C語言圖形程式設計：俄羅斯方塊製作（一）核心原理詳解

專案概覽

本文為俄羅斯方塊專案的設計文檔，詳細闡述五大核心問題的解決方案，配合原始碼註解，幫助讀者理解從零構建圖形遊戲的完整思路。

1. 如何用 C 語言繪製圖形介面

採用 EasyX 圖形庫（https://www.easyx.cn），它是 Turbo C graphics.h 在 Visual C++ 下的移植版。基本流程：

initgraph(WINDOW_WIDTH, WINDOW_HIGH); // 初始化視窗
cleardevice();                        // 清空繪圖裝置
setcolor(RED);                        // 設定畫筆顏色
setlinestyle(PS_SOLID, NULL, 0);      // 設定線型
rectangle(x1, y1, x2, y2);            // 畫矩形

注意：源檔副檔名需為 .cpp，但語法純 C，利用 EasyX 的 C++ 介面封裝。

2. 如何儲存俄羅斯方塊形狀

方案演進

1. 硬編碼枚舉：每種方塊寫死繪圖函式，擴充性極差。
2. 4x4 整數陣列：int shape[4][4]，0/1 表示空/填，直觀但佔 64 位元組。
3. 位元點陣（採用）：unsigned int 低 16 位對應 4x4 格，@=1, #=0。例如：

@###  -> 1000
@###  -> 1000
@@##  -> 1100
####  -> 0000
// 合併為 0b1000100011000000 = 0x88C0

繪圖時用遮罩 mask = 1 << 15 逐位掃描，(bits & mask) != 0 即畫格。

3. 如何讓圖形動起來

核心原理：畫 → 擦 → 移動座標 → 重畫，中間用計時器控制速度。

• 自動下落：主迴圈中呼叫 GetTickCount() 計算經過時間，超過門檻則 top += ROCK_SQUARE_WIDTH。
• 左右移動：鍵盤事件中 left ±= ROCK_SQUARE_WIDTH。
• 旋轉（上鍵）：切換到同方塊的下一個旋轉狀態（靜態循環鏈表的 nextRockIndex）。

4. 如何判斷停止與消行得分

邊界與碰撞檢測

建立邏輯棋盤 g_gameBoard[Y+2][X+2]，四周多加一圈「圍牆」（初始化為 1）。方塊每次嘗試移動前，先用 MoveAble() 掃描其佔用格對應的棋盤位置，若目標非 0 則阻止移動。

方塊固定

無法下落時，呼叫 SetOccupyFlag() 將方塊佔用格在棋盤標記為 1。

消行算法

// 從底部向上掃描
for (row = Y_ROCK_SQUARE_NUM; row >= 1; row--) {
    if (全行皆為 1) {
        DelFullRow(row);   // 畫面擦除 + 邏輯下移上方所有行
        UpdataScore();     // 分數 +10，每 100 分升級
        row++;             // 重新檢查同一行（因上方行已下移）
    }
}

5. 其他細節

• 快速下落（空格鍵）：FastFall() 循環嘗試下落直到碰撞，直接定位到底部。
• 暫停（Enter 鍵）：進入 while(getch() != 13) 死循環阻塞主迴圈。
• 遊戲結束判斷：檢查棋盤頂行與底行是否同時有方塊（表示已堆滿）。

資料結構亮點：靜態循環鏈表

typedef struct ROCK {
    unsigned int rockShapeBits; // 形狀點陣
    int nextRockIndex;          // 下一旋轉狀態在陣列中的索引
} RockType;

每種方塊的 4 個旋轉狀態在 rockArray 中連續存放，最後一個的 nextRockIndex 指回第一個，形成循環。按上鍵時只需 currentIndex = rockArray[currentIndex].nextRockIndex 即可完成旋轉，同時保持陣列隨機存取特性，方便 rand() 產生新方塊。

總結

本專案展示了 C 語言在無物件導向支援下，如何透過結構體、位元操作、模組化設計構建完整遊戲。核心技巧包括：位元點陣壓縮、靜態循環鏈表狀態機、邏輯棋盤與畫面座標映射、雙重緩衝無閃爍繪圖。原始碼見「俄羅斯方塊制作（二）」。