Python制作簡(jiǎn)易版2048小游戲

更新時(shí)間：2022年07月27日 14:38:59 作者：西茲克利斯托夫

2048作為經(jīng)典的手機(jī)端游戲一直深受大家的喜愛(ài)，本文將利用Python中的Pygame模塊制作簡(jiǎn)單版的2048游戲，感興趣的小伙伴可以了解一下

今天我們來(lái)動(dòng)手實(shí)現(xiàn)一款2048小游戲。這款游戲的精髓就玩家能夠在于通過(guò)滑動(dòng)屏幕合并相同數(shù)字，直到不能再合并為止。玩法可以說(shuō)是非常的簡(jiǎn)單，但挑戰(zhàn)性也是十足的。話(huà)不多說(shuō)，讓我們從0開(kāi)始實(shí)現(xiàn)！

目標(biāo)效果

大致要實(shí)現(xiàn)的效果如下：

設(shè)計(jì)開(kāi)始

首先簡(jiǎn)單分析一下游戲的邏輯：

輸入移動(dòng)方向，游戲內(nèi)所有方塊都朝指定方向移動(dòng)
同方向移動(dòng)的方塊，數(shù)字相同則合并，然后生成一個(gè)合并的方塊
合并后生成新的方塊，無(wú)法生成新方塊時(shí)游戲結(jié)束
用一系列的顏色來(lái)區(qū)分不同分?jǐn)?shù)的方塊（可有可無(wú)，純粹是為了美觀）

ok，游戲內(nèi)再邏輯已經(jīng)很清晰了?，F(xiàn)在開(kāi)始實(shí)現(xiàn)：

步驟一

新建一個(gè)文件夾用來(lái)放需要的游戲素材

步驟二

新建一個(gè)python程序，可以命名為2048，放在素材目錄的同級(jí)文件夾下

步驟三

導(dǎo)入需要的依賴(lài)庫(kù)：

import pygame as py
import sys, random, time, redis, os,math
import numpy as np

依賴(lài)庫(kù)中的redis是一個(gè)額外的數(shù)據(jù)庫(kù)，用來(lái)存取游戲歷史數(shù)據(jù)，需要的可以考慮安裝，不需要的用excel表代替也可以。

首先需要思考的是，游戲內(nèi)的方塊的移動(dòng)本質(zhì)上是坐標(biāo)的變換，并且方塊的坐標(biāo)是固定的，也就是說(shuō)，每次輸入一個(gè)方向就按照一個(gè)移動(dòng)函數(shù)將所有方塊的坐標(biāo)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換。那么，如此以來(lái)，就需要建立一個(gè)坐標(biāo)系用以標(biāo)記方塊的坐標(biāo)。

因?yàn)槭?x4的游戲，那么就按照（1，1），（1，2），（1，3）,...,(4,4)建立游戲坐標(biāo)，然而相比直接移動(dòng)坐標(biāo)還是比較麻煩，一個(gè)簡(jiǎn)單的想法是，每個(gè)方塊給一個(gè)唯一的標(biāo)記，如我們需要實(shí)現(xiàn)4x4的游戲，就需要16個(gè)記號(hào)。而每一個(gè)標(biāo)記就對(duì)應(yīng)了唯一且固定的坐標(biāo)。給出如下代碼：

# 預(yù)加載移動(dòng)邏輯
def pre_move():
    numberPos = {}
    for num in range(1, 17):
        row1, row2 = divmod(num, 4)
        row = row1 + np.sign(row2)
        column = [row2 if row2 != 0 else 4][0]
        numberPos['{}'.format([row, column])] = num
    return numberPos

這里的numberPos實(shí)際上就是{‘{1,1}’：1,’{1,2}‘：2......}。當(dāng)然如果想設(shè)計(jì)5x5或者6x6的只需要把循環(huán)里面的17和4改成25和5或36和6就行。

ok，有了坐標(biāo)接下來(lái)的問(wèn)題好解決了。

步驟四

在新建的素材文件夾內(nèi)放入一些圖片方塊（正方形）用來(lái)表示每個(gè)不同分?jǐn)?shù)的方塊。如下圖所示：

這里的顏色大家可以隨意選擇，只要不與游戲背景色太接近即可。在圖片數(shù)量夠多的情況下甚至能夠?qū)崿F(xiàn)顏色動(dòng)態(tài)變換的方塊，當(dāng)然這都是后話(huà)，設(shè)定好每個(gè)分?jǐn)?shù)的圖片后，再設(shè)置一個(gè)背景用的圖片，一個(gè)游戲圖標(biāo)用圖片，一個(gè)字體，字體單獨(dú)用來(lái)顯示文字。

當(dāng)然，不使用圖片加載游戲也是可以的，如使用py.draw.rect()也能繪制圖像，不過(guò)每次加載都繪制圖像會(huì)占用游戲大量運(yùn)算內(nèi)存，并且使用圖片可以自定義自己的游戲風(fēng)格，修改上也非常便利。設(shè)置完成之后，定義一個(gè)游戲的初始化模塊：

# 主程序
def game_start():
    global screen, rate
    py.init()
    clock = py.time.Clock()
    screen_x = 500  # 請(qǐng)調(diào)到合適的大小
    screen_y = math.ceil(screen_x * rate / rate2)
    screen = py.display.set_mode((screen_x, screen_y), depth=32)
    py.display.set_caption("終極2048")
    BackGround = [251, 248, 239]  # 灰色
    Icon = py.image.load('./素材/icon.png').convert_alpha()
    py.display.set_icon(Icon)
    screen.fill(color=BackGround)
    # 主界面下設(shè)計(jì)
    width = math.floor(screen_x * rate)
    bgSecond = py.image.load('./素材/BG_02.png').convert_alpha()
    bgSecond = py.transform.smoothscale(bgSecond, (width, width))
    bgSecondRect = bgSecond.get_rect()
    bgSecondRect.topleft = math.floor(screen_x * (1 - rate) / 2), math.floor(screen_y * (1 - rate2))

游戲界面的大小請(qǐng)調(diào)節(jié)到合適的尺寸。接下來(lái)加載分?jǐn)?shù)圖片，以便游戲循環(huán)時(shí)隨時(shí)可以調(diào)用。

# 預(yù)加載分?jǐn)?shù)圖
def pre_load_image(background):
    imageList = {}
    imagePath = './素材/分?jǐn)?shù)/'
    image_filenames = [i for i in os.listdir(imagePath)]
    width = math.floor(background.width * (1 - internalWidth) / 4)
    for name in image_filenames:
        image = py.transform.smoothscale(py.image.load(imagePath + name).convert_alpha(), (width, width))
        imageList[name.replace('.png', '')] = image
    return imageList
# 加載分?jǐn)?shù)圖像
def draw_image(score_list, image_list, pos_list):
    for pos_num in score_list:
        score = score_list[pos_num]
        scoreSurf = BasicFont01.render('{}'.format(score), True, (0, 0, 0))
        scoreRect = scoreSurf.get_rect()
        if score <= 4096:
            image = image_list['{}'.format(score)]
        else:
            image = image_list['4096']
        imageRect = image.get_rect()
        imageRect.topleft = pos_list['{}'.format(pos_num)]
        scoreRect.center = imageRect.center
        screen.blit(image, imageRect)
        if score > 0:
            screen.blit(scoreSurf, scoreRect)
# 圖像位置列表，表示為(x,y)
# 用于確定加載的分?jǐn)?shù)圖像的顯示點(diǎn)位
def image_pos_list(background):
    pre_x = background.topleft[0]
    pre_y = background.topleft[-1]
    internalLong = math.ceil(internalWidth / 5 * background.width)
    imageLong = math.floor((1 - internalWidth) / 4 * background.width)
    posList = dict(zip(list(range(1, 17)), [''] * 16))
    for num in range(1, 17):
        row1, row2 = divmod(num, 4)
        row = row1 + np.sign(row2)
        column = [row2 if row2 != 0 else 4][0]
        image_x = pre_x + internalLong * column + imageLong * (column - 1)
        image_y = pre_y + internalLong * row + imageLong * (row - 1)
        posList['{}'.format(num)] = (image_x, image_y)
    return posList

這里用了三個(gè)函數(shù)來(lái)加載游戲圖片，分表表示：提取圖片名保存到列表中，繪制游戲中的2，4，8等等數(shù)字在分?jǐn)?shù)圖片上。最后一個(gè)函數(shù)用于確定每個(gè)坐標(biāo)在游戲界面的顯示位置，并將其一一綁定。加載完成圖像之后，就需要完成關(guān)鍵的移動(dòng)邏輯，先上代碼：

# 移動(dòng)邏輯
def number_move(number_pos, move_input, score_list):
    values = list(number_pos.values())
    keys = list(number_pos.keys())
    numberPosReverse = dict(zip(values, keys))
    newScoreList = score_list.copy()
    oldScoreList = {}
    while newScoreList != oldScoreList:
        oldScoreList = newScoreList.copy()
        for num in range(1, 17):
            pos = eval(numberPosReverse[num])
            x, y = pos[0] + move_input[0], pos[1] + move_input[1]
            pos[0] = [x if 1 <= x <= 4 else pos[0]][0]
            pos[1] = [y if 1 <= y <= 4 else pos[1]][0]
            number = number_pos['{}'.format(pos)]
            oldNumberScore = newScoreList[num]
            nextNumberScore = newScoreList[number]
            syn = list(map(lambda x, y: abs(x) * abs(y), move_input, pos))
            # 0值移動(dòng)
            if nextNumberScore == 0:
                newScoreList[number] = oldNumberScore
                newScoreList[num] = 0
            # 無(wú)法移動(dòng)
            elif num == number:
                pass
            # 合并移動(dòng)
            elif oldNumberScore == nextNumberScore and num != number:
                newScoreList[number] = 2 * oldNumberScore
                newScoreList[num] = 0
            # 邊界移動(dòng)
            elif oldNumberScore != nextNumberScore and 1 in syn or 4 not in syn:
                pass
            # 非邊界移動(dòng)
            elif oldNumberScore != nextNumberScore and 1 not in syn and 4 not in syn:
                x, y = pos[0] + move_input[0], pos[1] + move_input[1]
                next2NumberScore = newScoreList[number_pos['{}'.format([x, y])]]
                if next2NumberScore != nextNumberScore:
                    pass
                elif next2NumberScore == nextNumberScore:
                    newScoreList[number_pos['{}'.format([x, y])]] = 2 * next2NumberScore
                    newScoreList[number] = oldNumberScore
                    newScoreList[num] = 0
    return newScoreList

首先導(dǎo)入預(yù)先確定好的坐標(biāo)，移動(dòng)變量。根據(jù)前面分析的游戲邏輯，每次輸入移動(dòng)向量后游戲內(nèi)的所有方塊都需要移動(dòng)，相同分?jǐn)?shù)的方塊需要一次性合并到一起，并且不能留空。詳細(xì)分析一下就是：

輸入一個(gè)移動(dòng)向量(x,y)，如（+1，0）表示方塊向右移動(dòng)一格。
對(duì)所有的原坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算并保留為移動(dòng)后坐標(biāo)，提取前后兩次坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)
從1號(hào)標(biāo)記開(kāi)始循環(huán)判斷：
0值移動(dòng)：如果移動(dòng)后的分?jǐn)?shù)為0，用舊坐標(biāo)分?jǐn)?shù)替代新坐標(biāo)的分?jǐn)?shù)，并刪除舊坐標(biāo)的分?jǐn)?shù)
無(wú)法移動(dòng)：移動(dòng)后的坐標(biāo)與移動(dòng)前的坐標(biāo)相同，那么不做改變
合并移動(dòng)：新舊坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)相同，那么新坐標(biāo)分?jǐn)?shù)x2，舊坐標(biāo)分?jǐn)?shù)刪除
邊界移動(dòng)：方塊已經(jīng)處于移動(dòng)的邊界，無(wú)法移動(dòng)，不做修改
非邊界移動(dòng)：新舊坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)不同，且新坐標(biāo)的下一個(gè)坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)也不同，不做修改；新舊坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)不同，且新坐標(biāo)的下一個(gè)坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)相同，修改
循環(huán)整個(gè)邏輯，直到所有坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)不再發(fā)生改變

通過(guò)上述分析，移動(dòng)邏輯函數(shù)實(shí)現(xiàn)了輸入一個(gè)方向游戲內(nèi)的分?jǐn)?shù)動(dòng)態(tài)發(fā)生變化。最后我們還需要一個(gè)游戲結(jié)束的函數(shù)：

# 游戲結(jié)束
def game_over(score,bg):
    ip = '127.0.0.1'
    password = None
    r = redis.Redis(host=ip, password=password, port=6379, db=2, decode_responses=True)
    r.hset('2048','{}'.format(time.localtime()),score)
    py.draw.rect(screen,bg,[0,0,screen.get_width(),screen.get_height()],0)
    BasicFont02 = py.font.SysFont('/素材/simkai.ttf', 40)
    overSurf = BasicFont01.render('Game Over', True, (0, 0, 0))
    overRect = overSurf.get_rect()
    overRect.center = (math.floor(screen.get_width() / 2), math.floor(screen.get_height() / 2))
    scoreSurf = BasicFont02.render('最終得分:', True, (0, 0, 0))
    scoreRect = scoreSurf.get_rect()
    scoreRect.center = (math.floor(screen.get_width() / 2), math.floor(screen.get_height() * 0.6))
    numberSurf = BasicFont02.render('{}'.format(score), True, (0, 0, 0))
    numberRect = numberSurf.get_rect()
    numberRect.center = (math.floor(screen.get_width() / 2), math.floor(screen.get_height() * 0.7))
    time.sleep(3)
    sys.exit()

一個(gè)鍵盤(pán)控制代碼，實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)控制游戲：

# 鍵盤(pán)控制函數(shù)
def keyboard_ctrl(event):
    move_output = [0, 0]
    if event.key == py.K_UP:
        move_output = [-1, 0]
    elif event.key == py.K_DOWN:
        move_output = [1, 0]
    elif event.key == py.K_RIGHT:
        move_output = [0, 1]
    elif event.key == py.K_LEFT:
        move_output = [0, -1]
    return move_output

一個(gè)新方塊生成器,實(shí)現(xiàn)每次合并之后能在空白方塊處隨機(jī)生成2或4中的一個(gè)新分?jǐn)?shù)，生成概率按照當(dāng)前游戲中的2和4的數(shù)量為基礎(chǔ)。

# 隨機(jī)得分生成
def random_score(score_list):
    values = list(score_list.values())
    pro = [2] * (2 + values.count(2)) + [4] * (1 + values.count(4))  # 以當(dāng)前分?jǐn)?shù)圖中2或4出現(xiàn)的頻率為概率
    blank = [[i if score_list[i] == 0 else 0][0] for i in range(1, 17)]
    blank = list(set(blank))
    blank.remove(0)
    if not blank:
        return 'GameOver'  # 游戲結(jié)束
    else:
        score_list[random.choice(blank)] = random.choice(pro)
        return score_list

一個(gè)得分統(tǒng)計(jì)器，每次游戲運(yùn)行是統(tǒng)計(jì)當(dāng)前得分和歷史最高得分：

# 統(tǒng)計(jì)并記錄當(dāng)前得分
def record_score(score_list, background):
    totalScore = 0
    values = list(score_list.values())
    for i in values: totalScore += i
    scoreSurf = BasicFont01.render('得分：{}'.format(totalScore), True, (0, 0, 0))
    scoreRect = scoreSurf.get_rect()
    scoreRect.topleft = (math.floor(0.1 * screen.get_width()), math.floor(0.05 * screen.get_height()))
    scoreRect.width = math.floor((rate - 0.15) / 2 * screen.get_width())
    scoreRect.height = math.floor((1 - rate2) / 3 * 2 * screen.get_height())
    py.draw.rect(screen, background, [scoreRect.topleft[0], scoreRect.topleft[1], scoreRect.width, scoreRect.height], 0)
    screen.blit(scoreSurf, scoreRect)
    return totalScore
# 繪制歷史最高得分
def draw_best(background):
    ip = '127.0.0.1'
    password = None
    r = redis.Redis(host=ip, password=password, port=6379, db=2, decode_responses=True)
    scores=[eval(i) for i in list(r.hgetall('2048').values())]
    best_scores=max(scores)
    scoreSurf=BasicFont01.render('最高得分：{}'.format(best_scores),True,(0,0,0))
    scoreRect=scoreSurf.get_rect()
    scoreRect.width = math.floor((rate - 0.15) / 2 * screen.get_width())
    scoreRect.height = math.floor((1 - rate2) / 3 * 2 * screen.get_height())
    scoreRect.topright = (math.floor(0.9 * screen.get_width()), math.floor(0.05 * screen.get_height()))
    py.draw.rect(screen, background, [scoreRect.topleft[0], scoreRect.topleft[1], scoreRect.width, scoreRect.height], 0)
    screen.blit(scoreSurf, scoreRect)

最后補(bǔ)充完整的游戲啟動(dòng)器：

# 主程序
def game_start():
    global screen, rate
    py.init()
    clock = py.time.Clock()
    screen_x = 500  # 請(qǐng)調(diào)到合適的大小
    screen_y = math.ceil(screen_x * rate / rate2)
    screen = py.display.set_mode((screen_x, screen_y), depth=32)
    py.display.set_caption("終極2048")
    BackGround = [251, 248, 239]  # 灰色
    Icon = py.image.load('./素材/icon.png').convert_alpha()
    py.display.set_icon(Icon)
    screen.fill(color=BackGround)
    # 主界面下設(shè)計(jì)
    width = math.floor(screen_x * rate)
    bgSecond = py.image.load('./素材/BG_02.png').convert_alpha()
    bgSecond = py.transform.smoothscale(bgSecond, (width, width))
    bgSecondRect = bgSecond.get_rect()
    bgSecondRect.topleft = math.floor(screen_x * (1 - rate) / 2), math.floor(screen_y * (1 - rate2))
    # 主界面上部分設(shè)計(jì)
    # 預(yù)加載數(shù)據(jù)
    draw_best(BackGround)
    posList = image_pos_list(bgSecondRect)
    imageList = pre_load_image(bgSecondRect)
    scoreList = dict(zip(list(range(1, 17)), [0] * 15 + [2]))  # 分?jǐn)?shù)表
    numberPos = pre_move()
    scoreList = random_score(scoreList)
    totalScore=0
    # 主循環(huán)
    while True:
        screen.blit(bgSecond, bgSecondRect)  # 刷新屏幕
        if scoreList == 'GameOver':
            game_over(totalScore,BackGround)
        draw_image(scoreList, imageList, posList)  # 繪制得分
        totalScore = record_score(scoreList, BackGround)
        key = py.key.get_pressed()
        if key[py.K_ESCAPE]: exit()
        for event in py.event.get():
            if event.type == py.QUIT:
                sys.exit()
            elif event.type == py.KEYDOWN:
                move_input = keyboard_ctrl(event)  # 按下按鍵
                scoreList = number_move(numberPos, move_input, scoreList)  # 移動(dòng)數(shù)字
                scoreList = random_score(scoreList)  # 在按下按鍵后生成新的數(shù)字
        py.display.update()
        clock.tick(FPS)
if __name__ == '__main__':
    py.font.init()
    BasicFont01 = py.font.Font('./素材/simkai.ttf', 30)
    screen = py.display.set_mode((500, 500))
    rate = 0.95  # 游戲主界面下的寬度占整個(gè)游戲界面寬度的比例
    rate2 = 0.7  # 游戲主界面下的高度占整個(gè)游戲界面高度的比例
    internalWidth = 0.1  # 間隙比例
    FPS = 50  # 游戲幀率
    game_start()