python作业-2048小游戏
需了解的知识
Pygame中的各个模块及其功能：
Pygame.init():初始化所有导入的模块
pygame.display:
pygame.display.init() — 初始化 display 模块
pygame.display.set_mode() — 初始化一个准备显示的窗口或屏幕
pygame.display.set_caption() — 设置当前窗口标题
pygame.mixer.music:
pygame.mixer.music.load（） — 加载音乐进行播放
pygame.mixer.music.play() — 开始播放音乐（参数：int播放次数，-1为无限重复。。）
pygame.time,Clock（创建一个对象帮助跟踪时间）:
pygame.time.Clock.tick(): — 更新时钟
pygame.event（用户事件和队列进行交互）:
pygame.event.get(): — 在队列中获取事件
pygame.key(与键盘使用的关系):
常用列表：
pygame
Constant ASCII Description
---------------------------------
K_BACKSPACE \b backspace
K_TAB \t tab
K_CLEAR clear
K_RETURN \r return
K_PAUSE pause
K_ESCAPE ^[ escape
K_SPACE space
K_EXCLAIM ! exclaim
K_QUOTEDBL " quotedbl
K_HASH # hash
K_DOLLAR $ dollar
K_AMPERSAND & ampersand
K_QUOTE quote
K_LEFTPAREN ( left parenthesis
K_RIGHTPAREN ) right parenthesis
K_ASTERISK * asterisk
K_PLUS + plus sign
K_COMMA , comma
K_MINUS - minus sign
K_PERIOD . period
K_SLASH / forward slash
K_0 0 0
。。。
K_COLON : colon
K_SEMICOLON ; semicolon
K_LESS < less-than sign
K_EQUALS = equals sign
K_GREATER > greater-than sign
K_QUESTION ? question mark
K_AT @ at
K_LEFTBRACKET [ left bracket
K_BACKSLASH \ backslash
K_RIGHTBRACKET ] right bracket
K_CARET ^ caret
K_UNDERSCORE _ underscore
K_BACKQUOTE ` grave
K_a a a
。。。
K_DELETE delete
K_KP0 keypad 0
。。。
K_KP_PERIOD . keypad period
K_KP_DIVIDE / keypad divide
K_KP_MULTIPLY * keypad multiply
K_KP_MINUS - keypad minus
K_KP_PLUS + keypad plus
K_KP_ENTER \r keypad enter
K_KP_EQUALS = keypad equals
K_UP up arrow
K_DOWN down arrow
K_RIGHT right arrow
K_LEFT left arrow
K_INSERT insert
K_HOME home
K_END end
K_PAGEUP page up
K_PAGEDOWN page down
K_F1 F1
。。。
K_NUMLOCK numlock
K_CAPSLOCK capslock
K_SCROLLOCK scrollock
K_RSHIFT right shift
K_LSHIFT left shift
K_RCTRL right control
K_LCTRL left control
K_RALT right alt
K_LALT left alt
K_RMETA right meta
K_LMETA left meta
K_LSUPER left Windows key
K_RSUPER right Windows key
K_MODE mode shift
K_HELP help
K_PRINT print screen
K_SYSREQ sysrq
K_BREAK break
K_MENU menu
K_POWER power
K_EURO Euro
系统结构
Modules存放实现的模块
Resources存放游戏资源文件
cfg.py存放配置文件
实现代码
cfg.py配置文件：
import os
'''FPS'''
FPS = 60
'''背景颜色'''
BG_COLOR = '#92877d'
'''屏幕大小'''
SCREENSIZE = (650, 370)
'''保存当前最高分的文件'''
MAX_SCORE_FILEPATH = 'score'
'''字体路径'''
FONTPATH = os.path.join(os.getcwd(), 'resources/font/Gabriola.ttf')
'''背景音乐路径'''
BGMPATH = os.path.join(os.getcwd(), 'resources/audio/bgm.mp3')
'''其他一些必要的常量'''
MARGIN_SIZE = 10
BLOCK_SIZE = 80
GAME_MATRIX_SIZE = (4, 4)
执行文件2048Game.py
# 游戏初始化
pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode(cfg.SCREENSIZE)
pygame.display.set_caption('——2048——')
# 播放背景音乐
pygame.mixer.music.load(cfg.BGMPATH)
pygame.mixer.music.play(-1)
# 实例化2048游戏
game_2048 = Game2048(matrix_size=cfg.GAME_MATRIX_SIZE, max_score_filepath=cfg.MAX_SCORE_FILEPATH)
# 游戏主循环
clock = pygame.time.Clock()
is_running = True
while is_running:
screen.fill(pygame.Color(cfg.BG_COLOR))
# --按键检测
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'}\[event.key\])# --更新游戏状态
game_2048.update()
if game_2048.isgameover:
game\_2048.saveMaxScore()
is\_running = False# --将必要的游戏元素画到屏幕上
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)
在modules中定义一个Game2048的类（里面主要负责实现2048的各种游戏规则）：
class Game2048(object):
def __init__(self, matrix_size=(4, 4), max_score_filepath=None):
# matrix\_size: (num\_rows, num\_cols)
self.matrix\_size = matrix\_size
# 游戏最高分保存路径
self.max\_score\_filepath = max\_score\_filepath
# 初始化
self.initialize()游戏开始时需要随机的在二维列表里随机选择两个位置生成2或者4：
在新的位置随机生成数字
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
然后，当玩家按下方向键(↑↓← →)时，这个二维列表要根据玩家的操作指令进行更新，主要分为两个部分：
移动所有的数字块并进行必要的合并和记分；
随机地在一个还没有数字的位置上生成一个数字。
更新游戏状态
def update(self):
game_matrix_before = copy.deepcopy(self.game_matrix)
self.move()
if game_matrix_before != self.game_matrix: self.randomGenerateNumber()
if self.score > self.max_score: self.max_score = self.score
移动所有的数字并进行必要的合并的代码实现如下：
def move(self):
# 提取非空数字
def extract(array):
array_new = []
for item in array:
if item != 'null': array_new.append(item)
return array_new
# 合并非空数字
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
# 不需要移动的话直接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
判断游戏是否结束：
游戏是否结束
@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
在游戏主循环里根据用户操作来更新当前的游戏状态并将游戏里所有必要的元素显示在屏幕：
# 游戏主循环
clock = pygame.time.Clock()
is_running = True
while is_running:
screen.fill(pygame.Color(cfg.BG_COLOR))
# --按键检测
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])
# --更新游戏状态
game_2048.update()
if game_2048.isgameover:
game_2048.saveMaxScore()
is_running = False
# --将必要的游戏元素画到屏幕上
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)
实验
使用python ./Game2048来执行：
总结和展望
通过此次学习，我了解了python的灵活性以及代码的可阅读性比一般的语言要强，并且如今python社区有许多活跃的用户可以在网络上找到许多相关的资料资源。通过此次学习深刻理解了python中的面向对象思想，也了解了一些游戏的设计想法和可供实现的模块。现如今正在学习其他东西，如果未来有更多充裕的时间可以加深python的理解，学习更多的内容，自己做出更好的项目。
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