Глава 40. Тетрис :: Идеи реализации

Идеи реализации
	Глава 40. Тетрис

Общие соображения

Применим технологию ООП для программирования игры.

Используем уже известную нам по программе «Жизнь» консольную графику, основанную на управляющих escape-последовательностях. Но, в отличие от программы «Жизнь», откажемся от непосредственного управления терминалом (команды print, печатающие на терминал трудно запоминаемые escape-последовательности), и положимся на библиотеку, которая делает всю эту работу за нас, предоставляя нам удобный набор процедур.

Объектная модель игры

Раз уж мы решили применить ООП для решения нашей задачи, продумаем объектную модель игры.

Полезно будет отделить в программе ту часть, которая отвечает за пользовательский интерфейс (графика, работа с клавиатурой и звук). Для этой цели предусмотрим пакет процедур Tetris::UI (User Interface). Такое отделение будет полезно в случае, если мы в дальнейшем захотим усовершенствовать пользовательский интерфейс, например, использовать вместо скромной, консольной, полноценную графику, X Window System. Тогда нам придётся внести изменения лишь в текст модуля Tetris::UI вместо того, чтобы отыскивать по всему тексту программы вызовы графических процедур или процедур для работы с клавиатурой.

Можно пойти ещё дальше — предусмотреть в программе несколько вариантов пользовательского интерфейса, на выбор, в зависимости от ключей в командной строке. Для каждого из вариантов пользовательского интерфейса можно создать свой пакет процедур, например, Tetris::UI::Term::Slangy для консольной графики и Tetris::UI::X11 для полноценной. Оба пакета будет содержать один и тот же набор процедур (ядро), так что остальная часть программы будет «общаться» с пакетом только через это ядро одним и тем же способом. Кроме того, если это понадобится, каждый из этих пакетов можно дополнить другими, вспомогательными процедурами и переменными, специфическими для данного типа интерфейса. Остальная часть программы будет обращаться к ядру пакета, отвечающего за интерфейс, даже не зная, какой тип интерфейса он реализует.

Но пока не будем браться за всё сразу, а реализуем простой пользовательский интерфейс на основе консольной графики в пакете Tetris::UI. Содержимое пакета обсудим позднее.

Есть несколько библиотек, которые упрощают работу с консольной графикой. Наиболее популярными из них являются libncurses и libslang. Их возможности примерно одинаковы, однако в настоящее время libncurses испытывает определённые трудности, если терминал работает с кодировкой UTF-8, которая даёт возможность одновременно вводить и выводить символы из всех национальных алфавитов, используя всю таблицу символов UCS (большой файл!). Различные символы в кодировке UTF-8 имеют различную длину (в байтах), что пока сбивает с толку библиотеку libncurses. Не дожидаясь, когда ошибки в этой библиотеке будут исправлены, воспользуемся библиотекой libslang, которая не испытывает подобных трудностей.

Обе эти библиотеки написаны на языке C, и предназначены для использования в программах, написанных на C. Чтобы применить возможности таких библиотек в программах, написанных на других алгоритмических языках, требуются дополнительные ухищрения. Мы приспособили библиотеку libslang для использования в Perl, создав пакет процедур Term::Slangy. Этот пакет должен быть установлен на компьютере.

Пользователи операционной системы Mandriva Linux версий 2010.0 и 2010.1 могут скачать пакет RPM и установить его при помощи команд:

% su
Password: *пароль суперпользователя*
# rpm -vhi perl-Term-Slangy-323.0.0-1tz2010.0.i586.rpm
Подготовка...     ########################################### [100%]
   1:perl-Term-Slangy       ########################################### [100%]

Для его использования в программе нужно включить в текст команду

Perl
use Term::Slangy;

После этого станут доступны процедуры из этого пакета. Обсудим их подробнее.

initTT()

Эта процедура обязательно должна вызываться перед началом использования консольной графики. Она определяет размер терминала (количество строк и столбцов), узнаёт тип терминала и отыскивает в базе данных terminfo, какие управляющие escape-последовательности отвечают каким управляющим действиям.

termTT()

Эта процедура обязательно должна вызываться после использования консольной графики, иначе терминал останется в изменённом, испорченном состоянии, и возвращать его в исходное придётся командой reset.

rows() cols()

Процедуры возвращают размер терминала — количество строк и столбцов соответственно.

utf8Mode($mode)

Включает поддержку кодировки UTF-8. Если $mode равен -1, этот режим будет установлен, если терминал настроен на использование этой кодировки. Как правило, именно это и требуется. Вызов данной процедуры должен предшествовать вызову initTT().

clear()

Процедура очищает экран. Видимые изменения наступят лишь после вызова процедуры refresh().

cursorVisibility($mode)

Изменяет вид курсора в зависимости от $mode: при 0 курсор становится невидимым, при 1 — видимым. Изменения проявятся после вызова refresh().

move($row, $column)

Перемещает курсор в точку экрана с координатами ($column, $row). Изменения проявятся после вызова refresh().

writeString($string)

Выводит строку $string в текущем положении курсора. Курсор сдвигается. Изменения проявятся после вызова refresh().

writeChar($char)

Выводит символ $char в текущем положении курсора. $char — целочисленный номер символа из таблицы символов UCS. Курсор сдвигается. Изменения проявятся после вызова refresh().

fillChar($row, $col, $height, $width, $char)

Заполняет символом $char прямоугольную область экрана. Левый верхний угол прямоугольника в точке экрана с координатами ($row, $col), высота и ширина — $height и $width. Изменения проявятся после вызова refresh().

hLine($row, $col, $width, $char) vLine($row, $col, $height, $char)

Заполняет символом $char горизонтальную и вертикальную линию, начиная от точки с координатами ($row, $col). Соответственно ширина и высота линии — $width и $height. Изменения проявятся после вызова refresh().

colorPair($color, $foreground, $background)

Определяет цветовую пару (передний план, фон) и присваивает ей номер $color. Передний план — $foreground, фон — $background. Чтобы не запоминать значения параметров $foreground и $background, в классе определены константы, приведённые в таблице:

название цвета	цвет	значение параметра
чёрный		COLOR_BLACK
красный		COLOR_RED
зелёный		COLOR_GREEN
коричневый		COLOR_BROWN
синий		COLOR_BLUE
фиолетовый		COLOR_MAGENTA
циан		COLOR_CYAN
светло-серый		COLOR_LGRAY
серый		COLOR_GRAY
ярко-красный		COLOR_BRIGHT_RED
ярко-зелёный		COLOR_BRIGHT_GREEN
ярко-жёлтый		COLOR_BRIGHT_BROWN
ярко-синий		COLOR_BRIGHT_BLUE
ярко-фиолетовый		COLOR_BRIGHT_MAGENTA
яркий циан		COLOR_BRIGHT_CYAN
ярко-белый		COLOR_BRIGHT_WHITE

Процедуры, использующие цвета, должны ссылаться на них по номеру $color.

fillColor($row, $col, $height, $width, $color)

Заполняет цветом $color прямоугольную область экрана. Левый верхний угол прямоугольника в точке экрана с координатами ($row, $col), высота и ширина — $height и $width. Изменения проявятся после вызова refresh().

setColor($color)

Делает цвет $color текущим. Дальнейшее рисование осуществляется этим цветом.

initKeypad()

Эта процедура должна вызываться перед вызовами процедур, работающих с клавиатурой.

refresh()

Эту процедуру следует вызвать каждый раз, когда нужно сделать видимыми результаты работы «рисующих» процедур.

getKey()

Останавливает программу в ожидании нажатия клавиши. Как только клавиша нажата, возвращает номер введённого символа из таблицы символов UCS.

inputPending($msec)

Процедура ожидает нажатия клавиши в течение $msec миллисекунд. Если за этот период клавиши не нажимались, возвращает 0. Иначе завершается немедленно после нажатия, возвращая 1.

Системы координат

Нам потребуются три системы декартовых координат (40.3. «Системы координат в программе tetris.pl»). Одна (красная) связана с экраном, её начало будет находиться в левом верхнем углу экрана. Другая (жёлтая) — со стаканом, с началом в его левом верхнем углу. И, наконец, третья, зелёная, будет связана с текущей фигурой. Начало последней системы координат разместим в левом верхнем углу прямоугольника с вертикальными и горизонтальными сторонами, описанного около фигуры.

Рисунок 40.3. Системы координат в программе tetris.pl

элементы массива форм
`■■■\|□■□`	`■□\|■■\|■□`	`□■□\|■■■`	`□■\|■■\|□■`
`■■\|■■`
`■\|■\|■\|■`	`■■■■`
`■■□\|□■■`	`□■\|■■\|■□`
`□■■\|■■□`	`■□\|■■\|□■`
`□■\|□■\|■■`	`■■■\|□□■`	`■■\|■□\|■□`	`■□□\|■■■`
`■□\|■□\|■■`	`□□■\|■■■`	`■■\|□■\|□■`	`■■■\|■□□`

значение `$dir`	направление сдвига/поворота
`0`	сдвиг вправо
`1`	сдвиг вверх
`2`	сдвиг влево
`3`	сдвиг вниз
`4`	поворот влево
`5`	поворот вправо

Идеи реализации

Общие соображения

Объектная модель игры

Класс `Term::Slangy`

Системы координат

Класс `Tetris::Figure`

Данные объектов класса `Tetris::Figure`

Методы класса `Tetris::Figure`

Класс `Tetris::Game`

Класс `Tetris::UI`

Методы класса `Tetris::UI`