用Python手把手教你實(shí)現(xiàn)2048小游戲

更新時間：2021年06月04日 08:38:55 作者：彳余大膽

感覺好久沒和大家一起寫小游戲玩了,今天恰巧有空.這次我們來用Python做個2048小游戲吧.廢話不多說,文中有非常詳細(xì)的代碼示例,需要的朋友可以參考下

一、開發(fā)環(huán)境

Python版本：3.6.4
相關(guān)模塊：
pygame模塊；
以及一些Python自帶的模塊。

二、環(huán)境搭建

安裝Python并添加到環(huán)境變量，pip安裝需要的相關(guān)模塊即可。

三、原理介紹

“使用方向鍵移動方塊，兩個數(shù)字相同的方塊撞在一起后，將會合并為一個數(shù)字是原來兩倍的新方塊。游戲的時候盡可能多地合并這些數(shù)字方塊就行了?！?br /> 大概了解了游戲規(guī)則之后，我們就可以開始寫這個游戲啦~首先，進(jìn)行一下游戲初始化操作并播放一首自己喜歡的游戲背景音樂：

# 游戲初始化
pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode(cfg.SCREENSIZE)
pygame.display.set_caption('2048 —— 彳余大膽')
# 播放背景音樂
pygame.mixer.music.load(cfg.BGMPATH)
pygame.mixer.music.play(-1, 30)

接著，我們來定義一個2048游戲類，里面主要負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)2048的各種游戲規(guī)則：

'''2048游戲'''
class Game2048(object):
  def __init__(self, matrix_size=(4, 4), max_score_filepath=None, **kwargs):
    # matrix_size: (num_rows, num_cols)
    self.matrix_size = matrix_size
    # 游戲最高分保存路徑
    self.max_score_filepath = max_score_filepath
    # 初始化
    self.initialize()

具體而言，我們先用一個二維的列表來保存當(dāng)前的游戲狀態(tài)：

self.game_matrix = [['null' for _ in range(self.matrix_size[1])] for _ in range(self.matrix_size[0])]

其中null表示當(dāng)前的塊里沒有數(shù)字。否則，對應(yīng)的位置則用當(dāng)前的數(shù)字表示。很顯然地，2048小游戲的當(dāng)前游戲狀態(tài)是可以用一個4*4的列表表示的：

在這里插入圖片描述

游戲一開始，我們需要在這個二維列表里隨機(jī)地選擇兩個位置生成數(shù)字(即2或者4)：

'''在新的位置隨機(jī)生成數(shù)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

self.randomGenerateNumber()
self.randomGenerateNumber()

然后，當(dāng)玩家按下方向鍵(↑↓←→)時，這個二維列表要根據(jù)玩家的操作指令進(jìn)行更新，主要分為兩個部分：
移動所有的數(shù)字塊并進(jìn)行必要的合并和記分；
隨機(jī)地在一個還沒有數(shù)字的位置上生成一個數(shù)字。
具體而言，代碼實(shí)現(xiàn)如下：

'''更新游戲狀態(tài)'''
def update(self):
  game_matrix_before = copy.deepcopy(self.game_matrix)
  self.move()
  if game_matrix_before != self.game_matrix: self.randomGenerateNumber()

其中，移動所有的數(shù)字并進(jìn)行必要的合并的代碼實(shí)現(xiàn)如下：

'''根據(jù)指定的方向, 移動所有數(shù)字塊'''
def move(self):
  # 提取非空數(shù)字
  def extract(array):
    array_new = []
    for item in array:
      if item != 'null': array_new.append(item)
    return array_new
  # 合并非空數(shù)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
  # 不需要移動的話直接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

懶得動腦子了(反正就4*4那么大T_T)，所以直接遍歷了這個二維列表以實(shí)現(xiàn)我們想要的所有操作了。最后，我們再寫個函數(shù)以根據(jù)當(dāng)前的游戲狀態(tài)來判斷游戲是否結(jié)束就ok啦：

'''游戲是否結(jié)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

其實(shí)很簡單，如果二維列表被數(shù)字填滿，且數(shù)字不能再進(jìn)行合并的話，這局游戲就結(jié)束了，否則，游戲就沒有結(jié)束。
定義完2048游戲類，我們的游戲基本上算是寫完了。只需要在游戲主循環(huán)里根據(jù)用戶操作來更新當(dāng)前的游戲狀態(tài)并將游戲里所有必要的元素顯示在屏幕上就ok啦：

# 游戲主循環(huán)
clock = pygame.time.Clock()
is_running = True
while is_running:
  screen.fill(pygame.Color(cfg.BG_COLOR))
  # --按鍵檢測
  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])
  # --更新游戲狀態(tài)
  game_2048.update()
  if game_2048.isgameover:
    game_2048.saveMaxScore()
    is_running = False
  # --將必要的游戲元素畫到屏幕上
  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)