _j
5
        self.x = _x
6
        self.y = _y
7
        self.w = _w
8
        self.h = _h
9
        self.name = ''
10
        self.isLock = False
11
        self.neighbors = []
12
        for i in range(4):
13
            self.neighbors.append('')
14

15
    def show(self):
16
        if self.name == '':
17
            fill(0)
18
        elif self.name == 'T':
19
            fill('#FF55FF')
20
        elif self.name == 'L':
21
            fill('#DD6800')
22
        elif self.name == 'J':
23
            fill('#004ADD')
24
        elif self.name == 'I':
25
            fill('#0DCCCC')
26
        elif self.name == 'Z':
27
            fill('#FF5555')
28
        elif self.name == 'S':
29
            fill('#00DD26')
30
        elif self.name == 'O':
31
            fill('#DDDD00')
32
        stroke(200)
33
        rect(self.x, self.y, self.w, self.h)
34

35
    def addNeighbors(self, _grid):
36
        if self.j > 0:
37
            self.neighbors[0] = _grid[self.i][self.j-1]  #UP
38
        if self.i < 9:
39
            self.neighbors[1] = _grid[self.i+1][self.j]  #RIGHT
40
        if self.j < 19:
41
            self.neighbors[2] = _grid[self.i][self.j+1]  #DOWN
42
        if self.i > 0:
43
            self.neighbors[3] = _grid[self.i-1][self.j]  #LEFT

block.py:


xxxxxxxxxx
76
1
from spot import *
2

3
class Block(object):
4

5
    shapeIndex = ['I', 'Z', 'S', 'J', 'L', 'T', 'O']
6

7
    # Shapes of the blocks
8
    shapes = [
9
        [[1, 5, 9, 13], [4, 5, 6, 7]], #type 'I'
10
        [[4, 5, 9, 10], [2, 6, 5, 9]], #type 'Z'
11
        [[6, 7, 9, 10], [1, 5, 6, 10]], #type 'S'
12
        [[1, 2, 5, 9], [0, 4, 5, 6], [1, 5, 9, 8], [4, 5, 6, 10]], #type 'J'
13
        [[1, 2, 6, 10], [5, 6, 7, 9], [2, 6, 10, 11], [3, 5, 6, 7]], #type 'L'
14
        [[1, 4, 5, 6], [1, 4, 5, 9], [4, 5, 6, 9], [1, 5, 6, 9]], #type 'T'
15
        [[1, 2, 5, 6]], #type 'O'
16
    ]
17

18
    def __init__(self, _x, _y, _type, _grid):
19
        self.x = _x
20
        self.y = _y
21
        self.type = _type
22
        self.grid = _grid
23

24
        self.rotation = 0
25
        self.index = self.shapeIndex.index(self.type)
26
    
27
    def shape(self):
28
        return self.shapes[self.index][self.rotation]
29

30
    def rotate(self):
31
        self.rotation = (self.rotation + 1) % len(self.shapes[self.index])
32

33
    def setType(self):
34
        for i in range(4):
35
            for j in range(4):
36
                _index = i*4+j
37
                if _index in self.shape():
38
                    self.grid[self.x+j][self.y+i].name = self.type
39

40
    def isWall(self, _direction):
41
        isWall = False
42
        for i in range(4):
43
            for j in range(4):
44
                _index = i*4+j
45
                if _index in self.shape():
46
                    if _direction == 2:
47
                        if i+self.y>=19:
48
                            isWall = True
49
                    elif _direction == 3:
50
                        if self.x+j<=0:
51
                            isWall = True
52
                    elif _direction == 1:
53
                        if self.x+j>=9 :
54
                            isWall = True
55
        return isWall
56

57
    def isBlocked(self, _direction):
58
        isBlocked = False
59
        for i in range(4):
60
            for j in range(4):
61
                _index = i*4+j
62
                if _index in self.shape():
63
                    if self.grid[self.x+j][self.y+i].neighbors[_direction].isLock == True:
64
                        isBlocked = True
65
        return isBlocked
66

67
    def setLock(self):
68
        for i in range(4):
69
            for j in range(4):
70
                _index = i*4+j
71
                if _index in self.shape():
72
                    self.grid[self.x+j][self.y+i].isLock = True
73

74
    def goDown(self):
75
        if not self.isWall(2) and not self.isBlocked(2):
76
            self.y += 1

spot.py沒有變化。

主程式tetris.pyde中，亦只有在draw()中加多了一句gameBoard.update()，其他都沒有變化。

先解說gameBoard.py:


xxxxxxxxxx
7
1
 def update(self):
2
        if millis() - self.timer > 200:
3
            self.timer = millis()
4
            self.clearGrid()
5
            self.block.goDown()
6
            if self.block.isWall(2):
7
                self.block.setLock()

在GameBoard class中，加入函數update()。if millis() - self.timer > 200:配合self.timer = millis()是一個常用的格式，在arduino或processing這類本身就預設有forever loop的程式中，要想同一時間執行幾個delay，就需要用到這個格式。

每隔200ms，先將全部沒有鎖起的格都清空，指著將block向下一格，如果block到了最底，就將這個block的內容鎖起來。isWall(2)中的2是指之前addNeighbors()中的次序，上,右,下,左分別是0,1,2,3。

至於上面block的函數怎樣實現，就要看看Blockclass中怎樣做。


xxxxxxxxxx
16
1
def isWall(self, _direction):
2
    isWall = False
3
    for i in range(4):
4
        for j in range(4):
5
            _index = i*4+j
6
            if _index in self.shape():
7
                if _direction == 2:
8
                    if i+self.y>=19:
9
                        isWall = True
10
                elif _direction == 3:
11
                    if self.x+j<=0:
12
                        isWall = True
13
                elif _direction == 1:
14
                    if self.x+j>=9 :
15
                        isWall = True
16
    return isWall

block的16個格都掃一次，如果是對應shape的內容，就看看方向，_direction == 2即下方，如果i+self.y>=19(即block的內容)到達19或以上，即已經到達最後一格，所以到底了，同理，其他左方(_direction == 3)和右方(_direction == 1)也是一樣。


xxxxxxxxxx
9
1
def isBlocked(self, _direction):
2
    isBlocked = False
3
    for i in range(4):
4
        for j in range(4):
5
            _index = i*4+j
6
            if _index in self.shape():
7
                if self.grid[self.x+j][self.y+i].neighbors[_direction].isLock == True:
8
                    isBlocked = True
9
    return isBlocked

isBlock()函數跟上面的isWall()函數十分相似，分別是我們之前在GameBoard class中已經做了addNeighbors()，所以直接查詢對應方向的鄰居是否已經鎖上，就知道有沒有其他的block阻擋了移動方向。


xxxxxxxxxx
10
1
def setLock(self):
2
    for i in range(4):
3
        for j in range(4):
4
            _index = i*4+j
5
            if _index in self.shape():
6
                self.grid[self.x+j][self.y+i].isLock = True
7

8
def goDown(self):
9
    if not self.isWall(2) and not self.isBlocked(2):
10
        self.y += 1

setLock(): 比較簡單就掃瞄16個格，將對應的格鎖上。

goDown(): 如果下方不是牆而且下方沒有阻擋，就將座標y加1。

6. 令Tetromino Block懂得堆疊

gameBoard.py:


xxxxxxxxxx
42
1
from spot import *
2
from block import *
3

4
class GameBoard(object):
5
    
6
    def __init__(self, _gridSize):
7
        self.grids = []
8
        self.block = Block(3,0,'T', self.grids)
9
        for x in range(10):
10
            tempGrids = []
11
            for y in range(20):
12
                tempGrids.append(Spot(x, y, x*_gridSize+_gridSize, y*_gridSize+_gridSize, _gridSize, _gridSize))
13
            self.grids.append(tempGrids)
14
        self.timer = millis()
15

16
    def addNeighbors(self):
17
        for i in range(10):
18
            for j in range(20):
19
                self.grids[i][j].addNeighbors(self.grids)
20

21
    def update(self):
22
        if millis() - self.timer > 200:
23
            self.timer = millis()
24
            self.clearGrid()
25
            self.block.goDown()
26
            
27
            if self.block.isWall(2) or self.block.isBlocked(2):
28
                self.block.setType()
29
                self.block.setLock()
30
                self.block = Block(3,0,'T', self.grids)
31
            
32
    def show(self):
33
        self.block.setType()
34
        for x in range(10):
35
            for y in range(20):
36
                self.grids[x][y].show()
37

38
    def clearGrid(self):
39
        for x in range(10):
40
            for y in range(20):
41
                if self.grids[x][y].isLock == False:
42
                    self.grids[x][y].name = ''

今次這個步驟比較簡單，只有gameBoard.py有變化，其他3個我就不再貼出來了。


xxxxxxxxxx
10
1
def update(self):
2
    if millis() - self.timer > 200:
3
        self.timer = millis()
4
        self.clearGrid()
5
        self.block.goDown()
6

7
        if self.block.isWall(2) or self.block.isBlocked(2):
8
            self.block.setType()
9
            self.block.setLock()
10
            self.block = Block(3,0,'T', self.grids)

主要更改的是update()，除了要檢視block是否已經到底之外，也要檢查block的下面是否有其他已鎖定的格阻擋了去路，如果有的話，就將block的內容設定成自己的type，鎖定後，再重新在座標(3, 0)開另一個block。

7. 令Tetromino Block左右移動

block.py:


xxxxxxxxxx
84
1
from spot import *
2

3
class Block(object):
4

5
    shapeIndex = ['I', 'Z', 'S', 'J', 'L', 'T', 'O']
6

7
    # Shapes of the blocks
8
    shapes = [
9
        [[1, 5, 9, 13], [4, 5, 6, 7]], #type 'I'
10
        [[4, 5, 9, 10], [2, 6, 5, 9]], #type 'Z'
11
        [[6, 7, 9, 10], [1, 5, 6, 10]], #type 'S'
12
        [[1, 2, 5, 9], [0, 4, 5, 6], [1, 5, 9, 8], [4, 5, 6, 10]], #type 'J'
13
        [[1, 2, 6, 10], [5, 6, 7, 9], [2, 6, 10, 11], [3, 5, 6, 7]], #type 'L'
14
        [[1, 4, 5, 6], [1, 4, 5, 9], [4, 5, 6, 9], [1, 5, 6, 9]], #type 'T'
15
        [[1, 2, 5, 6]], #type 'O'
16
    ]
17

18
    def __init__(self, _x, _y, _type, _grid):
19
        self.x = _x
20
        self.y = _y
21
        self.type = _type
22
        self.grid = _grid
23

24
        self.rotation = 0
25
        self.index = self.shapeIndex.index(self.type)
26
    
27
    def shape(self):
28
        return self.shapes[self.index][self.rotation]
29

30
    def rotate(self):
31
        self.rotation = (self.rotation + 1) % len(self.shapes[self.index])
32

33
    def setType(self):
34
        for i in range(4):
35
            for j in range(4):
36
                _index = i*4+j
37
                if _index in self.shape():
38
                    self.grid[self.x+j][self.y+i].name = self.type
39

40
    def isWall(self, _direction):
41
        isWall = False
42
        for i in range(4):
43
            for j in range(4):
44
                _index = i*4+j
45
                if _index in self.shape():
46
                    if _direction == 2:
47
                        if i+self.y>=19:
48
                            isWall = True
49
                    elif _direction == 3:
50
                        if self.x+j<=0:
51
                            isWall = True
52
                    elif _direction == 1:
53
                        if self.x+j>=9 :
54
                            isWall = True
55
        return isWall
56

57
    def isBlocked(self, _direction):
58
        isBlocked = False
59
        for i in range(4):
60
            for j in range(4):
61
                _index = i*4+j
62
                if _index in self.shape():
63
                    if self.grid[self.x+j][self.y+i].neighbors[_direction].isLock == True:
64
                        isBlocked = True
65
        return isBlocked
66

67
    def setLock(self):
68
        for i in range(4):
69
            for j in range(4):
70
                _index = i*4+j
71
                if _index in self.shape():
72
                    self.grid[self.x+j][self.y+i].isLock = True
73
                
74
    def goDown(self):
75
        if not self.isWall(2) and not self.isBlocked(2):
76
            self.y += 1
77

78
    def goLeft(self):
79
        if not self.isWall(3) and not self.isBlocked(3):
80
            self.x -= 1
81

82
    def goRight(self):
83
        if not self.isWall(1) and not self.isBlocked(1):
84
            self.x += 1

tetris.pyde:


xxxxxxxxxx
32
1
from spot import *
2
from gameBoard import *
3

4
gridSize = 40
5

6
gameBoard = 0
7

8
def setup():
9
    global gameBoard, timer
10
    size(gridSize*(12+7), gridSize*22)  
11
    gameBoard = GameBoard(gridSize)
12
    gameBoard.addNeighbors()
13
   
14
def draw():
15
    drawBackground()
16
    gameBoard.update()
17
    gameBoard.show()
18

19
def drawBackground():
20
    fill('#777777')
21
    for i in range(12+7):
22
        for j in range(22):
23
            rect(i*gridSize, j*gridSize, gridSize, gridSize)
24

25
def keyPressed():
26
    if (key == CODED):
27
        if keyCode == LEFT:
28
            gameBoard.clearGrid()
29
            gameBoard.block.goLeft()
30
        if keyCode == RIGHT:
31
            gameBoard.clearGrid()
32
            gameBoard.block.goRight()

只有block.py和主程式有變化，其他的我就不貼出來了。

在block.py中，


xxxxxxxxxx
11
1
def goDown(self):
2
    if not self.isWall(2) and not self.isBlocked(2):
3
        self.y += 1
4

5
def goLeft(self):
6
    if not self.isWall(3) and not self.isBlocked(3):
7
        self.x -= 1
8

9
def goRight(self):
10
    if not self.isWall(1) and not self.isBlocked(1):
11
        self.x += 1

除了之前已有的goDown()外，再加入goLeft()和goRight()，內容跟goDown()十分相似，只是方向改變了。

返回主程式，在setup()和draw()之外，加入keyPressed()函數，加入左、右方向鍵的控制。


xxxxxxxxxx
8
1
def keyPressed():
2
    if (key == CODED):
3
        if keyCode == LEFT:
4
            gameBoard.clearGrid()
5
            gameBoard.block.goLeft()
6
        if keyCode == RIGHT:
7
            gameBoard.clearGrid()
8
            gameBoard.block.goRight()

8. Tetromino Block旋轉和快速到底


xxxxxxxxxx
42
1
from spot import *
2
from gameBoard import *
3

4
gridSize = 40
5

6
gameBoard = 0
7

8
def setup():
9
    global gameBoard, timer
10
    size(gridSize*(12+7), gridSize*22)  
11
    gameBoard = GameBoard(gridSize)
12
    gameBoard.addNeighbors()
13
   
14
def draw():
15
    drawBackground()
16
    gameBoard.update()
17
    gameBoard.show()
18

19
def drawBackground():
20
    fill('#777777')
21
    for i in range(12+7):
22
        for j in range(22):
23
            rect(i*gridSize, j*gridSize, gridSize, gridSize)
24

25
def keyPressed():
26
    if (key == CODED):
27
        if keyCode == LEFT:
28
            gameBoard.clearGrid()
29
            gameBoard.block.goLeft()
30
        if keyCode == RIGHT:
31
            gameBoard.clearGrid()
32
            gameBoard.block.goRight()
33
        if keyCode == UP:
34
            gameBoard.clearGrid()
35
            gameBoard.block.rotate()
36
        if keyCode == DOWN:
37
            while not (gameBoard.block.isWall(2) or gameBoard.block.isBlocked(2)):
38
                gameBoard.clearGrid()
39
                gameBoard.block.goDown()
40
            gameBoard.block.setType()
41
            gameBoard.block.setLock()
42
            gameBoard.block = Block(3,0,'T', gameBoard.grids)

在上面的基礎下，在keyPressed()中，加入上和下方向鍵的控制。


xxxxxxxxxx
10
1
if keyCode == UP:
2
    gameBoard.clearGrid()
3
    gameBoard.block.rotate()
4
if keyCode == DOWN:
5
    while not (gameBoard.block.isWall(2) or gameBoard.block.isBlocked(2)):
6
        gameBoard.clearGrid()
7
        gameBoard.block.goDown()
8
    gameBoard.block.setType()
9
    gameBoard.block.setLock()
10
    gameBoard.block = Block(3,0,'T', gameBoard.grids)

按上方向鍵就會清除沒有鎖定的內容，之後旋轉block。

下方向鍵就比較複雜，如果block未到最底下或block的下面沒有阻擋，就用while loop一直向下，相反while loop跳了出來即已經到底或有阻擋，就鎖定block，之後再將block變回座標(0,3)。

9. 每次新block都抽不同的元素

tetris.pyde:


xxxxxxxxxx
42
1
from spot import *
2
from gameBoard import *
3

4
gridSize = 40
5

6
gameBoard = 0
7

8
def setup():
9
    global gameBoard, timer
10
    size(gridSize*(12+7), gridSize*22)  
11
    gameBoard = GameBoard(gridSize)
12
    gameBoard.addNeighbors()
13
   
14
def draw():
15
    drawBackground()
16
    gameBoard.update()
17
    gameBoard.show()
18

19
def drawBackground():
20
    fill('#777777')
21
    for i in range(12+7):
22
        for j in range(22):
23
            rect(i*gridSize, j*gridSize, gridSize, gridSize)
24

25
def keyPressed():
26
    if (key == CODED):
27
        if keyCode == LEFT:
28
            gameBoard.clearGrid()
29
            gameBoard.block.goLeft()
30
        if keyCode == RIGHT:
31
            gameBoard.clearGrid()
32
            gameBoard.block.goRight()
33
        if keyCode == UP:
34
            gameBoard.clearGrid()
35
            gameBoard.block.rotate()
36
        if keyCode == DOWN:
37
            while  not (gameBoard.block.isWall(2) or gameBoard.block.isBlocked(2)):
38
                gameBoard.clearGrid()
39
                gameBoard.block.goDown()
40
            gameBoard.block.setType()
41
            gameBoard.block.setLock()
42
            gameBoard.block = Block(3,0,gameBoard.shapeIndex[int(random(7))], gameBoard.grids)

gameBoard.py:


xxxxxxxxxx
43
1
from spot import *
2
from block import *
3

4
class GameBoard(object):
5
    
6
    def __init__(self, _gridSize):
7
        self.shapeIndex = ['I', 'Z', 'S', 'J', 'L', 'T', 'O']
8
        self.grids = []
9
        self.block = Block(3,0, self.shapeIndex[int(random(7))], self.grids)
10
        for x in range(10):
11
            tempGrids = []
12
            for y in range(20):
13
                tempGrids.append(Spot(x, y, x*_gridSize+_gridSize, y*_gridSize+_gridSize, _gridSize, _gridSize))
14
            self.grids.append(tempGrids)
15
        self.timer = millis()
16

17
    def addNeighbors(self):
18
        for i in range(10):
19
            for j in range(20):
20
                self.grids[i][j].addNeighbors(self.grids)
21

22
    def update(self):
23
        if millis() - self.timer > 200:
24
            self.timer = millis()
25
            self.clearGrid()
26
            self.block.goDown()
27
            
28
            if self.block.isWall(2) or self.block.isBlocked(2):
29
                self.block.setType()
30
                self.block.setLock()
31
                self.block = Block(3,0,self.shapeIndex[int(random(7))], self.grids)
32
            
33
    def show(self):
34
        self.block.setType()
35
        for x in range(10):
36
            for y in range(20):
37
                self.grids[x][y].show()
38

39
    def clearGrid(self):
40
        for x in range(10):
41
            for y in range(20):
42
                if self.grids[x][y].isLock == False:
43
                    self.grids[x][y].name = ''

其他沒有變動的就不貼出來了。

要每次都抽新的block其實很簡單，整個程式共有3處是重新更新block的，你可以搜尋gameBoard.block = Block(3,0,'T', gameBoard.grids)，將這3處都變成gameBoard.block = Block(3,0,gameBoard.shapeIndex[int(random(7))], gameBoard.grids)，就可以每次都抽新的block。

10. 考考你

game over: 到這一步，這個game是沒有game over的，你可以在每次抽新的block之前，先檢查一下座標(0,3)的4x4=16格有沒有被佔用，如果被佔用了就game over。
遊戲得分:
1. 在gameBoardclass中，加入lineClear()功能。顧名思義，就是每次block鎖定時，都檢查一下有沒有橫行是已經被填滿，而清理全行，上面已經鎖定了的格全部移向下一行。
2. 之後加入一個line clear counter，和block counter。block counter用來紀錄遊戲開始後有多少block產生，line clear counter用來紀錄有多少行被清除，兩者都是用來為遊戲計分，你可以每一個block counter計10分，每個line clear counter計100分。
(optional):
1. $1+2=3$ $1+2+3=6$ $\displaystyle\sum_{i=1}^{n}i$
2. (optional)標準的tetris遊戲，除了現有的block供控制外，但有下一個block的內容在等候處，令玩家預先計劃的，你可以嘗試加入這個功能。

Tetris

0. 本章重點

1. 準備畫面和class Spot用來裝起所有格

2. 俄羅斯方塊的元素

3. 新增鄰居

4. 新增Tetromino Block

5. 令Tetromino Block向下

6. 令Tetromino Block懂得堆疊

7. 令Tetromino Block左右移動

8. Tetromino Block旋轉和快速到底

9. 每次新block都抽不同的元素

10. 考考你

1. 準備畫面和class `Spot`用來裝起所有格