利用Python還原方陣游戲詳解
一、前言
寫這篇文章的靈感來源于我玩游戲的時候（為了避免過不了審就不說是啥游戲了），看見一個大佬在游戲里面建造了“還原方陣游戲”，就感覺很牛掰，就想著python不是有矩陣嗎，可不可以還原一下呢？
說干就干，我寫的那個蜘蛛紙牌用了一星期，寫這玩意兒只用了2小時，估計是有了經(jīng)驗吧。
這篇文章會手把手教你完成這個小游戲，算是新手的numpy練手程序了。寫作不易，支持一波～
二、游戲規(guī)則
其實這個游戲我也不知道叫啥，就是自己瞎編的名字（bushi。
游戲規(guī)則：有一個方陣，里面有的點位有棋子，有的點位沒有棋子，我會給出每行每列的棋子個數(shù)，請復原這個方陣。注：如果棋子之間有空位就用空格代替。例如這個方陣：
棋 空 空
棋 空 棋
空 空 棋
第一列里面有兩個連續(xù)的棋子，那我就給出2。第二列里沒有棋子，那我就啥也不給。第三列里有兩個連續(xù)棋子，那我就給出2。
第一行里有一個棋子，那我就給出1。第二行里有一個棋子，空一格又有一個棋子，那我就給出1 1。第三行里有一個棋子，那我就給出1。
通過給出的信息，請還原方陣。
這個游戲是對邏輯思維的推理。為了方便用戶操作，我們給出另一個矩陣，讓用戶在上面標注，當標注矩陣=正確矩陣就結束游戲。
三、numpy模塊
寫代碼之前，我們先了解一下numpy模塊。
numpy模塊，就是矩陣模塊，其中有很多很多的函數(shù)，讓我們完成矩陣的相關操作。
安裝numpy模塊，首先你要有python，之后要有萬能的pip包（沒有自己網(wǎng)上查怎么下載）。之后，我們win+R，輸入cmd打開熟悉的命令行，輸入：
pip install numpy
等一會兒，如果沒出現(xiàn)錯誤就是安裝成功了。之后輸入：
pip list
來查看pip包所有安裝的模塊，有numpy就是成功了。
numpy，其實和嵌套列表差不多，但是人家操作十分方便，有許多函數(shù)都是嵌套列表做不到的。
numpy可以在很多方面發(fā)光發(fā)熱，因為它不像其他模塊那樣，專門做游戲，專門做網(wǎng)站，專門爬蟲等等啥的，無論是什么方面，都常常遇到矩陣，可以說是個金牌輔助了。我之前那做的那個蜘蛛紙牌游戲也是用的他。
numpy的賦值有很多方法，如果你要給其中一個位置賦值，那就要用二級索引，在numpy里面第一個數(shù)字代表第幾行，第二個代表第幾列。注意要用下標數(shù)字哦！例如我們要把一個叫做a的矩陣的第一行第二列變成0，那我們就a[0][1]=0。
接下來，我們就開始寫程序吧！
四、第一步：大循環(huán)and獲取規(guī)格
首先，我們設置一個規(guī)則：還原矩陣5次時候就勝利了。用while把主體程序套進大框架里面。
為了能調(diào)整不同的大小，我們可以獲取用戶的輸入來調(diào)整規(guī)格。
首先，我們要來幫用戶正骨，就用while True和try-except。
為啥要用他倆兄弟呢？首先，try-except的作用是在用戶輸入不正確或不符合規(guī)定時作出處理，while True則是為了作出處理之后讓用戶重新來輸入一遍。
我們現(xiàn)在就規(guī)定：規(guī)格有4種，讓用戶3x3輸入3，4x4輸入4，5x5輸入5，6x6輸入6。用戶的數(shù)字就必須在3到6之間。
但是如果用戶輸入的是其他數(shù)字呢？
沒事，我們可以用一個條件判斷，如果數(shù)字不是3～6之間就直接掏出raise，拋出異常，程序轉移到except那邊。是不是很完美？
別看這樣寫字多了，這是排除所有其他輸入還能正確運行的最佳方案。
那么該怎么退出循環(huán)呢？
nonono，不要想太復雜了，只要程序執(zhí)行完了還沒有報錯就說明輸入正確，直接加break就行了。
win=0#初始化變量
while win<=5:#主體程序大循環(huán)
while True:#while True出山
try:#try出山
guige=int(input("輸入規(guī)格，3x3輸入3，4x4輸入4，5x5輸入5，6x6輸入6"))#獲取用戶輸入
if guige<3 or guige>6:#輸入必須在3到6的數(shù)字之間
raise(VauleError())#否則直接報錯
break#如果程序到了最后還沒有報錯就退出循環(huán)，正常執(zhí)行
except:#如果報錯
print("請正確輸入")#讓用戶重新輸入
嗯，就是這樣。第一步，我們就做好了。
五、第二步：初始化棋盤
上文說了，我們要用兩個矩陣，第一個矩陣是正確的矩陣，我們?nèi)∶鹹es_numpy。第二個矩陣是嘗試的矩陣，我們?nèi)∶鹴ry_numpy。這里，我們就用1代表棋子，0代表沒有棋子。
但是try_numpy矩陣沒有標記的位置該怎么弄呢？
這就要用上我們的None了。
None是一個奇怪的值，轉化布爾類型為False，他不是0也不是空值，就是啥也沒有。例如你硬要獲取一個沒有返回值的函數(shù)的返回值，那就是None。
矩陣的值雖然不能為字符串，但是可以為None??！
我們要把矩陣的所有值變?yōu)镹one。用兩個嵌套for循環(huán)賦值就行了。
yes_numpy矩陣，則是要0和1隨機。還是用兩個嵌套for循環(huán)，賦值0或1的隨機數(shù)。
為了方便，我們把numpy取名為np，random取名為r。
正確程序如下：
import random as r#導入random模塊
import numpy as np#導入numpy模塊
print("正在生成題目…")#提示
yes_numpy=np.zeros((guige,guige))#yes_numpy為全0矩陣
try_numpy=np.zeros((guige,guige))#try_numpy為全0矩陣
for i in range(guige):#第一層循環(huán)為行
for j in range(guige):#第二層循環(huán)為列
try_numpy[i][j]=None#try_numpy全部賦值為None
print(try_numpy)#輸出try_numpy
for i in range(guige):#第一層循環(huán)為行
for j in range(guige):#第二層循環(huán)為列
yes_numpy[i][j]=r.choice((1,0))#yes_numpy賦值為1 0隨機數(shù)
六、第三步：標注矩陣功能（難）
接下來是主要的程序部分了。
首先，我們要獲取用戶進行的操作。目前更新5個操作：標注矩陣填1，查看標注矩陣填2，勝利偵測填3，查看行列信息填4，重新開始填5。
由于這些操作要重復執(zhí)行，我們就要用一個while True擴起來。
獲取用戶操作，還是while True和try-except組合，還有raise和break的使用，和第一步思路一樣。但是我們外層已經(jīng)有一個循環(huán)了，所以可以省下來一個while，break可以換成continue。
我們先來完成標注矩陣功能，就是標注try_numpy。如果獲取到的回答是1時就執(zhí)行以下程序。
之后我們還要讓用戶輸入自己要改變的位置的行、列和改變成0還是1還是None，還要再加一層while True和try-except！
知道為啥讓你們有注釋和減少層級了吧？寫這樣的程序的時候經(jīng)常循環(huán)套循環(huán)，太亂了！寫到這里已經(jīng)是第五層程序了。
我這么做也是有原因的，因為上一個寫的蜘蛛紙牌程序比較大型，用起來很卡，時間也長，容易輸入錯誤，并且不知道為啥輸入的時候總是自動彈出來一個cde fg，不知道你們有沒有這種問題，導致報錯。這個程序就長教訓了。
輸入超出矩陣范圍或者修改的不是0或1，這兩個異常都要考慮到，把異常扼殺在搖籃之中，給用戶的反骨徹底正了。
修改矩陣，很簡單，弄上對應的修改位置再修改就行。
以上思路可能理解不了，那就結合著代碼理解吧：
while True:#游戲開始
try:#還是熟悉的try
caozuo=int(input("輸入操作，標注矩陣填1，查看目前改變矩陣填2，勝利偵測填3，查看行列信息填4，重新開始填5。"))#詢問操作
if caozuo<1 or caozuo>4:#必須1到4之內(nèi)
raise(ValueError())#報錯
except:#如果錯誤
print("請正確輸入")#提示
continue#從頭開始
if caozuo==1:#如果操作是1
while True:
try:#老兩樣
gai_hang,gai_lie,gai_neirong=map(int,input("輸入標注位置的行、列（下標），以及改變成0還是1(用空格隔開三個值）\n").split())#詢問三個標注信息
if gai_neirong<0 or gai_neirong>1:#內(nèi)容非0即1
print("只能改變成0和1，",end="")#提示
raise(ValueError())#報錯
if gai_hang>=guige or gai_lie>=guige:#行列不能超出矩陣規(guī)格
print("輸入超出規(guī)格，",end="")#提示
raise(ValueError())#報錯
break#如果沒有異常就退出循環(huán)
except:#如果異常
print("請正確輸入")#提示
try_numpy[gai_hang][gai_lie]=gai_neirong#賦值
print("標注成功")#提示
continue#從頭開始，節(jié)約時間這部分比較難，建議好好理解理解，消化消化。
七、第四步：查看標注矩陣功能
接下來是查看標注矩陣的功能。
我們把問題轉換一下，不就是輸出try_numpy嘛？
if caozuo==2:#如果要查看標注矩陣
print(try_numpy)#直接輸出
continue#從頭開始，節(jié)約時間
是不是簡簡單單？
八、第五步：勝利偵測
為了節(jié)省運行時間，我們換成當輸入3之后才進行勝利偵測。
我們不能直接比較兩個矩陣是否相等，這時候就要用上numpy里面的函數(shù)——all()了。放上兩個矩陣，兩個等號連接就可以比較兩個矩陣是否相等。返回True或者False。
if caozuo==3:#如果要檢測是否勝利
if np.all(yes_numpy==try_numpy):#如果兩個矩陣全部相等
print("你勝利了！")#提示
zhuangtai="win"#改變變量
break#退出循環(huán)
else:#否則
print("還不對哦！")#提示
continue#從頭開始
這些程序都是在那個while True的循環(huán)里，所以我們可以用break退出，再回到while win<5那個循環(huán)里。這里建議結合下面的完整代碼理解。
這里新建變量zhuangtai是因為后面還有重新開始功能，我們要知道是因為獲勝還是重新開始退出的大循環(huán)。
九、第六步：查看行列信息（難）
接下來，完成查看行列信息的程序。
由于矩陣全隨機，我們也只能自己去偵測行列信息。
我們設置一個計數(shù)變量：shu。
思路如下：如果偵測到1，則shu自增。
如果偵測到0且前一項為1，則輸出shu+空格，之后shu清零。
如果偵測到0且前一項為0，則不輸出，可以不偵測。
如果結束之后shu不是0，輸出shu且換行。
一行一行，一類一列挨個偵測輸出。
具體程序如下，好好消化消化：
shu=0
if caozuo==4:#如果要查看行列信息
for i in range(guige):#每一行
print("第",i,"行:")#提示到底是第幾行
for j in range(guige):#每一列
if yes_numpy[i][j]==1:#如果矩陣的這一格為1
shu+=1#shu自增
if yes_numpy[i][j]==0:#如果矩陣的這一格為0
if shu!=0:#且前一格不是0（直接偵測shu的狀態(tài)效果一樣）
print(shu,end="")#輸出shu
shu=0#shu清零
if shu!=0:#如果結束之后shu不為0
print(shu)#輸出shu要換行
shu=0#shu清零
print()#輸出空行之后顯示列
shu=0#初始化變量
#以下程序是把遍歷行列進行交換，來達到不用改變主體偵測矩陣列的效果
for j in range(guige):
print("第",j,"列:")
for i in range(guige):
if yes_numpy[i][j]==1:
shu+=1
if yes_numpy[i][j]==0:
if shu!=0:
print(shu,end="")
shu=0
if shu!=0:
print(shu)
shu=0
print()十、第七步：重新開始功能
矩陣重新開始，直接break就行，但要改一下zhuangtai。
#內(nèi)層循環(huán)的程序
if caozuo==5:#如果操作是5
zhuangtai="0"#狀態(tài)區(qū)分
break#直接退出循環(huán)
#這里是最外層循環(huán)的程序
if zhuangtai=="win":#如果是因為獲勝退出的循環(huán)
win+=1#win自增
十一、得分與完善and完整代碼
我們還可以加上得分功能，再完善一下程序，用變量defen記錄得分，增加一下玩家的優(yōu)越感。
連接以上程序，完善各種bug，最終程序如下：
import numpy as np
import random as r
win=0
defen=500
shu=0
print("游戲開始。游戲規(guī)則：我會給出一個矩陣，并且給出每行每列有幾個1的個數(shù)信息，如果有兩個數(shù)字代表有兩個空，舉個例子：\n[[ 1,1,1]\n[0,0,1]\n[1,0,0]]\n在這個列表中，例如第0列為1，0，1，有兩個間斷的1那我就給出1 1，第1列有1 0 0，那我就給出1，第2列為1，1，0，有兩個不間斷的1那我就給出2。\p，請復原這個矩陣。\n另外還有分數(shù)系統(tǒng)，標注錯一次-10分，標注對一次+10分，初始500分，獲勝了+規(guī)格x50分。\n勝5局即可勝利。\n")
while win<=5:
while True:
try:
guige=int(input("輸入規(guī)格，3x3輸入3，4x4輸入4，5x5輸入5，6x6輸入6"))
if guige<3 or guige>6:
raise(VauleError())
break
except:
print("請正確輸入")
print("正在生成題目…")
yes_numpy=np.zeros((guige,guige))
try_numpy=np.zeros((guige,guige))
for i in range(guige):
for j in range(guige):
try_numpy[i][j]=None
print(try_numpy)
for i in range(guige):
for j in range(guige):
yes_numpy[i][j]=r.choice((1,0))
print(yes_numpy)
while True:#游戲開始
try:
caozuo=int(input("輸入操作，標注矩陣填1，查看目前改變矩陣填2，勝利偵測填3，查看行列信息填4，重新開始填5。"))
if caozuo<1 or caozuo>4:
raise(ValueError())
except:
print("請正確輸入")
continue
if caozuo==1:
while True:
try:
gai_hang,gai_lie,gai_neirong=map(int,input("輸入標注位置的行、列（下標），以及改變成0還是1(用空格隔開三個值）\n").split())
if gai_neirong<0 or gai_neirong>1:
print("只能改變成0和1，",end="")
raise(ValueError())
if gai_hang>=guige or gai_lie>=guige:
print("輸入超出規(guī)格，",end="")
raise(ValueError())
break
except:
print("請正確輸入")
try_numpy[gai_hang][gai_lie]=gai_neirong
if try_numpy[gai_hang][gai_lie]==yes_numpy[gai_hang][gai_lie]:
defen+=10
else:
defen-=10
print("標注成功")
continue
if caozuo==2:
print(try_numpy)
continue
if caozuo==3:
if np.all(yes_numpy==try_numpy):
print("你勝利了！")
zhuangtai="win"
defen+=200
break
else:
print("還不對哦！")
continue
if caozuo==4:
for i in range(guige):
print("第",i,"行:")
for j in range(guige):
if yes_numpy[i][j]==1:
shu+=1
if yes_numpy[i][j]==0:
if shu!=0:
print(shu,end="")
shu=0
if shu!=0:
print(shu)
shu=0
print()
shu=0
for j in range(guige):
print("第",j,"列:")
for i in range(guige):
if yes_numpy[i][j]==1:
shu+=1
if yes_numpy[i][j]==0:
if shu!=0:
print(shu,end="")
shu=0
if shu!=0:
print(shu)
shu=0
print()
if caozuo==5:
zhuangtai= "0 "
break
if zhuangtai=="win":
win+=1
print("獲勝達到5局！你真厲害！目前的分：",defen)注：代碼的第26和31行為了方便測試直接輸出了兩個矩陣，玩的之后刪了這兩行代碼就行。
到此這篇關于利用Python還原方陣游戲詳解的文章就介紹到這了,更多相關Python還原方陣游戲內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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