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基于 HTML5 Canvas 的俄罗斯方块游戏开发实践

项目概述

本文将详细介绍一个基于 HTML5 Canvas 的俄罗斯方块游戏开发实践。这个项目采用了现代前端技术栈，通过 JavaScript 面向对象编程实现了经典的俄罗斯方块游戏功能。项目不仅实现了基础的游戏玩法，还注重了代码的可维护性和性能优化。

技术栈选择

• HTML5 Canvas：用于游戏画面渲染
• 原生 JavaScript：实现游戏逻辑
• CSS3：页面布局和样式设计

核心功能实现

1. 游戏初始化

游戏采用面向对象的方式进行设计，通过 Tetris 类封装了所有游戏逻辑：

class Tetris {constructor() {this.canvas = document.getElementById('gameCanvas');this.ctx = this.canvas.getContext('2d');this.scoreElement = document.getElementById('score');this.score = 0;this.grid = this.createGrid();this.gameOver = false;this.piece = null;// 绑定键盘事件document.addEventListener('keydown', this.handleKeyPress.bind(this));// 开始游戏this.reset();this.gameLoop();}
}

2. 方块设计

游戏中的方块采用二维数组表示，通过不同的数组组合实现了7种基本形状：

const SHAPES = [[[1, 1, 1, 1]],                // I[[1, 1, 1], [0, 1, 0]],        // T[[1, 1, 1], [1, 0, 0]],        // L[[1, 1, 1], [0, 0, 1]],        // J[[1, 1], [1, 1]],              // O[[1, 1, 0], [0, 1, 1]],        // Z[[0, 1, 1], [1, 1, 0]]         // S
];

3. 碰撞检测

碰撞检测是游戏中最关键的功能之一，需要检查方块是否与边界或其他已固定的方块发生碰撞：

checkCollision() {return this.piece.shape.some((row, dy) => {return row.some((value, dx) => {if (!value) return false;const newX = this.piece.x + dx;const newY = this.piece.y + dy;return newX < 0 || newX >= COLS || newY >= ROWS ||(newY >= 0 && this.grid[newY][newX]);});});
}

4. 方块旋转

方块旋转采用矩阵变换的方式实现，通过重新映射二维数组实现90度旋转：

rotate() {const rotated = this.piece.shape[0].map((_, i) =>this.piece.shape.map(row => row[row.length - 1 - i]));const prevShape = this.piece.shape;this.piece.shape = rotated;if (this.checkCollision()) {this.piece.shape = prevShape;}
}

5. 消行处理

当一行被完全填满时，需要消除该行并计算得分：

clearLines() {let linesCleared = 0;this.grid.forEach((row, y) => {if (row.every(value => value)) {this.grid.splice(y, 1);this.grid.unshift(Array(COLS).fill(0));linesCleared++;}});if (linesCleared > 0) {this.score += linesCleared * 100;this.scoreElement.textContent = this.score;}
}

性能优化

1. 渲染优化：使用 requestAnimationFrame 代替 setInterval 进行游戏循环，提供更流畅的动画效果
2. 内存管理：及时清理不需要的对象，避免内存泄漏
3. 事件处理：使用事件委托，减少事件监听器的数量

项目难点与解决方案

1. 方块旋转边界处理

   • 问题：方块旋转时可能超出游戏边界
   • 解决：实现碰撞检测，在旋转后进行位置校正

2. 游戏速度控制

   • 问题：游戏难度需要随分数提升
   • 解决：根据得分动态调整方块下落速度

3. 触控支持

   • 问题：移动端操作体验不佳
   • 解决：添加触摸事件支持，实现滑动控制

开发经验总结

1. 模块化设计

   • 将游戏逻辑分离为独立的类和方法
   • 提高代码可维护性和可测试性

2. 性能优化

   • 使用 Canvas 而不是 DOM 操作
   • 优化渲染循环和事件处理

3. 用户体验

   • 添加视觉反馈
   • 实现平滑的动画效果
   • 优化控制响应

项目收获

1. 深入理解 Canvas API 的使用和优化
2. 掌握游戏开发中的核心算法和数据结构
3. 提升代码组织和项目架构能力
4. 增强性能优化和调试技能

未来优化方向

1. 添加游戏音效
2. 实现多人对战功能
3. 添加排行榜系统
4. 优化移动端适配
5. 增加更多方块样式和特效

结语

通过这个项目，不仅实现了一个经典游戏，更重要的是学习到了游戏开发的核心概念和实践经验。项目中的很多技术点和解决方案都可以应用到其他前端项目中，是一次非常有价值的开发实践。