javascript - 俄罗斯方 block 二维数组逻辑

Question

我正在尝试使用矩阵而不是 Sprite 在 JS 中编写俄罗斯方 block 。 基本上是为了更好地可视化二维数组。

我通过转置其矩阵数据然后反转行来旋转 block 。 但是因为 block 的宽度和高度没有完全填满这个 4x4 矩阵 旋转导致 block 移动，而不是原地旋转。

我看不到它，我已经花了两天多的时间试图让像俄罗斯方 block 这样的简单游戏正常工作，从头开始重新启动几次.. 我需要帮助，我真的很想能够编写游戏，而我唯一能做的就是井字游戏。我花了比我应该花的更多的时间。

这是完整的js代码。单击 Canvas 可旋转作品。

var canvas = document.getElementById('c');
var ctx = canvas.getContext('2d');
canvas.width = 400;
canvas.height = 600;

// game object
var G = {};
var current = 0;
var x = 0;
var y = 0;

//GRID
G.grid = [];
G.gridColumns = 10;
G.gridRows = 15;
for (var i = 0; i < G.gridColumns; i++) {
  G.grid[i] = [];
  for (var j = 0; j < G.gridRows; j++) {
    G.grid[i][j] = 0;
  }
}

// Array with all different blocks
G.blocks = [];
//block constructor
function block() {};
G.blocks[0] = new block();
G.blocks[0].matrix = [
  [1, 0, 0, 0],
  [1, 1, 0, 0],
  [0, 1, 0, 0],
  [0, 0, 0, 0]
];
G.blocks[0].width = 2;
G.blocks[0].height = 3;

function transpose(m) {
  // dont understand this completely, but works because j<i
  for (var i = 0; i < m.matrix.length; i++) {
    for (var j = 0; j < i; j++) {
      var temp = m.matrix[i][j];
      m.matrix[i][j] = m.matrix[j][i];
      m.matrix[j][i] = temp;
    }
  }
}

function reverseRows(m) {
  for (var i = 0; i < m.matrix.length; i++) {
    m.matrix[i].reverse();
  }
}

function rotate(m) {
  transpose(m);
  reverseRows(m);
}

function add(m1, m2) {
  for (var i = 0; i < m1.matrix.length; i++) {
    for (var j = 0; j < m1.matrix[i].length; j++) {
      m2[i + x][j + y] = m1.matrix[i][j];
    }
  }
}

function draw(matrix) {
  for (var i = 0; i < matrix.length; i++) {
    for (var j = 0; j < matrix[i].length; j++) {
      if (matrix[i][j] === 1) {
        ctx.fillRect(j * 20, i * 20, 19, 19);
      }
    }
  }
  ctx.strokeRect(0, 0, G.gridColumns * 20, G.gridRows * 20);
}


window.addEventListener("click", function(e) {
  rotate(G.blocks[current]);
});

function tick() {
  ctx.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
  add(G.blocks[current], G.grid);
  draw(G.grid);
}
setInterval(tick, 1000 / 30);

<canvas id="c"></canvas>

请忽略我代码中的小怪癖，我是自学编程的。 提前致谢:)

Answer 1

旋转

实际旋转的一个问题是，即使考虑到矩阵的宽度，其中一些旋转看起来也不会那么好。让我们看看 I 形状的旋转会发生什么:

. X . .        . . . .        . . X .        . . . .
. X . .   =>   X X X X   =>   . . X .   =>   . . . .
. X . .        . . . .        . . X .        X X X X
. X . .        . . . .        . . X .        . . . .

从游戏玩法的 Angular 来看，您会期望第 3^rd 和第 4^th 形状与第 1^st 和 2 ^相同>nd 分别是。但这不是通用旋转算法会发生的事情。您可能会使用非方阵 (5x4) 来解决上述问题，但算法会变得比您最初预期的更复杂。

实际上，我敢打赌，大多数俄罗斯方 block 实现都不会费心以编程方式进行旋转，而是简单地对四联骨牌的所有不同可能形状进行硬编码，从而使旋转看起来既好又“公平”尽可能。这样做的好处是您不必再担心它们的大小。您可以将它们全部存储为 4x4。

正如我们将在此处看到的，这可以以非常紧凑的格式完成。

将四联骨牌编码为位掩码

因为四联骨牌基本上是一组可以开启或关闭的“大像素”，将其表示为位掩码非常合适且有效而不是整数矩阵。

让我们看看如何对 S 形状的两个不同旋转进行编码:

X . . .     1 0 0 0
X X . .  =  1 1 0 0  =  1000110001000000 (in binary)  =  0x8C40 (in hexadecimal)
. X . .     0 1 0 0
. . . .     0 0 0 0

. X X .     0 1 1 0
X X . .  =  1 1 0 0  =  0110110000000000 (in binary)  =  0x6C00 (in hexadecimal)
. . . .     0 0 0 0
. . . .     0 0 0 0

其他两个旋转与此相同。因此，我们可以完全定义我们的 S 形状:

[ 0x8C40, 0x6C00, 0x8C40, 0x6C00 ]

对每个形状和每个旋转做同样的事情，我们最终得到类似的东西:

var shape = [
  [ 0x4640, 0x0E40, 0x4C40, 0x4E00 ], // 'T'
  [ 0x8C40, 0x6C00, 0x8C40, 0x6C00 ], // 'S'
  [ 0x4C80, 0xC600, 0x4C80, 0xC600 ], // 'Z'
  [ 0x4444, 0x0F00, 0x4444, 0x0F00 ], // 'I'
  [ 0x44C0, 0x8E00, 0xC880, 0xE200 ], // 'J'
  [ 0x88C0, 0xE800, 0xC440, 0x2E00 ], // 'L'
  [ 0xCC00, 0xCC00, 0xCC00, 0xCC00 ]  // 'O'
];

绘制它们

现在，我们将如何使用这种新格式绘制四联骨牌？我们将测试位掩码中的相关位，而不是使用 matrix[y][x] 访问矩阵中的值:

for (var y = 0; y < 4; y++) {
  for (var x = 0; x < 4; x++) {
    if (shape[s][r] & (0x8000 >> (y * 4 + x))) {
      ctx.fillRect(x * 20, y * 20, 19, 19);
    }
  }
}

演示

下面是使用该方法的一些演示代码。

var canvas = document.getElementById('c');
var ctx = canvas.getContext('2d');
canvas.width = 100;
canvas.height = 100;

var shape = [
  [ 0x4640, 0x0E40, 0x4C40, 0x4E00 ], // 'T'
  [ 0x8C40, 0x6C00, 0x8C40, 0x6C00 ], // 'S'
  [ 0x4C80, 0xC600, 0x4C80, 0xC600 ], // 'Z'
  [ 0x4444, 0x0F00, 0x4444, 0x0F00 ], // 'I'
  [ 0x44C0, 0x8E00, 0xC880, 0xE200 ], // 'J'
  [ 0x88C0, 0xE800, 0xC440, 0x2E00 ], // 'L'
  [ 0xCC00, 0xCC00, 0xCC00, 0xCC00 ]  // 'O'
];

var curShape = 0, curRotation = 0;
draw(curShape, curRotation);

function draw(s, r) {
  ctx.fillStyle = 'white';
  ctx.fillRect(0, 0, 100, 100);
  ctx.fillStyle = 'black';

  for (var y = 0; y < 4; y++) {
    for (var x = 0; x < 4; x++) {
      if (shape[s][r] & (0x8000 >> (y * 4 + x))) {
        ctx.fillRect(x * 20, y * 20, 19, 19);
      }
    }
  }
}

function next() {
  curShape = (curShape + 1) % 7;
  draw(curShape, curRotation);
}

function rotate() {
  curRotation = (curRotation + 1) % 4;
  draw(curShape, curRotation);
}

<canvas id="c"></canvas>
<button onclick="rotate()">Rotate</button>
<button onclick="next()">Next shape</button>