用 python 编写一个简单的蛇游戏(含代码) "建议收藏
最编程
2024-04-26 20:23:14
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大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。
不知道有多少同学跟我一样,最初接触编程的动机就是为了自己做个游戏玩? 今天要给大家分享的是一个 pygame 写的“贪吃蛇”小游戏:
“贪吃蛇”这个小游戏在编程学习中的常客,因为:
- 简单,最基本的游戏元素只需要蛇和食物两个就可以进行了。(打飞机还需要三个元素呢,想想分别是什么?)方向的话只要上下左右4个固定方向就可以了。
- 有基本的数据结构和面向对象的思想在其中。游戏开发本身就会用到很多面向对象的概念,而蛇的身体又是一个天然的“链表”结构,太适合用来练习数据结构了。另外比较有趣的一点是,Python 这个单词在英语里就是蟒蛇的意思,贪吃蛇可以算是“同名游戏”了。很多学校里程序开发课程的作业都会有贪吃蛇的选题,也经常会有同学问到我们相关的代码。(诺基亚手机对这款游戏也是情有独钟。)之前我做过一个《贪吃蛇大作战》的 Python 版本,基于 cocos2d-python 开发。但那个对于初学者来说有些复杂了。 这里我们做个简要介绍: 此代码基于 pygame 开发,所以运行前请确保你的 Python 里已成功安装 pygame。然后直接运行代码中的 game2.py 即可开始游戏。除了最终的代码外,我们还特意分解了几个过程中的 py 文件,供想要自己开发的同学参考。 我们先来分析一下,要写出这个游戏来需要注意哪些点。 1、蛇怎么表示? 我们可以将整个游戏区域划分成一个个的小格子,由一组连在一起的小格子组成“蛇”,我们可以用不同的颜色来表示,如上图中,我以深色表示背景,浅色表示“蛇”。 我们可以用坐标来表示每一个小方格,X 轴和 Y 轴的范围都是可以设定好的。用一个列表来存放“蛇身”的坐标,那么一条“蛇”就出来了,最后只要显示的时候以不同的颜色表示即可。 2、蛇怎么移动? 第一反应就是像蚯蚓蠕动一样,每一个小方块向前移动一格,但这样实现起来很麻烦。一开始就是被这里卡住了。 想象一下我们玩过的贪吃蛇,每次“蛇”的移动感觉上是整体往前移动了一格,排除掉脑子中“蛇”的“动作”,细想移动前和移动后“蛇”的位置变化,其实除了头尾,其他部分根本就没有变。那就简单了,将下一格的坐标添加到列表开头,并移除列表的最后一个元素,就相当于蛇向前移动了一格。 3、如何判定游戏结束? “蛇”移动超出了游戏区的范围或者碰到了自己就算输了,轴坐标的范围是事先定好的,超出范围很容易判断。那么如何判断碰到自己呢? 如果脑子里想的是“蛇”动的画面,那真的比较难了,但是放到代码中,我们的“蛇”是一个列表,那么只要判断下一格的坐标是否已经包含在“蛇”的列表中岂不就可以了? 理清了这些问题,我们就可以开始编码了。 定义游戏元素及界面
def main():
pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT))
pygame.display.set_caption('贪吃蛇')
light = (100, 100, 100) # 蛇的颜色
dark = (200, 200, 200) # 食物颜色
font1 = pygame.font.SysFont('SimHei', 24) # 得分的字体
font2 = pygame.font.Font(None, 72) # GAME OVER 的字体
red = (200, 30, 30) # GAME OVER 的字体颜色
fwidth, fheight = font2.size('GAME OVER')
line_width = 1 # 网格线宽度
black = (0, 0, 0) # 网格线颜色
bgcolor = (40, 40, 60) # 背景色
# 方向,起始向右
pos_x = 1
pos_y = 0
# 如果蛇正在向右移动,那么快速点击向下向左,由于程序刷新没那么快,向下事件会被向左覆盖掉,导致蛇后退,直接GAME OVER
# b 变量就是用于防止这种情况的发生
b = True
# 范围
scope_x = (0, SCREEN_WIDTH // SIZE - 1)
scope_y = (2, SCREEN_HEIGHT // SIZE - 1)
# 蛇
snake = deque()
# 食物
food_x = 0
food_y = 0
初始化蛇及食物
# 初始化蛇
def _init_snake():
nonlocal snake
snake.clear()
snake.append((2, scope_y[0]))
snake.append((1, scope_y[0]))
snake.append((0, scope_y[0]))
# 食物
def _create_food():
nonlocal food_x, food_y
food_x = random.randint(scope_x[0], scope_x[1])
food_y = random.randint(scope_y[0], scope_y[1])
while (food_x, food_y) in snake:
# 为了防止食物出到蛇身上
food_x = random.randint(scope_x[0], scope_x[1])
food_y = random.randint(scope_y[0], scope_y[1])
_init_snake()
_create_food()
全部代码
""" 贪吃蛇小游戏 """
import random
import sys
import time
import pygame
from pygame.locals import *
from collections import deque
SCREEN_WIDTH = 600
SCREEN_HEIGHT = 480
SIZE = 20
def print_text(screen, font, x, y, text, fcolor=(255, 255, 255)):
imgText = font.render(text, True, fcolor)
screen.blit(imgText, (x, y))
def main():
pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT))
pygame.display.set_caption('贪吃蛇')
light = (100, 100, 100) # 蛇的颜色
dark = (200, 200, 200) # 食物颜色
font1 = pygame.font.SysFont('SimHei', 24) # 得分的字体
font2 = pygame.font.Font(None, 72) # GAME OVER 的字体
red = (200, 30, 30) # GAME OVER 的字体颜色
fwidth, fheight = font2.size('GAME OVER')
line_width = 1 # 网格线宽度
black = (0, 0, 0) # 网格线颜色
bgcolor = (40, 40, 60) # 背景色
# 方向,起始向右
pos_x = 1
pos_y = 0
# 如果蛇正在向右移动,那么快速点击向下向左,由于程序刷新没那么快,向下事件会被向左覆盖掉,导致蛇后退,直接GAME OVER
# b 变量就是用于防止这种情况的发生
b = True
# 范围
scope_x = (0, SCREEN_WIDTH // SIZE - 1)
scope_y = (2, SCREEN_HEIGHT // SIZE - 1)
# 蛇
snake = deque()
# 食物
food_x = 0
food_y = 0
# 初始化蛇
def _init_snake():
nonlocal snake
snake.clear()
snake.append((2, scope_y[0]))
snake.append((1, scope_y[0]))
snake.append((0, scope_y[0]))
# 食物
def _create_food():
nonlocal food_x, food_y
food_x = random.randint(scope_x[0], scope_x[1])
food_y = random.randint(scope_y[0], scope_y[1])
while (food_x, food_y) in snake:
# 为了防止食物出到蛇身上
food_x = random.randint(scope_x[0], scope_x[1])
food_y = random.randint(scope_y[0], scope_y[1])
_init_snake()
_create_food()
game_over = True
start = False # 是否开始,当start = True,game_over = True 时,才显示 GAME OVER
score = 0 # 得分
orispeed = 0.5 # 原始速度
speed = orispeed
last_move_time = None
pause = False # 暂停
while True:
for event in pygame.event.get():
if event.type == QUIT:
sys.exit()
elif event.type == KEYDOWN:
if event.key == K_RETURN:
if game_over:
start = True
game_over = False
b = True
_init_snake()
_create_food()
pos_x = 1
pos_y = 0
# 得分
score = 0
last_move_time = time.time()
elif event.key == K_SPACE:
if not game_over:
pause = not pause
elif event.key in (K_w, K_UP):
# 这个判断是为了防止蛇向上移时按了向下键,导致直接 GAME OVER
if b and not pos_y:
pos_x = 0
pos_y = -1
b = False
elif event.key in (K_s, K_DOWN):
if b and not pos_y:
pos_x = 0
pos_y = 1
b = False
elif event.key in (K_a, K_LEFT):
if b and not pos_x:
pos_x = -1
pos_y = 0
b = False
elif event.key in (K_d, K_RIGHT):
if b and not pos_x:
pos_x = 1
pos_y = 0
b = False
# 填充背景色
screen.fill(bgcolor)
# 画网格线 竖线
for x in range(SIZE, SCREEN_WIDTH, SIZE):
pygame.draw.line(screen, black, (x, scope_y[0] * SIZE), (x, SCREEN_HEIGHT), line_width)
# 画网格线 横线
for y in range(scope_y[0] * SIZE, SCREEN_HEIGHT, SIZE):
pygame.draw.line(screen, black, (0, y), (SCREEN_WIDTH, y), line_width)
if game_over:
if start:
print_text(screen, font2, (SCREEN_WIDTH - fwidth) // 2, (SCREEN_HEIGHT - fheight) // 2, 'GAME OVER',
red)
else:
curTime = time.time()
if curTime - last_move_time > speed:
if not pause:
b = True
last_move_time = curTime
next_s = (snake[0][0] + pos_x, snake[0][1] + pos_y)
if next_s[0] == food_x and next_s[1] == food_y:
# 吃到了食物
_create_food()
snake.appendleft(next_s)
score += 10
speed = orispeed - 0.03 * (score // 100)
else:
if scope_x[0] <= next_s[0] <= scope_x[1] and scope_y[0] <= next_s[1] <= scope_y[1] \
and next_s not in snake:
snake.appendleft(next_s)
snake.pop()
else:
game_over = True
# 画食物
if not game_over:
# 避免 GAME OVER 的时候把 GAME OVER 的字给遮住了
pygame.draw.rect(screen, light, (food_x * SIZE, food_y * SIZE, SIZE, SIZE), 0)
# 画蛇
for s in snake:
pygame.draw.rect(screen, dark, (s[0] * SIZE + line_width, s[1] * SIZE + line_width,
SIZE - line_width * 2, SIZE - line_width * 2), 0)
print_text(screen, font1, 30, 7, f'速度: {
score // 100}')
print_text(screen, font1, 450, 7, f'得分: {
score}')
pygame.display.update()
if __name__ == '__main__':
main()
tips: 这个贪吃蛇的游戏还是很简单的,大家可以尝试运行哦。如果哪里有什么想要咨询的,可以看评论区哦!
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F#探险之旅(二):函数式编程(上)-函数式编程范式简介 F#主要支持三种编程范式:函数式编程(Functional Programming,FP)、命令式编程(Imperative Programming)和面向对象(Object-Oriented,OO)的编程。回顾它们的历史,FP是最早的一种范式,第一种FP语言是IPL,产生于1955年,大约在Fortran一年之前。第二种FP语言是Lisp,产生于1958,早于Cobol一年。Fortan和Cobol都是命令式编程语言,它们在科学和商业领域的迅速成功使得命令式编程在30多年的时间里独领风骚。而产生于1970年代的面向对象编程则不断成熟,至今已是最流行的编程范式。有道是“*代有语言出,各领风骚数十年”。 尽管强大的FP语言(SML,Ocaml,Haskell及Clean等)和类FP语言(APL和Lisp是现实世界中最成功的两个)在1950年代就不断发展,FP仍停留在学院派的“象牙塔”里;而命令式编程和面向对象编程则分别凭着在商业领域和企业级应用的需要占据领先。今天,FP的潜力终被认识——它是用来解决更复杂的问题的(当然更简单的问题也不在话下)。 纯粹的FP将程序看作是接受参数并返回值的函数的集合,它不允许有副作用(side effect,即改变了状态),使用递归而不是循环进行迭代。FP中的函数很像数学中的函数,它们都不改变程序的状态。举个简单的例子,一旦将一个值赋给一个标识符,它就不会改变了,函数不改变参数的值,返回值是全新的值。 FP的数学基础使得它很是优雅,FP的程序看起来往往简洁、漂亮。但它无状态和递归的天性使得它在处理很多通用的编程任务时没有其它的编程范式来得方便。但对F#来说这不是问题,它的优势之一就是融合了多种编程范式,允许开发人员按照需要采用最好的范式。 关于FP的更多内容建议阅读一下这篇文章:Why Functional Programming Matters(中文版)。F#中的函数式编程 从现在开始,我将对F#中FP相关的主要语言结构逐一进行介绍。标识符(Identifier) 在F#中,我们通过标识符给值(value)取名字,这样就可以在后面的程序中引用它。通过关键字let定义标识符,如: let x = 42 这看起来像命令式编程语言中的赋值语句,两者有着关键的不同。在纯粹的FP中,一旦值赋给了标识符就不能改变了,这也是把它称为标识符而非变量(variable)的原因。另外,在某些条件下,我们可以重定义标识符;在F#的命令式编程范式下,在某些条件下标识符的值是可以修改的。 标识符也可用于引用函数,在F#中函数本质上也是值。也就是说,F#中没有真正的函数名和参数名的概念,它们都是标识符。定义函数的方式与定义值是类似的,只是会有额外的标识符表示参数: let add x y = x + y 这里共有三个标识符,add表示函数名,x和y表示它的参数。关键字和保留字关键字是指语言中一些标记,它们被编译器保留作特殊之用。在F#中,不能用作标识符或类型的名称(后面会讨论“定义类型”)。它们是: abstract and as asr assert begin class default delegate do donedowncast downto elif else end exception extern false finally forfun function if in inherit inline interface internal land lazy letlor lsr lxor match member mod module mutable namespace new nullof open or override private public rec return sig static structthen to true try type upcast use val void when while with yield 保留字是指当前还不是关键字,但被F#保留做将来之用。可以用它们来定义标识符或类型名称,但编译器会报告一个警告。如果你在意程序与未来版本编译器的兼容性,最好不要使用。它们是: atomic break checked component const constraint constructor continue eager event external fixed functor global include method mixinobject parallel process protected pure sealed trait virtual volatile 文字值(Literals) 文字值表示常数值,在构建计算代码块时很有用,F#提供了丰富的文字值集。与C#类似,这些文字值包括了常见的字符串、字符、布尔值、整型数、浮点数等,在此不再赘述,详细信息请查看F#手册。 与C#一样,F#中的字符串常量表示也有两种方式。一是常规字符串(regular string),其中可包含转义字符;二是逐字字符串(verbatim string),其中的(")被看作是常规的字符,而两个双引号作为双引号的转义表示。下面这个简单的例子演示了常见的文字常量表示: let message = "Hello World"r"n!" // 常规字符串let dir = @"C:"FS"FP" // 逐字字符串let bytes = "bytes"B // byte 数组let xA = 0xFFy // sbyte, 16进制表示let xB = 0o777un // unsigned native-sized integer,8进制表示let print x = printfn "%A" xlet main = print message; print dir; print bytes; print xA; print xB; main Printf函数通过F#的反射机制和.NET的ToString方法来解析“%A”模式,适用于任何类型的值,也可以通过F#中的print_any和print_to_string函数来完成类似的功能。值和函数(Values and Functions) 在F#中函数也是值,F#处理它们的语法也是类似的。 let n = 10let add a b = a + blet addFour = add 4let result = addFour n printfn "result = %i" result 可以看到定义值n和函数add的语法很类似,只不过add还有两个参数。对于add来说a + b的值自动作为其返回值,也就是说在F#中我们不需要显式地为函数定义返回值。对于函数addFour来说,它定义在add的基础上,它只向add传递了一个参数,这样对于不同的参数addFour将返回不同的值。考虑数学中的函数概念,F(x, y) = x + y,G(y) = F(4, y),实际上G(y) = 4 + y,G也是一个函数,它接收一个参数,这个地方是不是很类似?这种只向函数传递部分参数的特性称为函数的柯里化(curried function)。 当然对某些函数来说,传递部分参数是无意义的,此时需要强制提供所有参数,可是将参数括起来,将它们转换为元组(tuple)。下面的例子将不能编译通过: let sub(a, b) = a - blet subFour = sub 4 必须为sub提供两个参数,如sub(4, 5),这样就很像C#中的方法调用了。 对于这两种方式来说,前者具有更高的灵活性,一般可优先考虑。 如果函数的计算过程中需要定义一些中间值,我们应当将这些行进行缩进: let halfWay a b = let dif = b - a let mid = dif / 2 mid + a 需要注意的是,缩进时要用空格而不是Tab,如果你不想每次都按几次空格键,可以在VS中设置,将Tab字符自动转换为空格;虽然缩进的字符数没有限制,但一般建议用4个空格。而且此时一定要用在文件开头添加#light指令。作用域(Scope)作用域是编程语言中的一个重要的概念,它表示在何处可以访问(使用)一个标识符或类型。所有标识符,不管是函数还是值,其作用域都从其声明处开始,结束自其所处的代码块。对于一个处于最顶层的标识符而言,一旦为其赋值,它的值就不能修改或重定义了。标识符在定义之后才能使用,这意味着在定义过程中不能使用自身的值。 let defineMessage = let message = "Help me" print_endline message // error 对于在函数内部定义的标识符,一般而言,它们的作用域会到函数的结束处。 但可使用let关键字重定义它们,有时这会很有用,对于某些函数来说,计算过程涉及多个中间值,因为值是不可修改的,所以我们就需要定义多个标识符,这就要求我们去维护这些标识符的名称,其实是没必要的,这时可以使用重定义标识符。但这并不同于可以修改标识符的值。你甚至可以修改标识符的类型,但F#仍能确保类型安全。所谓类型安全,其基本意义是F#会避免对值的错误操作,比如我们不能像对待字符串那样对待整数。这个跟C#也是类似的。 let changeType = let x = 1 let x = "change me" let x = x + 1 print_string x 在本例的函数中,第一行和第二行都没问题,第三行就有问题了,在重定义x的时候,赋给它的值是x + 1,而x是字符串,与1相加在F#中是非法的。 另外,如果在嵌套函数中重定义标识符就更有趣了。 let printMessages = let message = "fun value" printfn "%s" message; let innerFun = let message = "inner fun value" printfn "%s" message innerFun printfn "%s" message printMessages 打印结果: fun value inner fun valuefun value 最后一次不是inner fun value,因为在innerFun仅仅将值重新绑定而不是赋值,其有效范围仅仅在innerFun内部。递归(Recursion)递归是编程中的一个极为重要的概念,它表示函数通过自身进行定义,亦即在定义处调用自身。在FP中常用于表达命令式编程的循环。很多人认为使用递归表示的算法要比循环更易理解。 使用rec关键字进行递归函数的定义。看下面的计算阶乘的函数: let rec factorial x = match x with | x when x < 0 -> failwith "value must be greater than or equal to 0" | 0 -> 1 | x -> x * factorial(x - 1) 这里使用了模式匹配(F#的一个很棒的特性),其C#版本为: public static long Factorial(int n) { if (n < 0) { throw new ArgumentOutOfRangeException("value must be greater than or equal to 0"); } if (n == 0) { return 1; } return n * Factorial (n - 1); } 递归在解决阶乘、Fibonacci数列这样的问题时尤为适合。但使用的时候要当心,可能会写出不能终止的递归。匿名函数(Anonymous Function) 定义函数的时候F#提供了第二种方式:使用关键字fun。有时我们没必要给函数起名,这种函数就是所谓的匿名函数,有时称为lambda函数,这也是C#3.0的一个新特性。比如有的函数仅仅作为一个参数传给另一个函数,通常就不需要起名。在后面的“列表”一节中你会看到这样的例子。除了fun,我们还可以使用function关键字定义匿名函数,它们的区别在于后者可以使用模式匹配(本文后面将做介绍)特性。看下面的例子: let x = (fun x y -> x + y) 1 2let x1 = (function x -> function y -> x + y) 1 2let x2 = (function (x, y) -> x + y) (1, 2) 我们可优先考虑fun,因为它更为紧凑,在F#类库中你能看到很多这样的例子。 注意:本文中的代码均在F# 1.9.4.17版本下编写,在F# CTP 1.9.6.0版本下可能不能通过编译。 F#系列随笔索引页面