Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

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#.

1. Конструкторский раздел

1.1 Обоснование необходимости разработки

В разделе "Введение" данной курсовой работы была приведена краткая история игры "Тетрис". Как видно этой компьютерной игре более 25 лет. Все изученные мной примеры этой игры написаны на довольно старых языках программирования (например Basic, Pascal). В таких играх был достаточно недружественный интерфейс пользователя, слабое графической отображение (достаточно резкие цвета, минимальная цветовая палитра) (Рис.1).

Рис. 1. Тетрис на Basic

Основываясь на выше изложенных фактах было решено создать программу игры "Тетрис".

1.2 Обоснование и описание метода алгоритма

При разработке программы игры "Тетрис" для описания математической части алгоритма был использован двумерный массив, размерностью 24*15. Для создания графической части программы использовались графические возможности языка C#.

1.2.1 Математическая часть алгоритма

Массив - это индексированный набор объектов одного типа. В языке С# массивы несколько отличаются от массивов в C++ и других языках, поскольку они являются объектами, что наделяет их полезными методами и свойствами. В С# определен синтаксис объявления объектов типа Array. Однако фактически создается объект типа System. Array. Таким образом, С# предоставляет программисту идеальные условия: за простым синтаксисом в стиле С кроется объявление класса, дающее экземплярам массива доступ к методам и свойствам класса System. Array.

В создании алгоритма использовался массив как математический аналог поля "Тетриса". Каждая ячейка массива соответствует определенной области поля игры. Каждая область поля игры может быть заполнена фигурой или быть пустой. Соответственно, каждая область поля может принимать два значения. Для этих целей можно использовать логические переменные. Каждая фигура имеет определенную форму и занимает несколько областей поля игры. Следовательно в массиве, ячейки, соответствующие заполненным областям поля, будут иметь логическое значение true. Для ячеек соответствующих пустым областям будет присвоено логическое значение false. Каждая горизонталь поля тетриса соответствует строке двумерного массива, а вертикаль - столбцу. Движение фигур производится через равные промежутки времени, т. е происходит повторение алгоритма через равные промежутки времени. Равные промежутки времени можно обеспечить с помощью обсчета ресурсоёмкого алгоритма (например вычисление ряда Фибоначчи) или использовать элемент языка С# таймер (который был использован в данной программе). Каждый тик таймера будет происходить повторение алгоритма движения фигуры. Это представлено как последовательное изменение значений в ячейках массива.

Чтобы игра была работоспособной, необходимо каждой ячейки массива каждый тик таймера присваивать значения, соответствующие областям поля. Т.к. количество ячеек велико (их 360), удобно было использовать циклические конструкции. Это позволило сократить программный код и количество ошибок в нем. Для этих целей был использован оператор for (Листинг 1).

Краткосрочной целью игры тетрис является полное заполнение фигурами горизонтали для последующей ее очистки и получении очков. Для этого необходимо было внести в программу функцию проверки заполнености горизонтали. Для массива это представляется как проверка ячеек каждой строки на одинаковость значений. данную задачу решает условная конструкция. В данной работе был использован оператор if (Листинг 1).

Математическая часть алгоритма строится на минимальном числе элементов: двумерный массив, таймер, логическая переменная, циклическая конструкция и условная конструкция (Листинг 1). Синтаксис записи этих элементов в языке C# прост, что делает алгоритм достаточно простым.

1.2.2 Графическая часть алгоритма

GDH+ - интерфейс графических устройств. Приложения с графикой, игры, Computer Aided Design/Computer Aided Manufacture (CAD/CAM - проектирование/производство с помощью компьютера), программы для рисования, для создания графиков и многие другие типы приложений требуют от разработчиков написания кода для работы с графикой. Использование создаваемых пользователем управляющих элементов также предполагает работу с графикой. Посредством своей библиотеки классов компания Microsoft сделала написание кода для работы с графикой как никогда простым.

Возможности GDI +:

• Работу с отдельными частями рисунков

• Рисование изображения

• Вывод на печать

• Предварительный просмотр

• Пространство имен Drawing2D

• Пространство имен Imaging

В классе Graphics инкапсулированы поверхности рисования GDI+. Есть три основных типа поверхностей рисования:

• Окна и управляющие элементы на экране

• Страницы, посылаемые на принтер

• Растровые изображения в памяти

Игра тетрис требует изображение областей поля в виде в квадратов. Для этого была использована структура языка C# Rectangle (прямоугольник). Для ее описания необходимы координаты верхнего левого угла прямоугольника (что соответствует значениям вертикали и горизонтали поля игры), а также его размеры. Структура Region позволяет объединять разные изображения в одно.

Для заполнения определенной области рисунка цветом возможно использование класса Brush. Класс Brush - это абстрактный класс. Для создания экземпляра класса Brush исользуются классы, производные от класса Brush, такие как SolidBrush, TextureBrush и LinearGradientBrush. Класс Brush находится в пространстве имен System. Drawing. Классы TextureBrush и LinearGradientBrush находятся в пространстве имен System. Drawing. Drawing2D. Вот что позволяет делать каждый из этих классов:

• SolidBrush заполняет фигуру сплошным цветом.

• TextureBrush позволяет заполнять фигуру рисунком, хранящемся в двоичном представлении. При создании такой кисти требуется также задавать обрамляющий прямоугольник и режим обрамления. Обрамляющий прямоугольник определяет, какую порцию рисунка мы должны использовать при рисовании, - использовать весь рисунок целиком совершенно необязательно. Для режима обрамления существует несколько возможностей, включая Tile (черепица) - TileFiipx, TileFiipY и TileFiipXY, позволяющих последовательно разбивать изображение на Отдельные квадраты. С помощью TextureBrush можно создавать очень интересные и весьма впечатляющие эффекты.

• LinearGradientBrush содержит кисть, которая позволяет рисовать плавный переход от одного цвета к другому, причем первый цвет переходит во второй под определенным углом. Углы при этом задаются в градусах. Угол, равный 0, означает, что переход от одного цвета к другому осуществляется слева направо. Угол, равный 90°, означает, что переход от одного цвета к другому осуществляется сверху вниз.

Принцип построения изображения поля игры прост. С помощью циклической и условной конструкций проверяется ячейки массива на одинаковые логические значения. Т.к. каждой ячейки соответствует определенная минимальная область поля игры, то зная значение строки и столбца массива возможно построение структуры Rectangle. Объединяя структуры Rectangle одного типа, можно получить два типа Region. Закрашивая эти два Region разными видами "кистей" получаем изображение поля (Листинг 2).

Так как игра тетрис построена на использовании фактора времени, необходимо постоянно графически обновлять поле этой игры. Для этого каждый тик таймера будет происходить приведенный выше принцип построения изображения поля игры.

При разработки программы предполагалось использование среды Microsoft Visual C# 2008 Express Edition. Эта среда разработки программного обеспечения содержит набор шаблонов, которые часто используют при разработки программ. В программе я использовался ряд шаблонов:

• Button

• Label

• PictureBox

• TextBox

• ContextMenuStrip

• Timer

Это облегчило задачу в написании программы, так как часть кода была сгенерирована автоматически.

Приведенные выше принципы и элементы стали основой алгоритма.

2. Технологический раздел

2.1 Выбор языка и среды программирования

Для реализации данного курсовой работы был выбран язык программирования Visual C#. Язык основан на строгой компонентной архитектуре и реализует передовые механизмы обеспечения безопасности кода. Язык программирования C# объединил лучшие черты целого ряда предшественников, а именно ветви языков B - C - C++.

От языка программирования C++ языком C# унаследованы следующие механизмы: "перегруженные" операторы, небезопасные арифметические операции с плавающей точкой, а также ряд других особенностей синтаксиса.

Несмотря на весьма существенные различия между компонентной объектной моделью COM (основного стандарта Microsoft для компонентного проектирования и реализации программного обеспечения) и моделью Java Beans, базовым стандартом Sun Microsystems для компонент (зависимой от языка реализации), язык программирования C# имеет довольно много общего с языком Java.

Перечислим наиболее характерные черты сходства языков программирования C# и Java. Прежде всего, оба языка относятся к категории объектно-ориентированных и предполагают единственность наследования. Другими важными особенностями, которые сближают языки программирования C# и Java, являются механизмы интерфейсов, обработки исключительных ситуаций, а также процессов или "нитей" (threads). "Сборка мусора" и пространства имен реализованы в этих двух языках сходным образом. Оба языка программирования характеризуются сильной (строгой) типизацией и динамической загрузкой кода при выполнении программы.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов курсовой работы