canvas实现俄罗斯方块

原文地址：canvas实现俄罗斯方块

好久没使用canvas了，于是通过写小游戏“俄罗斯方块”再次熟悉下canvas，如果有一定的canvas基础，要实现还是不难的。实际完成的Demo请看：canvas俄罗斯方块。

原理详解

看游戏最终界面，可知需要实现以下关键功能：

1. 游戏面板，也就是12 * 20的方格，以及是否填充了方块信息；
2. 运动方块，方块需要实现移动，变形的功能。
   
   

界面的实现

整个面板就是以左上角（0,0）为原点的坐标系，右上角（12,0）左下角（0,20）右下角（12,20），每个点的坐标位置都可以确定。是否已经填充方块，我们可以将每个方格看成一个数组元素，0表示没有，1表示已经填充。12 * 20 的面板使用两层数组，即用20个长度为12的数组实现。

var maps = [[0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0],[0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,1,0], ...];

画出面板的代码，用最基础的canvas的api就能实现

	//格子
	for(var i=0;i<12;i++){
		for(var j=0;j<20;j++){
			ctx.fillRect(i*40,j*40,40,40);
			ctx.strokeRect(i*40,j*40,40,40);
			if(this.maps[j][i]==1){//方格已经有填充内容
				ctx.save();
				ctx.lineWidth=4;
				ctx.fillStyle='hsla(200,100%,50%,.5)';
				ctx.strokeStyle='hsla(200,100%,50%,.9)';
				ctx.fillRect(i*40,j*40,40,40);
				ctx.strokeRect(i*40+2,j*40+2,38,38);
				ctx.restore();
			}
		}
	}

	//边框
	ctx.lineWidth=4;
	ctx.strokeStyle='hsla(0,100%,0%,.3)';
	ctx.moveTo(0,0);
	ctx.lineTo(0,20*40);
	ctx.lineTo(12*40,20*40);
	ctx.lineTo(12*40,0);
	ctx.stroke();
	ctx.restore();

方块的实现

游戏中用到以下 7 种图形

结合上面介绍的坐标系，数组 [x1, y1, x2, y2, x3, y3, x4, y4] 就是上面图形中4个点坐标的数据表现形式，7 种图形的坐标分别如下：

var Arr = [[4,0,4,1,5,1,6,1],[4,1,5,1,6,1,6,0],[4,0,5,0,5,1,6,1],[4,1,5,0,5,1,6,0],
[5,0,4,1,5,1,6,1],[4,0,5,0,6,0,7,0],[5,0,6,0,5,1,6,1]];

方块的移动，遍历整个数组，加上位移向量就行，非常简单

class Shape {
	constructor(m){
		this.m = Object.assign([],m);
	}
	move(x,y){ // 位移
		var m = this.m,
			l = m.length;
		y = y||0;

		for (var i=0;i<l;i=i+2){
			m[i]+=x;
			m[i+1]+=y;
		}
		return this;
	}

方块的旋转，俄罗斯方块里面方块除了左右和上下运动，还会旋转，不是吗？稍微思考下就知道，这不过就是矩阵变换而已，也就是每次图形绕中心点旋转90度。我这里用数组第三个点作为图形变换的中心点，当然这样处理不够完善。

class Shape {
	transform(){//二维矩阵变换
		var m =this.m,
			l = m.length,
			c = Math.ceil(l/2),
			x = m[c],
			y = m[c+1],
			cos = Math.cos(Math.PI/2),
			sin = Math.sin(Math.PI/2);

		for (var i=0;i<l;i=i+2){
			if(i == c) continue;
			var mx = m[i]- x,
				my = m[i+1] - y,
				nx = mx*cos - my*sin,
				ny = my*cos + mx*sin;
			m[i]=x+nx;
			m[i+1]=y+ny;
		}
		return this;
	}

边界条件

主要包括如下三个方面

1. 方块位置不能超出界面的判断；
2. 方块到达底部或放置完成的判断；
3. 游戏结束的判断。

遍历数组 （1）任意一个点y坐标为19时表示到达了底部；（2）获取该坐标的y+1位置在maps的信息，如果为1表示已经填充。这两种情况下，运动方块的周期结束，将该方块的坐标填充到maps对应的数组里面即可。

如果坐标的y+1已经有填充，同时当前坐标小于1，即已经在界面的顶部了，那么表示游戏结束。

var isEnd = false,isOver=false,x,y;
for(var i=0,sl=that.shape.m.length;i<sl;i=i+2){
	x=that.shape.m[i];
	y=that.shape.m[i+1];
	if(y >= 19){ // 到了底部
		isEnd = true;break;
	}
	if(that.maps[y+1][x]==1){ // y+1位置已经填充
		isEnd = true;
		if(y <= 1){isOver=true;} // 游戏结束
		break;
	}
}

方块运动周期结束时检测每一层是否满格，以及满格后的处理。某项数组全部元素都为1则表示已经满格，那么删除该项数组，同时列表头再压入一项每个元素都为0的数组即可。

checkPoint(){
	var that = this,
		maps = that.maps;

	for(var i=0,l=maps.length;i<l;i++){
		if(Math.min.apply(null,maps[i]) == 1){// 表示该层已经满格
			that.maps.splice(i,1);
			that.score+=10; // 增加分数
			that.maps.unshift([0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0]);
		}
	}
	return this;
}

绑定事件

主要就是绑定keydown事件，要注意的是左移和右移事件包括了边界判断

bindEvent(){
	var that = this;
	document.addEventListener('keydown',function(e){
		switch(e.keyCode){
        	case 13:        //enter
        		cancelAnimationFrame(that.timer);
	        	that.init().update();
        	break;
        	case 80:        //p
        		that.pause = !that.pause;
				break;
            case 40:        //down
            	that.d = 0.5;
				break;
            case 37:        //left
            	var over = false,
            		maps = that.maps,
            		shape = that.shape,
            		m = shape.m;
            	for(var i=0,l=m.length;i<l;i=i+2){
            		if(m[i]<=0 || maps[m[i+1]][m[i]-1] == 1){
            			over = true;break;
            		}
            	}
            	if(!over) shape.move(-1,0);
              	break;
            case 39:        //right
            	var over = false,
            		shape = that.shape,
            		maps = that.maps,
            		m = shape.m;
              	for(var i=0,l=m.length;i<l;i=i+2){
            		if(m[i]>=11 || maps[m[i+1]][m[i]+1] == 1){
            			over = true;break;
            		}
            	}
            	if(!over) shape.move(1,0);
              	break;
            case 32:        //space
              	that.shape.transform();
              	break;
        }
    },false);
}

总结

这里面实现了俄罗斯方块的最基本功能，还有关卡等功能点并没有实现，同时该demo仍然有不完善的地方需要修正。