Python實(shí)戰(zhàn)之實(shí)現(xiàn)康威生命游戲
前言
康威生命游戲設(shè)計(jì)并不難，我的思路就是借助pygame進(jìn)行外觀的展示，最近一段時(shí)間的游戲項(xiàng)目都是使用pygame進(jìn)行的，做起來比較順利。內(nèi)部代碼的實(shí)現(xiàn)也比較簡單根據(jù)他的規(guī)則我們需要的是多次的計(jì)算和判斷，再刷新數(shù)組。
一、康威生命游戲規(guī)則
當(dāng)周圍僅有1個(gè)或沒有存活細(xì)胞時(shí)， 原來的存活細(xì)胞進(jìn)入死亡狀態(tài)。（模擬生命數(shù)量稀少）當(dāng)周圍有2個(gè)或3個(gè)存活細(xì)胞時(shí)， 網(wǎng)格保持原樣。當(dāng)周圍有4個(gè)及以上存活細(xì)胞時(shí)，原來的存活細(xì)胞亦進(jìn)入死亡狀態(tài)。（模擬生命數(shù)量過多）當(dāng)周圍有3個(gè)存活細(xì)胞時(shí)，空白網(wǎng)格變成存活細(xì)胞。（模擬繁殖）
二、設(shè)計(jì)流程
1. 引入庫
代碼如下（示例）：
import sys import random import numpy as np import pygame
2. 設(shè)計(jì)思路
在這篇博客里面我們實(shí)現(xiàn)了下面第一個(gè)圖的內(nèi)容。
感興趣的朋友也可以加下面的思路：
3. 設(shè)計(jì)窗口
首先我們借用了之前的pygame窗口的代碼，實(shí)現(xiàn)窗口的調(diào)用。與之前有所不同的變化是，我們在展開窗口之前首先確定大小。
我們實(shí)現(xiàn)了游戲大小的自定義，窗口大小的自定義，可以與后面游戲設(shè)計(jì)增加統(tǒng)一性，增加美觀性。
中間的部分代碼是一些顏色的調(diào)出，和窗口的填充。
import sys
import random
import numpy as np
import pygame
pygame.init()#初始化init()及設(shè)置
n=int(input("請輸入階數(shù)："))
size=width,height=50*n+2,50*n+2
screen=pygame.display.set_mode(size)#窗口大小
pygame.display.set_caption("康威生命游戲")#窗口名字
icon=pygame.image.load("Icon.jpg")
pygame.display.set_icon(icon)
BLACK=pygame.Color("black")
GAINSBORO=pygame.Color("gainsboro")
MOCCASIN=pygame.Color("moccasin")
WHITE=pygame.Color("white")
screen.fill(MOCCASIN)
fps=5
fclock=pygame.time.Clock()#創(chuàng)建一個(gè)Clock對象用于操作時(shí)間
while True:
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT: # 點(diǎn)擊了退出
sys.exit() # 退出
pygame.display.update() # 對顯示窗口進(jìn)行更新，默認(rèn)窗口全部重繪
fclock.tick(fps) # 窗口刷新速度，每秒3次
三、初始生命矩陣
我們通過循環(huán)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)來產(chǎn)生隨機(jī)的初始生命。
random.randint(a,b)：產(chǎn)生一個(gè)位于a-b之間的隨機(jī)整數(shù)，包括a，b。
## 生成初始生命
a=[]
for i in range(0,n):
a.append([])
for j in range(0,n):
a[i].append(random.randint(0,1))
四、周圍生命的檢測
我們將生命周圍八個(gè)位置的索引差值存放在一個(gè)列表中，通過循環(huán)檢測有效位置上生命的個(gè)數(shù)，存放入列表中。
包含兩個(gè)判斷。
1.首先要判斷位置的有效性
2.另一個(gè)是判斷是否有生命
direction = [[-1, -1], [0, -1], [1, -1], [1, 0], [1, 1], [0, 1], [-1, 1], [-1, 0]]
c = []
# 計(jì)算周圍生命個(gè)數(shù)
for i in range(0, n):
c.append([])
for j in range(0, n):
count = 0 # 每一個(gè)方格
for o in direction:
ide = np.array([i, j]) + np.array(o)
# 保證判斷的位置在范圍內(nèi)，針對邊界方格
if 0 <= ide[0] < n and 0 <= ide[1] < n:
if a[ide[0]][ide[1]] == 1:
count += 1
c[i].append(count)
五、生命的變化
將每個(gè)位置上的生命根據(jù)計(jì)數(shù)列表進(jìn)行更新，更新生命矩陣。
## 按照生命的發(fā)展規(guī)律進(jìn)行新一輪的生面變化
for i in range(0, n):
for j in range(0, n):
if c[i][j] <= 1 or c[i][j] >= 4:#當(dāng)生命稀少或者過多時(shí)生命死亡
a[i][j] = 0
elif c[i][j] == 3:#當(dāng)生命的周圍有三個(gè)生命時(shí)，生成新生命
a[i][j] = 1
六、生命的展示
畫出生命的方格很簡單，我們調(diào)用pygame的繪制圖形代碼：
pygame.draw.rect(screen, BLACK, (i*50, j*50, 50, 50))：這樣展示出來的是一個(gè)填充的矩形，展示在：screen上，初始位置為：(i * 50, j * 50)，大小為：(50, 50)，顏色為：black，默認(rèn)邊框?yàn)?，即全部填充的矩形，當(dāng)后面添加一個(gè)數(shù)字時(shí)，代表無填充，框線為數(shù)字大小的矩形，如：pygame.draw.rect(screen, GAINSBORO, (i*50, j*50, 50, 50),2)代表不填充，框線為2
通過畫圖重疊，我們實(shí)現(xiàn)每個(gè)生命之間的間隔的樣式，增強(qiáng)渲染效果。
for i in range(0, n):
for j in range(0, n):
if a[i][j]==1:
#先畫一個(gè)滿填充的方格，有生命方格
pygame.draw.rect(screen, BLACK, (i*50, j*50, 50, 50))
#再畫一個(gè)不填充，框線為2的方格，套在上面的方格上面
pygame.draw.rect(screen, GAINSBORO, (i*50, j*50, 50, 50),2)
else:#無生命方格
pygame.draw.rect(screen, WHITE, (i*50, j*50, 50, 50))
pygame.draw.rect(screen, GAINSBORO, (i*50, j*50, 50, 50),2)
七、完整代碼
"""
# -*- coding: utf-8 -*-
# @Time : 2021/4/23 0023 17:14
# @Author : 源來很巧
# @FileName: 康威生命游戲2.py
# @Software: PyCharm
# @Blog ：https://blog.csdn.net/qq_44793283
"""
import sys
import random
import numpy as np
import pygame
pygame.init()#初始化init()及設(shè)置
n=int(input("請輸入階數(shù)："))
size=width,height=50*n+2,50*n+2
screen=pygame.display.set_mode(size)#窗口大小
pygame.display.set_caption("康威生命游戲")#窗口名字
icon=pygame.image.load("Icon.jpg")
pygame.display.set_icon(icon)
BLACK=pygame.Color("black")
GAINSBORO=pygame.Color("gainsboro")
MOCCASIN=pygame.Color("moccasin")
WHITE=pygame.Color("white")
screen.fill(MOCCASIN)
fps=1
fclock=pygame.time.Clock()#創(chuàng)建一個(gè)Clock對象用于操作時(shí)間
## 生成初始生命
a=[]
for i in range(0,n):
a.append([])
for j in range(0,n):
a[i].append(random.randint(0,1))
## 八個(gè)方位的索引變化
direction = [[-1, -1], [0, -1], [1, -1], [1, 0], [1, 1], [0, 1], [-1, 1], [-1, 0]]
while True:
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT: # 點(diǎn)擊了退出
sys.exit() # 退出
c = []
# 計(jì)算周圍生命個(gè)數(shù)
for i in range(0, n):
c.append([])
for j in range(0, n):
count = 0 # 每一個(gè)方格
for o in direction:
ide = np.array([i, j]) + np.array(o)
# 保證判斷的位置在范圍內(nèi)，針對邊界方格
if 0 <= ide[0] < n and 0 <= ide[1] < n:
if a[ide[0]][ide[1]] == 1:
count += 1
c[i].append(count)
## 按照生命的發(fā)展規(guī)律進(jìn)行新一輪的生面變化
for i in range(0, n):
for j in range(0, n):
if c[i][j] <= 1 or c[i][j] >= 4:#當(dāng)生命稀少或者過多時(shí)生命死亡
a[i][j] = 0
elif c[i][j] == 3:#當(dāng)生命的周圍有三個(gè)生命時(shí)，生成新生命
a[i][j] = 1
for i in range(0, n):
for j in range(0, n):
if a[i][j]==1:
#先畫一個(gè)滿填充的方格，有生命方格
pygame.draw.rect(screen, BLACK, (i*50, j*50, 50, 50))
#再畫一個(gè)不填充，框線為2的方格，套在上面的方格上面
pygame.draw.rect(screen, GAINSBORO, (i*50, j*50, 50, 50),2)
else:#無生命方格
pygame.draw.rect(screen, WHITE, (i*50, j*50, 50, 50))
pygame.draw.rect(screen, GAINSBORO, (i*50, j*50, 50, 50),2)
print(np.array(a))
pygame.display.update() # 對顯示窗口進(jìn)行更新，默認(rèn)窗口全部重繪
fclock.tick(fps) # 窗口刷新速度，每秒3次
總結(jié)
這個(gè)游戲的實(shí)際設(shè)計(jì)并不是很困難，我們需要將具體的思路理順，哪一步首先進(jìn)行，需要我們準(zhǔn)備哪些存儲(chǔ)的矩陣等等。唯一的彎路是周圍生命個(gè)數(shù)的檢測，我的方法是窮舉法，將每個(gè)位置索引只差手動(dòng)計(jì)算存儲(chǔ)起來。在小的計(jì)算量下，這層循環(huán)計(jì)算并不會(huì)浪費(fèi)很多時(shí)間，如果您對此有好的建議歡迎交流。也歡迎對后面的游戲結(jié)束進(jìn)行交流，后續(xù)我可以補(bǔ)上結(jié)束游戲的方法。
到此這篇關(guān)于Python實(shí)戰(zhàn)之實(shí)現(xiàn)康威生命游戲的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python實(shí)現(xiàn)康威生命游戲內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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