在 Linux bash 中，之前文章介绍过移动单个俄罗斯方块的 shell 脚本。
下面继续介绍可以旋转移动俄罗斯方块所有形状的 shell 脚本。
执行效果
具体的执行效果如下：
- 旋转移动的 Z 字形方块
- 旋转移动的 L 字形方块
实际执行时，会随机显示某个类型的方块形状。
可以在边框内部，向下、向左、向右移动 Z 字形的方块，不能上移。俄罗斯方块不允许上移。
可以按 k 键在横向、竖向之间来回旋转方块。
可以按 r 键重新随机显示新的方块。支持所有形状的俄罗斯方块。
脚本代码
假设有一个 rotateblock_all.sh 脚本，具体的代码内容如下所示。
在这个代码中，几乎每一行代码都提供了详细的注释，方便阅读。
这篇文章的后面也会对一些关键点进行说明，有助理解。
#!/bin/bash
# 实现一个可以左右下移动、以及可旋转的方块,
# 方块的移动和旋转范围限定在指定边框内.
# 移动和旋转所有类型和所有形状的俄罗斯方块.
# 下面几个常量指定长方形边框的上下左右边界
# 指定边框左边的列数
FRAME_LEFT=3
# 指定边框右边的列数
FRAME_RIGHT=26
# 指定边框上边的行数
FRAME_TOP=2
# 指定边框下边的行数
FRAME_BOTTOM=18
# 下面的 Z_BLOCKS 数组定义了 Z 字形方块的所有形状.
# 所给的初始值对应横放的 Z 字形方块,具体形状为:
# [][]
# [][]
# 这里使用行数、列数坐标点的方式来表示每一个小方块的位置.
# 第一个小方块的起始行数、列数都是 0,作为整个方块的原点.
# 第二个小方块和第一个小方块在同一行,行数也是0.每一个小方块
# 显示两个字符,所以第二个小方块的起始列数是 2.
# 第三个小方块在第一个小方块的下一行,行数是 1. 它的列数是 2.
# 第四个小方块和第三个小方块在同一行,行数是 1. 它的列数是 4.
# 使用这些行列数加上方块的起始行列数,就能定位出每个小方块要
# 显示在哪一行、哪一列.之后可以使用ANSI转义码设置光标的位置.
# 前面 8 个数字对应横放的 Z 字形方块.
# 后面 8 个数字对应竖放的 Z 字形方块.
Z_BLOCKS=(\
0 0 0 2 1 2 1 4\
0 2 1 0 1 2 2 0\
)
# 下面的 REV_Z_BLOCKS 数组定义了反 Z 字形方块的所有形状
# [][]
# [][]
REV_Z_BLOCKS=(\
0 2 0 4 1 0 1 2\
0 0 1 0 1 2 2 2\
)
# 下面的 FARM_BLOCKS 数组定义了田字形方块的所有形状
# [][]
# [][]
FARM_BLOCKS=(0 0 0 2 1 0 1 2)
# 下面的 LINE_BLOCKS 数组定义了一字形方块的所有形状
# [][][][]
LINE_BLOCKS=(\
0 0 0 2 0 4 0 6\
0 4 1 4 2 4 3 4\
)
# 下面的 L_BLOCKS 数组定义了 L 字形方块的所有形状
# []
# [][][]
L_BLOCKS=(\
0 0 1 0 1 2 1 4\
0 0 0 2 1 0 2 0\
0 0 0 2 0 4 1 4\
0 2 1 2 2 0 2 2\
)
# 下面的 SEVEN_BLOCKS 数组定义了 7 字形方块的所有形状
# []
# [][][]
SEVEN_BLOCKS=(\
0 4 1 0 1 2 1 4\
0 0 1 0 2 0 2 2\
0 0 0 2 0 4 1 0\
0 0 0 2 1 2 2 2\
)
# 下面的 DUST_BLOCKS 定义了土字形方块的所有形状
# []
# [][][]
DUST_BLOCKS=(\
0 2 1 0 1 2 1 4\
0 0 1 0 1 2 2 0\
0 0 0 2 0 4 1 2\
0 2 1 0 1 2 2 2\
)
# 下面的常量定义基本形状的方块数目,共有 7 种.
# Z字形、反Z字形、L字形、7字形、一字形、田字形、土字形
BLOCKS_TYPE=7
# 下面的 currentBlockType 变量保存当前的方块类型.
# 例如当前显示 Z 字形方块,会保存 Z 字形方块的所有形状.
# 如果当前显示土字形方块,会保存土字形方块的所有形状.
# 默认值为空.后面初始化的时候会随机选择一个方块类型.
declare -a currentBlockType
# 上面的 currentBlockType 变量当前方块的类型.
# 下面的 displayBlockIndex 变量指向当前类型的某个方块.
# 每个方块形状使用 8 个数字来表示.这个值要基于 8 进行递增.
displayBlockIndex=0
# 这个值加上对应方块形状数组里面的小方块行数,
# 会指定每一个小方块要显示在哪一行.
# 其初始值是边框上边行数的下一行.
blockLine=$((FRAME_TOP + 1))
# blockColumn 指定整个方块显示的起始列.
# 这个值加上对应方块形状数组里面的小方块列数,
# 会指定每一个小方块要显示在哪一列.
# 其初始值是边框左边列数的下一列.
blockColumn=$((FRAME_LEFT + 1))
# 显示一个长方形边框,作为方块移动的边界范围
function showFrame()
{
# 设置边框字符的显示属性: 高亮反白显示,绿色文本,绿色背景
printf "\e[1;7;32;42m"
local i
# 下面使用 "\e[line;columnH" ANSI 转义码移动
# 光标到指定的行和列,然后显示对应的边框边界字符.
# 行数递增,列数不变,竖向显示边框的左右边界
for ((i = FRAME_TOP; i <= FRAME_BOTTOM; ++i)); do
printf "\e[${i};${FRAME_LEFT}H|"
printf "\e[${i};${FRAME_RIGHT}H|"
done
# 列数递增,行数不变,横向显示边框的上下边界
for ((i = FRAME_LEFT + 1; i < FRAME_RIGHT; ++i)); do
printf "\e[${FRAME_TOP};${i}H="
printf "\e[${FRAME_BOTTOM};${i}H="
done
# 显示边框之后,重置终端的字符属性为原来的状态
printf "\e[0m"
}
# 显示或者清除方块.由 displayBlockIndex 指定方块形状.
# 传入的第一个参数为 1,会显示方块.
# 传入的第一个参数为 0,会清除方块.
function drawBlock()
{
local i squareIndex
# square 变量保存要显示的小方块内容.
# 如果内容为 "[]",会显示具体的方块.
# 如果内容为 " ",也就是两个空格,会清除方块
local square
# line 变量指定某个小方块显示在哪一行
local line
# column 变量指定某个小方块显示在哪一列
local column
# 所给的第一个参数值为 1,表示要显示具体的方块
# 所给的第一个参数值为 0,表示要清除当前的方块
# 方块显示的位置由 blockLine 和 blockColumn 指定
if [ $1 -eq 1 ]; then
square="[]"
# 显示方块时,把方块的背景色设成红色
printf "\e[41m"
else
# 把原先显示的方块内容都替换为空格,显示为空
square=" "
# 清除方块时,背景色要显示为原先的颜色
printf "\e[0m"
fi
for ((i = 0; i < 8; i += 2)); do
# 基于 displayBlockIndex 获取到要显示的小方块index
squareIndex=$((i + displayBlockIndex))
# 使用 blockLine 和当前方块形状数组指定的小方块行数
# 来获取每一个小方块要显示在哪一行.
line=$((blockLine + ${currentBlockType[squareIndex]}))
# 使用 blockLine 和当前方块形状数组指定的小方块列数
# 来获取每一个小方块要显示在哪一列.
column=$((blockColumn + ${currentBlockType[squareIndex + 1]}))
# 使用 "\e[line;columnH" 转义码移动光标到指定的
# 行和列,然后开始显示对应的小方块.
printf "\e[${line};${column}H${square}"
done
}
# 该函数判断是否可以在指定的行和列放置特定形状的方块.
# 如果可以放置,返回 0. 不能放置,返回 1.
function canPlaceBlock()
{
# 所给的第一个参数指定要移动到的起始行数
local nextBaseLine="$1"
# 所给的第二个参数指定要移动到的起始列数
local nextBaseColumn="$2"
# 所给的第三个参数指定要放置的方块形状index
local blockIndex="$3"
local i squareIndex nextLine nextColumn
# blockIndex 变量指向当前显示的方块形状index.
# 下面遍历当前方块的每一个小方块,获取它们
# 将被显示的行列数,检查是否超过了边框范围.
# 如果超过,则返回 1,表示不能移动方块到指定的行或列.
for ((i = 0; i < 8; i += 2)); do
squareIndex=$((i + blockIndex))
nextLine=$((nextBaseLine + ${currentBlockType[squareIndex]}))
nextColumn=$((nextBaseColumn + ${currentBlockType[squareIndex+1]}))
# 下面两个 if 条件检查接下来要显示的行数、列数是否超过了
# 边框范围.如果超过,则返回 1,不能放置方块到新的行或列上.
if ((nextLine<=FRAME_TOP || nextLine>=FRAME_BOTTOM)); then
return 1
fi
if ((nextColumn<=FRAME_LEFT || nextColumn>=FRAME_RIGHT)); then
return 1
fi
done
# 遍历方块的所有小方块,发现都可以移动,则返回 0
return 0
}
# 左移方块
function leftMoveBlock()
{
# 每次左移,要移动一个小方块的距离.每个小方块占据两列,
# 所以左移后,新的起始列数是在前面第二列,下面要减 2.
local newBaseColumn=$((blockColumn - 2))
# bash 的 if 语句可以对任意命令的返回值进行判断,并不是
# 只能判断 [、[[、(( 等命令的返回值. 下面直接判断
# canPlaceBlock 函数的返回值.如果返回 0,就是 true.
if canPlaceBlock "$blockLine" "$newBaseColumn" "$displayBlockIndex"; then
# 可以移动方块. 先清除原先的方块
drawBlock 0
# 更新 blockColumn 的值,以便后续在新的列上显示方块
((blockColumn -= 2))
drawBlock 1
fi
}
# 右移方块
function rightMoveBlock()
{
# 每次右移,要移动一个小方块的距离.每个小方块占据两列,
# 所以右移后,新的起始列数是在后面第二列,下面要加 2.
local newBaseColumn=$((blockColumn + 2))
# bash 的 if 语句可以对任意命令的返回值进行判断,并不是
# 只能判断 [、[[、(( 等命令的返回值. 下面直接判断
# canPlaceBlock 函数的返回值.如果返回 0,就是 true.
if canPlaceBlock "$blockLine" "$newBaseColumn" "$displayBlockIndex"; then
# 可以移动方块. 先清除原先的方块
drawBlock 0
# 更新 blockColumn 的值,以便后续在新的列上显示方块
((blockColumn += 2))
drawBlock 1
fi
}
# 下移方块
function downMoveBlock()
{
local newBaseLine=$((blockLine + 1))
if canPlaceBlock "$newBaseLine" "$blockColumn" "$displayBlockIndex"; then
# 可以移动方块. 先清除原先的方块
drawBlock 0
# 更新 blockLine 的值,以便后续在新的行上显示方块
((blockLine += 1))
drawBlock 1
fi
}
# 基于 displayBlockIndex 的值,获取下一个要显示的
# 方块index.需要检查新的index是否越界,越界则重置为 0.
function getNextBlockIndex()
{
local nextBlockIndex=$((displayBlockIndex + 8))
# ${#currentBlockType[@]} 获取 currentBlockType 数组的元素个数.
# 当 nextBlockIndex 大于数组元素个数时,已经越界,
# 要重置为 0. 从头开始旋转方块.
if [ $nextBlockIndex -ge ${#currentBlockType[@]} ]; then
nextBlockIndex=0
fi
# 这里要用 echo 命令输出新的index,以便外面使用
# $(getNextBlockIndex) 的方式获取这个值.
# 如果用 return 命令返回,外面要用 $? 获取,不方便.
echo "$nextBlockIndex"
}
# 旋转方块. 按照俄罗斯方块的规则,不能上移方块.
function rotateBlock()
{
local newBlockIndex="$(getNextBlockIndex)"
# 旋转方块后,形状发生变化,要检查是否可以旋转
if canPlaceBlock "$blockLine" "$blockColumn" "$newBlockIndex"; then
# 可以旋转成新的方块形状. 先清除原先的方块
drawBlock 0
# 更新 displayBlockIndex 的值,指向旋转后的下一个方块形状
displayBlockIndex="$(getNextBlockIndex)"
# 显示新的方块
drawBlock 1
fi
}
# 重置终端的显示状态为原先的状态
function resetDisplay()
{
# 把光标显示到边框底部的下一行,
# 以便终端提示符显示在边框之后,避免错乱
printf "\e[$((FRAME_BOTTOM + 1));0H"
# 显示光标
printf "\e[?25h"
# 重置终端的字符属性为原来的状态
printf "\e[0m"
}
# 随机设置当前要显示的方块类型.
function randomSetCurrentBlockType()
{
# RANDOM 是 bash 的全局变量,每次引用
# 都会获取到一个随机的整数值.
local shape=$((RANDOM % BLOCKS_TYPE))
if [ $shape -eq 0 ]; then
# 下面要用小括号把 "${Z_BLOCKS[@]}" 括起来,
# 以便把 currentBlockType 赋值为数组.如果
# 不加小括号,会被赋值为字符串,而不是数组.
currentBlockType=("${Z_BLOCKS[@]}")
elif [ $shape -eq 1 ]; then
currentBlockType=("${REV_Z_BLOCKS[@]}")
elif [ $shape -eq 2 ]; then
currentBlockType=("${DUST_BLOCKS[@]}")
elif [ $shape -eq 3 ]; then
currentBlockType=("${L_BLOCKS[@]}")
elif [ $shape -eq 4 ]; then
currentBlockType=("${SEVEN_BLOCKS[@]}")
elif [ $shape -eq 5 ]; then
currentBlockType=("${LINE_BLOCKS[@]}")
else
currentBlockType=("${FARM_BLOCKS[@]}")
fi
}
# 随机设置新的方块类型,并随机选择该类型的某个方块形状
# 进行显示.默认显示在边框左上角.
function displayNewBlockType()
{
# 随机设置当前要显示的方块形状
randomSetCurrentBlockType
# 重置 blockLine、blockColumnt 的值.
# 新的方块形状要显示在边框左上方.
blockLine=$((FRAME_TOP + 1))
blockColumn=$((FRAME_LEFT + 1))
# 获取当前类型的方块形状个数. 例如,
# 土字形方块有 4 种形状. Z 字形方块有 2 种形状.
local number=$((${#currentBlockType[@]} / 8))
# 下面随机获取当前类型的某个方块形状index
displayBlockIndex=$(((RANDOM % number) * 8))
# 基于设置的方块形状,先显示一个默认的方块
drawBlock 1
}
# 初始化显示状态.例如显示边框,隐藏光标,等等
function initDisplay()
{
# 由于方块会显示在指定的行和列,
# 为了避免已有内容的干扰,先清屏.
clear
# 隐藏光标
printf "\e[?25l"
# 显示提示字符串
echo "Usage: k 键: 旋转方块. j/h/l 键: 下/左/右移动方块."\
"r 键: 显示新的方块. q 键: 退出"
# 显示边框
showFrame
# 先显示一个初始的方块
displayNewBlockType
}
initDisplay
# 循环读取用户按键,并进行相应处理
while read -s -n 1 char; do
case "$char" in
# h 键要左移一列
"h") leftMoveBlock ;;
# l 键要右移一列
"l") rightMoveBlock ;;
# j 键要下移一行
"j") downMoveBlock ;;
# k 键要旋转方块.俄罗斯方块不能上移方块
"k") rotateBlock ;;
# r 键重新显示新的方块
"r") drawBlock 0
displayNewBlockType ;;
# q 键退出
"q") break ;;
esac
done
resetDisplay
exit代码关键点说明
表示所有类型的方块形状
在俄罗斯方块中，有如下 7 种类型的方块：
田字形 土字形 Z 字形 反Z字形 L字形 反L字形 一字形
[][] [] [][] [][] [] [] [][][][]
[][] [][][] [][] [][] [][][] [][][]在 rotateblock_all.sh 脚本中，定义了 7 个数组来保存这 7 种类型的方块形状。
每个数组保存同一个类型的所有方块形状。
在显示方块的时候，使用 currentBlockType 数组要保存当前要显示的某种类型的所有方块形状。
使用 displayBlockIndex 变量来指向具体显示的某个方块形状。
即，当前的 rotateblock_all.sh 脚本显示所有方块的逻辑如下：
- 预先定义好 7 种类型的方块形状。
- 随机获取 0~6 之间的一个整数，把对应类型的方块形状赋值到 currentBlockType 数组。
- 用 displayBlockIndex 变量指向 currentBlockType 数组的某个方块形状。
- 显示displayBlockIndex 变量指向的方块形状。