Python實現(xiàn)自動玩貪吃蛇程序
更新時間：2022年01月05日 16:31:46 作者：嗨學編程
這篇文章主要介紹了通過Python實現(xiàn)的簡易的自動玩貪吃蛇游戲的小程序，文中的示例代碼講解詳細，感興趣的小伙伴可以跟隨小編一起學一學
實現(xiàn)效果
先看看效果
這比我手動的快多了，而且是單機的，自動玩沒惹罵我，哈哈 ，多人游戲整個自動玩會被罵死~
代碼
沒裝軟件的先安裝一下軟件，沒裝模塊的安裝一下pygame模塊。
pip install pygame
導入模塊
import pygame,sys,time,random from pygame.locals import *
定義顏色變量
redColour = pygame.Color(255,0,0) blackColour = pygame.Color(0,0,0) whiteColour = pygame.Color(255,255,255) greenColour = pygame.Color(0,255,0) headColour = pygame.Color(0,119,255)
在所有后續(xù)的除法中，為預防pygame輸出出現(xiàn)偏差，必須取除數(shù)(//)而不是單純除法(/)
程序界面
第0行，HEIGHT行，第0列，WIDTH列為圍墻，所以實際大小是13*13
IGHT = 15 WIDTH = 15 FIELD_SIZE = HEIGHT * WIDTH # 蛇頭位于snake數(shù)組的第一個元素 HEAD = 0
用數(shù)字代表不同的對象，因為運動時矩陣上每個格子會處理成到達食物的路徑長度，因此這三個變量間需要有足夠大的間隔(>HEIGHT*WIDTH)來互相區(qū)分，小寫一般是坐標，大寫代表常量。
FOOD = 0 UNDEFINED = (HEIGHT + 1) * (WIDTH + 1) SNAKE = 2 * UNDEFINED
snake是一維數(shù)組，對應元素直接加上以下值就表示向四個方向移動。
LEFT = -1 RIGHT = 1 UP = -WIDTH # 一維數(shù)組，所以需要整個寬度都加上才能表示上下移動。 DOWN = WIDTH
錯誤碼
ERR = -2333
用一維數(shù)組來表示二維的東西，board表示蛇運動的矩形場地，初始化蛇頭在(1,1)的地方，初始蛇長度為1。
board = [0] * FIELD_SIZE #[0,0,0,……] snake = [0] * (FIELD_SIZE+1) snake[HEAD] = 1*WIDTH+1 snake_size = 1
與上面變量對應的臨時變量，蛇試探性地移動時使用。
tmpboard = [0] * FIELD_SIZE tmpsnake = [0] * (FIELD_SIZE+1) tmpsnake[HEAD] = 1*WIDTH+1 tmpsnake_size = 1
food:食物位置初始在(4, 7)，best_move: 運動方向。
food = 4 * WIDTH + 7 best_move = ERR
運動方向數(shù)組，游戲分數(shù)(蛇長)
mov = [LEFT, RIGHT, UP, DOWN] score = 1
檢查一個cell有沒有被蛇身覆蓋，沒有覆蓋則為free，返回true 。
def is_cell_free(idx, psize, psnake):
return not (idx in psnake[:psize])
檢查某個位置idx是否可向move方向運動
def is_move_possible(idx, move):
flag = False
if move == LEFT:
#因為實際范圍是13*13,[1,13]*[1,13]，所以idx為1時不能往左跑，此時取余為1所以>1
flag = True if idx%WIDTH > 1 else False
elif move == RIGHT:
#這里的<WIDTH-2跟上面是一樣的道理
flag = True if idx%WIDTH < (WIDTH-2) else False
elif move == UP:
#這里向上的判斷畫圖很好理解，因為在[1,13]*[1,13]的實際運動范圍外，還有個
#大框是圍墻，就是之前說的那幾個行列，下面判斷向下運動的條件也是類似的
flag = True if idx > (2*WIDTH-1) else False
elif move == DOWN:
flag = True if idx < (FIELD_SIZE-2*WIDTH) else False
return flag
重置board
board_BFS后，UNDEFINED值都變?yōu)榱说竭_食物的路徑長度。
如需要還原，則要重置它。
def board_reset(psnake, psize, pboard):
for i in range(FIELD_SIZE):
if i == food:
pboard[i] = FOOD
elif is_cell_free(i, psize, psnake): # 該位置為空
pboard[i] = UNDEFINED
else: # 該位置為蛇身
pboard[i] = SNAKE
廣度優(yōu)先搜索遍歷整個board，計算出board中每個非SNAKE元素到達食物的路徑長度。
def board_BFS(pfood, psnake, pboard):
queue = []
queue.append(pfood)
inqueue = [0] * FIELD_SIZE
found = False
# while循環(huán)結束后，除了蛇的身體，
# 其它每個方格中的數(shù)字為從它到食物的曼哈頓間距
while len(queue)!=0:
idx = queue.pop(0)#初始時idx是食物的坐標
if inqueue[idx] == 1: continue
inqueue[idx] = 1
for i in range(4):#左右上下
if is_move_possible(idx, mov[i]):
if idx + mov[i] == psnake[HEAD]:
found = True
if pboard[idx+mov[i]] < SNAKE: # 如果該點不是蛇的身體
if pboard[idx+mov[i]] > pboard[idx]+1:#小于的時候不管，不然會覆蓋已有的路徑數(shù)據(jù)。
pboard[idx+mov[i]] = pboard[idx] + 1
if inqueue[idx+mov[i]] == 0:
queue.append(idx+mov[i])
return found
從蛇頭開始，根據(jù)board中元素值，從蛇頭周圍4個領域點中選擇最短路徑。
def choose_shortest_safe_move(psnake, pboard):
best_move = ERR
min = SNAKE
for i in range(4):
if is_move_possible(psnake[HEAD], mov[i]) and pboard[psnake[HEAD]+mov[i]]<min:
#這里判斷最小和下面的函數(shù)判斷最大，都是先賦值，再循環(huán)互相比較
min = pboard[psnake[HEAD]+mov[i]]
best_move = mov[i]
return best_move
檢查是否可以追著蛇尾運動，即蛇頭和蛇尾間是有路徑的，為的是避免蛇頭陷入死路。虛擬操作，在tmpboard,tmpsnake中進行。
def is_tail_inside():
global tmpboard, tmpsnake, food, tmpsnake_size
tmpboard[tmpsnake[tmpsnake_size-1]] = 0 # 虛擬地將蛇尾變?yōu)槭澄?因為是虛擬的，所以在tmpsnake,tmpboard中進行)
tmpboard[food] = SNAKE # 放置食物的地方，看成蛇身
result = board_BFS(tmpsnake[tmpsnake_size-1], tmpsnake, tmpboard) # 求得每個位置到蛇尾的路徑長度
for i in range(4): # 如果蛇頭和蛇尾緊挨著，則返回False。即不能follow_tail，追著蛇尾運動了
if is_move_possible(tmpsnake[HEAD], mov[i]) and tmpsnake[HEAD]+mov[i]==tmpsnake[tmpsnake_size-1] and tmpsnake_size>3:
result = False
return result
讓蛇頭朝著蛇尾運行一步，不管蛇身阻擋，朝蛇尾方向運行。
def follow_tail():
global tmpboard, tmpsnake, food, tmpsnake_size
tmpsnake_size = snake_size
tmpsnake = snake[:]
board_reset(tmpsnake, tmpsnake_size, tmpboard) # 重置虛擬board
tmpboard[tmpsnake[tmpsnake_size-1]] = FOOD # 讓蛇尾成為食物
tmpboard[food] = SNAKE # 讓食物的地方變成蛇身
board_BFS(tmpsnake[tmpsnake_size-1], tmpsnake, tmpboard) # 求得各個位置到達蛇尾的路徑長度
tmpboard[tmpsnake[tmpsnake_size-1]] = SNAKE # 還原蛇尾
return choose_longest_safe_move(tmpsnake, tmpboard) # 返回運行方向(讓蛇頭運動1步)在各種方案都不行時，隨便找一個可行的方向來走(1步)
def any_possible_move():
global food , snake, snake_size, board
best_move = ERR
board_reset(snake, snake_size, board)
board_BFS(food, snake, board)
min = SNAKE
for i in range(4):
if is_move_possible(snake[HEAD], mov[i]) and board[snake[HEAD]+mov[i]]<min:
min = board[snake[HEAD]+mov[i]]
best_move = mov[i]
return best_move
轉換數(shù)組函數(shù)
def shift_array(arr, size):
for i in range(size, 0, -1):
arr[i] = arr[i-1]
def new_food():#隨機函數(shù)生成新的食物
global food, snake_size
cell_free = False
while not cell_free:
w = random.randint(1, WIDTH-2)
h = random.randint(1, HEIGHT-2)
food = WIDTH*h + w
cell_free = is_cell_free(food, snake_size, snake)
pygame.draw.rect(playSurface,redColour,Rect(18*(food//WIDTH), 18*(food%WIDTH),18,18))
真正的蛇在這個函數(shù)中，朝pbest_move走1步。
def make_move(pbest_move):
global snake, board, snake_size, score
shift_array(snake, snake_size)
snake[HEAD] += pbest_move
p = snake[HEAD]
for body in snake:#畫蛇，身體，頭，尾
pygame.draw.rect(playSurface,whiteColour,Rect(18*(body//WIDTH), 18*(body%WIDTH),18,18))
pygame.draw.rect(playSurface,greenColour,Rect(18*(snake[snake_size-1]//WIDTH),18*(snake[snake_size-1]%WIDTH),18,18))
pygame.draw.rect(playSurface,headColour,Rect(18*(p//WIDTH), 18*(p%WIDTH),18,18))
#下面一行是把初始情況會出現(xiàn)的第一個白塊bug填掉
pygame.draw.rect(playSurface,(255,255,0),Rect(0,0,18,18))
# 刷新pygame顯示層
pygame.display.flip()
# 如果新加入的蛇頭就是食物的位置
# 蛇長加1，產(chǎn)生新的食物，重置board(因為原來那些路徑長度已經(jīng)用不上了)
if snake[HEAD] == food:
board[snake[HEAD]] = SNAKE # 新的蛇頭
snake_size += 1
score += 1
if snake_size < FIELD_SIZE: new_food()
else: # 如果新加入的蛇頭不是食物的位置
board[snake[HEAD]] = SNAKE # 新的蛇頭
board[snake[snake_size]] = UNDEFINED # 蛇尾變?yōu)閁NDEFINED，黑色
pygame.draw.rect(playSurface,blackColour,Rect(18*(snake[snake_size]//WIDTH),18*(snake[snake_size]%WIDTH),18,18))
# 刷新pygame顯示層
pygame.display.flip()
虛擬地運行一次，然后在調用處檢查這次運行可否可行，可行才真實運行。
虛擬運行吃到食物后，得到虛擬下蛇在board的位置。
def virtual_shortest_move():
global snake, board, snake_size, tmpsnake, tmpboard, tmpsnake_size, food
tmpsnake_size = snake_size
tmpsnake = snake[:] # 如果直接tmpsnake=snake，則兩者指向同一處內存
tmpboard = board[:] # board中已經(jīng)是各位置到達食物的路徑長度了，不用再計算
board_reset(tmpsnake, tmpsnake_size, tmpboard)
food_eated = False
while not food_eated:
board_BFS(food, tmpsnake, tmpboard)
move = choose_shortest_safe_move(tmpsnake, tmpboard)
shift_array(tmpsnake, tmpsnake_size)
tmpsnake[HEAD] += move # 在蛇頭前加入一個新的位置
# 如果新加入的蛇頭的位置正好是食物的位置
# 則長度加1，重置board，食物那個位置變?yōu)樯叩囊徊糠?SNAKE)
if tmpsnake[HEAD] == food:
tmpsnake_size += 1
board_reset(tmpsnake, tmpsnake_size, tmpboard) # 虛擬運行后，蛇在board的位置
tmpboard[food] = SNAKE
food_eated = True
else: # 如果蛇頭不是食物的位置，則新加入的位置為蛇頭，最后一個變?yōu)榭崭?
tmpboard[tmpsnake[HEAD]] = SNAKE
tmpboard[tmpsnake[tmpsnake_size]] = UNDEFINED
如果蛇與食物間有路徑，則調用本函數(shù)。
def find_safe_way():
global snake, board
safe_move = ERR
# 虛擬地運行一次，因為已經(jīng)確保蛇與食物間有路徑，所以執(zhí)行有效
# 運行后得到虛擬下蛇在board中的位置，即tmpboard
virtual_shortest_move() # 該函數(shù)唯一調用處
if is_tail_inside(): # 如果虛擬運行后，蛇頭蛇尾間有通路，則選最短路運行(1步)
return choose_shortest_safe_move(snake, board)
safe_move = follow_tail() # 否則虛擬地follow_tail 1步，如果可以做到，返回true
return safe_move
初始化pygame 模塊
pygame.init()
定義一個變量用來控制游戲速度
fpsClock = pygame.time.Clock()
創(chuàng)建pygame顯示層
playSurface = pygame.display.set_mode((270,270))
pygame.display.set_caption('貪吃蛇')
繪制pygame顯示層
playSurface.fill(blackColour)
初始化食物
pygame.draw.rect(playSurface,redColour,Rect(18*(food//WIDTH), 18*(food%WIDTH),18,18))
while True:
for event in pygame.event.get():#循環(huán)監(jiān)聽鍵盤和退出事件
if event.type == QUIT:#如果點了關閉
print(score)#游戲結束后打印分數(shù)
pygame.quit()
sys.exit()
elif event.type == KEYDOWN:#如果esc鍵被按下
if event.key==K_ESCAPE:
print(score)#游戲結束后打印分數(shù)
pygame.quit()
sys.exit()
# 刷新pygame顯示層
pygame.display.flip()
#畫圍墻，255,255,0是黃色，邊框是36是因為，pygame矩形是以邊為初始，向四周填充邊框
pygame.draw.rect(playSurface,(255,255,0),Rect(0,0,270,270),36)
# 重置距離
board_reset(snake, snake_size, board)
# 如果蛇可以吃到食物，board_BFS返回true
# 并且board中除了蛇身(=SNAKE)，其它的元素值表示從該點運動到食物的最短路徑長
if board_BFS(food, snake, board):
best_move = find_safe_way() # find_safe_way的唯一調用處
else:
best_move = follow_tail()
if best_move == ERR:
best_move = any_possible_move()
# 上面一次思考，只得出一個方向，運行一步
if best_move != ERR: make_move(best_move)
else:
print(score)#游戲結束后打印分數(shù)
break
# 控制游戲速度
fpsClock.tick(20)#20看上去速度正好
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