基于QT的俄罗斯方块游戏设计与实现

摘要：信息时代正处于高速发展中，而电子游戏已经成为人生活中或不可少的消磨工具之一。科技时代在不断地高速发展中，游戏相关编程设计也随着发展变得越来越重要，俄罗斯方块游戏是一款古老传遍世界的经典游戏，这个游戏看似简单易懂但却变化多端。
这个游戏的整体界面展示组成包括方块显示即主要游戏区域、分数等显示框、开始等按键。在游戏过程中由四个正方形组成的形状随机出现，用户按下键盘上的四个方向键操控游戏区域的方块，其中上下左右分别控制组合形状的旋转方向、加速下降、左右运动方向等，最终实现方块在底部满行消除积分，增加等级直至游戏结束。
这个论文课题内容包括俄罗斯方块的发展背景、游戏开发所需环境和开发目的和意义等内容。根据自己所学的知识，本论文分别论述俄罗斯游戏游戏背景与目的、可行性研究分析、需求分析、基本功能、界面设计、测试结果等方面。此游戏设计是在系统支持下，以C++为开发编程语言，在QT Creator 5.3.2版本的编程开发平台上实现游戏设计。
关键词：游戏设计与开发，QT编程，信号，槽函数

Design and implementation of Tetris based on Qt
Abstract：The information age is in the high-speed development, but the electronic game already became one of the people life or essential attrition tools. Tetris is a classic game that has been around the world for a long time, and game related programming is becoming more important as the technology age continues to accelerate, it’s a simple game, but it’s a very varied one. The game’s overall interface display consists of a box showing the main game area, scores and other display boxes, start and other keys. During the course of the game, the shapes composed of four squares appear randomly. The user presses the four directional keys on the keyboard to control the squares in the game area, the top, bottom, left and right respectively control the direction of rotation, accelerated descent, left and right movement direction, etc. . Finally, the bottom of the box full line to eliminate integral, increase the level until the end of the game. This thesis includes the background of Tetris, the environment and the purpose and significance of game development. According to the knowledge, this paper discusses the Russian game background and purpose, feasibility study analysis, demand analysis, basic functions, interface design, test results, etc. . This game design is in the system support, with C + + as the development programming language, in QT Creator 5.3.2 version of the programming platform to achieve game design.
Keywords：Game Design and Development，QT Programming，Signal , Slot function

第1章绪论 1
1.1 游戏背景和意义 1
俄罗斯方块的历史背景 1
1.1.1 游戏软件的现状和意义 1
1.1.2 课题实现的研究意义 2
第2章课题实现的可行性分析 3
2.1 课题的设计目的 3
2.2 可行性研究前提 3
2.2.1 课题研究的基本要求 3
2.2.2 课题研究的目的 3
2.2.3 课题研究的基本方法 4
2.3 可行性分析 4
2.4 游戏设计结论意见 4
第3章需求分析 5
3.1 需求分析的含义和目的 5
3.2 游戏的开发需求 5
3.3 俄罗斯方块游戏开发环境平台 6
第4章课题所需技术支持 7
4.1 面向对象的程序设计 7
4.2 程序设计思想 7
4.3 关于QT平台 7
4.4 QT内部进程通讯机制 9
第5章课题的设计与实现 11
5.1 建立项目 11
5.2 界面设计 12
5.2.1 窗口大小和命名 13
5.2.2 显示实例化 13
5.2.3 信号与槽函数连接 14
5.2.4 界面布局设计 14
5.3 方块组合实现 14
5.3.1 构造方块组合 15
5.3.2 设置方块随机出现 15
5.3.3 获取方块信息 15
5.3.4 对方块进行变换 16
5.3.5 方块的颜色设置 16
5.4 游戏开始与暂停等功能实现 17
5.5 游戏开始按钮处理 17
5.6 按键处理事件 18
5.7 游戏计时事件 18
5.8 满行消行、等级划分、分数累加 19
5.8.1 实现等级划分 19
5.8.2 实现满行消行 19
5.8.3 实现用户分数累加显示 20
5.9 新方块的产生和下一方块的展示 20
5.9.1 游戏新方块 20
5.9.2 下一方块显示 21
第6章俄罗斯方块游戏测试 22
6.1 关于软件测试 22
6.2 性能要求 22
6.3 测试的结果 23
参考文献 25
致谢 26

第1章绪论

1.1 游戏背景和意义
俄罗斯方块的历史背景
这个游戏的发明者是利用工作外空闲时间编程出来的，第一次问世是在1984年6月6号。俄罗斯方块游戏是由发明者最喜欢的运动（网球）和希腊字母前缀（tetra-）组合而成的。
1989年4月21日，《俄罗斯方块》被当做唯一捆绑游戏随第一代Game Boy游戏机一同发售,在全球范围内卖出超过1亿台，直到现在也仍旧是一个了不起的数字。俄罗斯方块是游戏与娱乐形式相对匮乏的时代里的一个不可或缺的存在，Game Boy游戏机中的俄罗斯方块游戏是处于波斯湾战争期间的军人用于消磨时光的小游戏这个游戏能够至今还是被大家所熟知，并没有陨落。
游戏的运行规则是用户通过四个方向键改变方块的旋转方向、移动方向和位置等，方块是由四个正方形组成的。游戏过程中这些方块排列满一行或多行，系统消除方块，玩家分数和等级数值增加，剩下的方块移动到底部直到没有空间放置降落的方块。
俄罗斯方块游戏的产权纠纷在历史中存在蛮多的，因为这个游戏容易开发，其他很多产品上面的俄罗斯方块游戏都是没得到授权就被开发。但很多产权纠纷的官司中，持有者却是败诉的，这说明像这种结构和逻辑十分简单的小游戏的产权纠纷中版权持有者是劣势的，致使很多游戏厂家都不想开发这种类型的游戏了。
俄罗斯方块游戏操作规则简单、适用范围广，当时无人不晓，它在历史游戏中获得的评价极高，在很多杂志里面的游戏访问中采访者对俄罗斯方块游戏的评分都十分高，认可了这个游戏的经典之处。
1.1.1 游戏软件的现状和意义
现在，除了美国、韩国等国家外，很多国家也发现了游戏商机，游戏行业越来越发达，已经慢慢成为全球娱乐类中最大的产业，每年有着大于200亿美元的收入。目前北美那边的游戏行业的产值已经差不多靠近整个影视产业的市值了，这些事实结论就可以看出游戏行业在众多行业中的地位以及其发展潜力之大。
我国的游戏行业发展得晚，但有很多游戏都是在推出来的时候就备受年轻人喜欢，在2019年中游戏行业甚至有着947.3亿元的收入，这个数据比上年增加了13.5%，我国的游戏行业经过这几年的发展已经趋于平稳，扩展出去的销售等行业，也处于很好的发展过程。
游戏行业有着宏大的经济发展和大数量的用户，对游戏的规范和合理引导就是必不可少的，游戏开发不再仅限于实现功能，用户体验感和界面视觉效果变得越来越重要。所谓用户体验感就是实现交互设计，而整体界面视觉效果界面布局实现美观，游戏行业越来越注重界面设计，所以现在的游戏开发不再是简单的编程，还涉及到交互和设计等方面。
1.1.2 课题实现的研究意义
俄罗斯方块游戏进化发展到现在已经有1000多种版本了，开发不同版本的游戏需要不同运行环境的开发平台上运行，开发时容易受到软硬件环境的影响，这种影响限制了新技术的作用和功能的实现，许多成熟的软件成果就被搁置了，十分浪费。而且这是一个特别容易上手的小游戏，编程也是比较简单，在玩游戏的过程中可以锻炼玩家的脑力，手机也能够进行一定的运动，大脑有进行思考，对身心都是十分有益的。
Qt可以在多系统上跨平台运转，还能够通过版