python作业-2048小游戏

2023-07-26 11:46:22

需了解的知识

Pygame中的各个模块及其功能：

Pygame.init():初始化所有导入的模块

pygame.display:

pygame.display.init() — 初始化 display 模块

pygame.display.set_mode() — 初始化一个准备显示的窗口或屏幕

pygame.display.set_caption() — 设置当前窗口标题

pygame.mixer.music:

pygame.mixer.music.load（） — 加载音乐进行播放

pygame.mixer.music.play() — 开始播放音乐（参数：int播放次数，-1为无限重复。。）

pygame.time,Clock（创建一个对象帮助跟踪时间）:

pygame.time.Clock.tick(): — 更新时钟

pygame.event（用户事件和队列进行交互）:

pygame.event.get(): — 在队列中获取事件

pygame.key(与键盘使用的关系):

常用列表：

pygame

Constant ASCII Description

---------------------------------

K_BACKSPACE \b backspace

K_TAB \t tab

K_CLEAR clear

K_RETURN \r return

K_PAUSE pause

K_ESCAPE ^[ escape

K_SPACE space

K_EXCLAIM ! exclaim

K_QUOTEDBL " quotedbl

K_HASH # hash

K_DOLLAR $ dollar

K_AMPERSAND & ampersand

K_QUOTE quote

K_LEFTPAREN ( left parenthesis

K_RIGHTPAREN ) right parenthesis

K_ASTERISK * asterisk

K_PLUS + plus sign

K_COMMA , comma

K_MINUS - minus sign

K_PERIOD . period

K_SLASH / forward slash

K_0 0 0

。。。

K_COLON : colon

K_SEMICOLON ; semicolon

K_LESS < less-than sign

K_EQUALS = equals sign

K_GREATER > greater-than sign

K_QUESTION ? question mark

K_AT @ at

K_LEFTBRACKET [ left bracket

K_BACKSLASH \ backslash

K_RIGHTBRACKET ] right bracket

K_CARET ^ caret

K_UNDERSCORE _ underscore

K_BACKQUOTE ` grave

K_a a a

。。。

K_DELETE delete

K_KP0 keypad 0

。。。

K_KP_PERIOD . keypad period

K_KP_DIVIDE / keypad divide

K_KP_MULTIPLY * keypad multiply

K_KP_MINUS - keypad minus

K_KP_PLUS + keypad plus

K_KP_ENTER \r keypad enter

K_KP_EQUALS = keypad equals

K_UP up arrow

K_DOWN down arrow

K_RIGHT right arrow

K_LEFT left arrow

K_INSERT insert

K_HOME home

K_END end

K_PAGEUP page up

K_PAGEDOWN page down

K_F1 F1

。。。

K_NUMLOCK numlock

K_CAPSLOCK capslock

K_SCROLLOCK scrollock

K_RSHIFT right shift

K_LSHIFT left shift

K_RCTRL right control

K_LCTRL left control

K_RALT right alt

K_LALT left alt

K_RMETA right meta

K_LMETA left meta

K_LSUPER left Windows key

K_RSUPER right Windows key

K_MODE mode shift

K_HELP help

K_PRINT print screen

K_SYSREQ sysrq

K_BREAK break

K_MENU menu

K_POWER power

K_EURO Euro

系统结构

Modules存放实现的模块

Resources存放游戏资源文件

cfg.py存放配置文件

实现代码

cfg.py配置文件：

import os

'''FPS'''

FPS = 60

'''背景颜色'''

BG_COLOR = '#92877d'

'''屏幕大小'''

SCREENSIZE = (650, 370)

'''保存当前最高分的文件'''

MAX_SCORE_FILEPATH = 'score'

'''字体路径'''

FONTPATH = os.path.join(os.getcwd(), 'resources/font/Gabriola.ttf')

'''背景音乐路径'''

BGMPATH = os.path.join(os.getcwd(), 'resources/audio/bgm.mp3')

'''其他一些必要的常量'''

MARGIN_SIZE = 10

BLOCK_SIZE = 80

GAME_MATRIX_SIZE = (4, 4)

执行文件2048Game.py

# 游戏初始化

pygame.init()

screen = pygame.display.set_mode(cfg.SCREENSIZE)

pygame.display.set_caption('——2048——')

# 播放背景音乐

pygame.mixer.music.load(cfg.BGMPATH)

pygame.mixer.music.play(-1)



# 实例化2048游戏

game_2048 = Game2048(matrix_size=cfg.GAME_MATRIX_SIZE, max_score_filepath=cfg.MAX_SCORE_FILEPATH)



# 游戏主循环

clock = pygame.time.Clock()

is_running = True

while is_running:

   screen.fill(pygame.Color(cfg.BG_COLOR))

   # --按键检测

   for event in pygame.event.get():

      if event.type == pygame.QUIT:

         pygame.quit()

         sys.exit()

      elif event.type == pygame.KEYDOWN:

         if event.key in [pygame.K_UP, pygame.K_DOWN, pygame.K_LEFT, pygame.K_RIGHT]:

            game_2048.setDirection({pygame.K_UP: 'up', pygame.K_DOWN: 'down', pygame.K_LEFT: 'left', pygame.K_RIGHT: 'right'}[event.key])

   # --更新游戏状态

   game_2048.update()

   if game_2048.isgameover:

      game_2048.saveMaxScore()

      is_running = False

   # --将必要的游戏元素画到屏幕上

   drawGameMatrix(screen, game_2048.game_matrix, cfg)

   start_x, start_y = drawScore(screen, game_2048.score, game_2048.max_score, cfg)

   drawGameIntro(screen, start_x, start_y, cfg)

   # --屏幕更新

   pygame.display.update()

   clock.tick(cfg.FPS)

return endInterface(screen, cfg)

在modules中定义一个Game2048的类（里面主要负责实现2048的各种游戏规则）：

class Game2048(object):

   def __init__(self, matrix_size=(4, 4), max_score_filepath=None):

      # matrix_size: (num_rows, num_cols)

      self.matrix_size = matrix_size

      # 游戏最高分保存路径

      self.max_score_filepath = max_score_filepath

      # 初始化

      self.initialize()

游戏开始时需要随机的在二维列表里随机选择两个位置生成2或者4：

在新的位置随机生成数字

def randomGenerateNumber(self):

   empty_pos = []

   for i in range(self.matrix_size[0]):

      for j in range(self.matrix_size[1]):

         if self.game_matrix[i][j] == 'null': empty_pos.append([i, j])

   i, j = random.choice(empty_pos)

   self.game_matrix[i][j] = 2 if random.random() > 0.1 else 4

然后，当玩家按下方向键(↑↓← →)时，这个二维列表要根据玩家的操作指令进行更新，主要分为两个部分：

移动所有的数字块并进行必要的合并和记分；

随机地在一个还没有数字的位置上生成一个数字。

更新游戏状态

def update(self):

   game_matrix_before = copy.deepcopy(self.game_matrix)

   self.move()

   if game_matrix_before != self.game_matrix: self.randomGenerateNumber()

   if self.score > self.max_score: self.max_score = self.score

移动所有的数字并进行必要的合并的代码实现如下：

def move(self):

   # 提取非空数字

   def extract(array):

      array_new = []

      for item in array:

         if item != 'null': array_new.append(item)

      return array_new

   # 合并非空数字

   def merge(array):

      score = 0

      if len(array) < 2: return array, score

      for i in range(len(array)-1):

         if array[i] == 'null':

            break

         if array[i] == array[i+1]:

            array[i] *= 2

            array.pop(i+1)

            array.append('null')

            score += array[i]

      return extract(array), score

   # 不需要移动的话直接return

   if self.move_direction is None: return

   # 向上

   if self.move_direction == 'up':

      for j in range(self.matrix_size[1]):

         col = []

         for i in range(self.matrix_size[0]):

            col.append(self.game_matrix[i][j])

         col = extract(col)

         col.reverse()

         col, score = merge(col)

         self.score += score

         col.reverse()

         col = col + ['null',] * (self.matrix_size[0] - len(col))

         for i in range(self.matrix_size[0]):

            self.game_matrix[i][j] = col[i]

   # 向下

   elif self.move_direction == 'down':

      for j in range(self.matrix_size[1]):

         col = []

         for i in range(self.matrix_size[0]):

            col.append(self.game_matrix[i][j])

         col = extract(col)

         col, score = merge(col)

         self.score += score

         col = ['null',] * (self.matrix_size[0] - len(col)) + col

         for i in range(self.matrix_size[0]):

            self.game_matrix[i][j] = col[i]

   # 向左

   elif self.move_direction == 'left':

      for idx, row in enumerate(copy.deepcopy(self.game_matrix)):

         row = extract(row)

         row.reverse()

         row, score = merge(row)

         self.score += score

         row.reverse()

         row = row + ['null',] * (self.matrix_size[1] - len(row))

         self.game_matrix[idx] = row

   # 向右

   elif self.move_direction == 'right':

      for idx, row in enumerate(copy.deepcopy(self.game_matrix)):

         row = extract(row)

         row, score = merge(row)

         self.score += score

         row = ['null',] * (self.matrix_size[1] - len(row)) + row

         self.game_matrix[idx] = row

   self.move_direction = None

判断游戏是否结束：

游戏是否结束

@property

def isgameover(self):

   for i in range(self.matrix_size[0]):

      for j in range(self.matrix_size[1]):

         if self.game_matrix[i][j] == 'null': return False

         if (i == self.matrix_size[0] - 1) and (j == self.matrix_size[1] - 1):

            continue

         elif (i == self.matrix_size[0] - 1):

            if (self.game_matrix[i][j] == self.game_matrix[i][j+1]):

               return False

         elif (j == self.matrix_size[1] - 1):

            if (self.game_matrix[i][j] == self.game_matrix[i+1][j]):

               return False

         else:

            if (self.game_matrix[i][j] == self.game_matrix[i+1][j]) or (self.game_matrix[i][j] == self.game_matrix[i][j+1]):

               return False

   return True

在游戏主循环里根据用户操作来更新当前的游戏状态并将游戏里所有必要的元素显示在屏幕：

# 游戏主循环

clock = pygame.time.Clock()

is_running = True

while is_running:

   screen.fill(pygame.Color(cfg.BG_COLOR))

   # --按键检测

   for event in pygame.event.get():

      if event.type == pygame.QUIT:

         pygame.quit()

         sys.exit()

      elif event.type == pygame.KEYDOWN:

         if event.key in [pygame.K_UP, pygame.K_DOWN, pygame.K_LEFT, pygame.K_RIGHT]:

            game_2048.setDirection({pygame.K_UP: 'up', pygame.K_DOWN: 'down', pygame.K_LEFT: 'left', pygame.K_RIGHT: 'right'}[event.key])

   # --更新游戏状态

   game_2048.update()

   if game_2048.isgameover:

      game_2048.saveMaxScore()

      is_running = False

   # --将必要的游戏元素画到屏幕上

   drawGameMatrix(screen, game_2048.game_matrix, cfg)

   start_x, start_y = drawScore(screen, game_2048.score, game_2048.max_score, cfg)

   drawGameIntro(screen, start_x, start_y, cfg)

   # --屏幕更新

   pygame.display.update()

   clock.tick(cfg.FPS)

return endInterface(screen, cfg)

实验

使用python ./Game2048来执行：

总结和展望

通过此次学习，我了解了python的灵活性以及代码的可阅读性比一般的语言要强，并且如今python社区有许多活跃的用户可以在网络上找到许多相关的资料资源。通过此次学习深刻理解了python中的面向对象思想，也了解了一些游戏的设计想法和可供实现的模块。现如今正在学习其他东西，如果未来有更多充裕的时间可以加深python的理解，学习更多的内容，自己做出更好的项目。

参考：https://mp.weixin.qq.com/s/WJhg4J0MuuEcmDasRzuE9Q

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