一步步教你怎麼用python寫貪吃蛇遊戲

上海小胖發表於2019-06-27
Python遊戲

目錄
0 引言
1 環境
2 需求分析
3 程式碼實現
4 後記

0 引言

前幾天，星球有人提到貪吃蛇，一下子就勾起了我的興趣，畢竟在那個Nokia稱霸的年代，這款遊戲可是經典中的經典啊！而用Python(蛇)玩Snake(貪吃蛇)，那再合適不過了???

先通過下面這個效果圖來感受下吧！
一步步教你怎麼用python寫貪吃蛇遊戲

1 環境

作業系統：Windows

Python版本：3.7.3

2 需求分析

我們先來回顧下貪吃蛇中的遊戲元素及遊戲規則。

首先呢，需要有貪吃蛇、有食物；需要能控制貪吃蛇來上下移動獲取食物；貪吃蛇在吃取食物後，自身長度增加，同時食物消失並隨機生成新的食物；如果貪吃蛇觸碰到四周牆壁或是觸碰到自己身體時，則遊戲結束。

遊戲規則就是這麼簡單，接下來我們藉助一個第三方庫pygame來實現它。

Pygame是一個利用SDL庫的遊戲庫， 是一組用來開發遊戲軟體的 Python 程式模組。

SDL（Simple DirectMedia Layer）是一個跨平臺庫，支援訪問計算機多媒體硬體（聲音、視訊、輸入等），SDL非常強大，但美中不足的是它是基於 C 語言的。

PyGame是 SDL 庫的 Python 包裝器（wrapper），Pygame 在SDL庫的基礎上提供了各種介面，從而使用使用者能夠使用python語言建立各種各樣的遊戲或多媒體程式。

它的安裝方法很簡單，如下：

pip install pygame

想要了解更多pygame功能的朋友也可以查閱官方的文件。

3 程式碼實現

首先匯入我們要用到的模組，除了第三方庫pygame外，我們還會用到一些Python內建的模組如sys、random、time等，一併匯入即可。

import pygame, sys, random, time
# 從pygame模組匯入常用的函式和常量
from pygame.locals import *

3.1 一些全域性引數的初始化

接下來，我們需要宣告一些全域性引數。如初始化pygame、定義遊戲視窗的大小、視窗的標題、定義全域性的顏色變數等資訊。

# 初始化Pygame庫
pygame.init()
# 初始化一個遊戲介面視窗
DISPLAY = pygame.display.set_mode((640, 480))
# 設定遊戲視窗的標題
pygame.display.set_caption('人人都是Pythonista - Snake')
# 定義一個變數來控制遊戲速度
FPSCLOCK = pygame.time.Clock()
# 初始化遊戲介面內使用的字型
BASICFONT = pygame.font.SysFont("SIMYOU.TTF", 80)

# 定義顏色變數
BLACK = pygame.Color(0, 0, 0)
WHITE = pygame.Color(255, 255, 255)
RED = pygame.Color(255, 0, 0)
GREY = pygame.Color(150, 150, 150)

3.2 初始化貪吃蛇及食物

遊戲中需要有貪吃蛇及食物，我們給定一個初始值。我們將整個介面看成許多20*20的小方塊，每個小方塊代表一個標準小格子，貪吃蛇的長度就可以用幾個標準小格子表示。我們將貪吃蛇身體用列表的形式儲存，方便之後的刪減。
'''初始化貪吃蛇及食物'''

# 貪吃蛇的的初始位置
snake_Head = [100,100]
# 初始化貪吃蛇的長度 (注：這裡以20*20為一個標準小格子)
snake_Body = [[80,100],[60,100],[40,100]]
# 指定蛇初始前進的方向，向右
direction = "right"

# 給定第一枚食物的位置
food_Position = [300,300]
# 食物標記：0代表食物已被吃掉；1代表未被吃掉。
food_flag = 1

3.3 實現貪吃蛇的上下左右移動

我們需要控制貪吃蛇的上下左右的移動，這裡通過監聽鍵盤輸入來實現。利用鍵盤中的上下左右鍵或WASD鍵來控制貪吃蛇的運動。

# 檢測按鍵等Pygame事件
for event in pygame.event.get():
    if event.type == QUIT:
        # 接收到退出事件後，退出程式
        pygame.quit()
        sys.exit()
        
    # 判斷鍵盤事件，用 方向鍵 或 wsad 來表示上下左右
    elif event.type == KEYDOWN:
        if (event.key == K_UP or event.key == K_w) and direction != DOWN:
            direction = UP
        if (event.key == K_DOWN or event.key == K_s) and direction != UP:
            direction = DOWN
        if (event.key == K_LEFT or event.key == K_a) and direction != RIGHT:
            direction = LEFT
        if (event.key == K_RIGHT or event.key == K_d) and direction != LEFT:
            direction = RIGHT

接下來就是將蛇前進方向按照鍵盤的輸入進行轉彎操作，並將蛇的頭部當前的位置加入到蛇身的列表中。

# 根據鍵盤的輸入，改變蛇的頭部，進行轉彎操作
if direction == LEFT:
    snake_Head[0] -= 20
if direction == RIGHT:
    snake_Head[0] += 20
if direction == UP:
    snake_Head[1] -= 20
if direction == DOWN:
    snake_Head[1] += 20

# 將蛇的頭部當前的位置加入到蛇身的列表中
snake_Body.insert(0, list(snake_Head))

3.4 判斷是否吃到食物

如果蛇頭與食物的位置重合，則判定吃到食物，將食物數量清零；而沒吃到食物的話，蛇身就會跟著蛇頭運動，蛇身的最後一節將被踢出列表。

# 判斷是否吃掉食物
if snake_Head[0]==food_Position[0] and snake_Head[1]==food_Position[1]:
    food_flag = 0
else:
    snake_Body.pop()

3.5 重新生成食物

當遊戲介面中的食物數量為0時，需要重新生成食物。利用random函式來生成隨機位置

# 生成新的食物
if food_flag == 0:
    # 隨機生成x, y
    x = random.randrange(1,32)
    y = random.randrange(1,24)
    food_Position = [int(x*20),int(y*20)]
    food_flag = 1

3.6 繪製貪吃蛇、食物、分數等資訊

定義貪吃蛇的繪製函式

# 繪製貪吃蛇
def drawSnake(snake_Body):
    for i in snake_Body:
        pygame.draw.rect(DISPLAY, WHITE, Rect(i[0], i[1], 20, 20))

定義食物的繪製函式
# 繪製食物的位置
def drawFood(food_Position):
    pygame.draw.rect(DISPLAY, RED, Rect(food_Position[0], food_Position[1], 20, 20))

定義分數的繪製函式
# 列印出當前得分
def drawScore(score):
    # 設定分數的顯示顏色
    score_Surf = BASICFONT.render('%s' %(score), True, GREY)
    # 設定分數的位置
    score_Rect = score_Surf.get_rect()
    score_Rect.midtop = (320, 240)
    # 繫結以上設定到控制程式碼
    DISPLAY.blit(score_Surf, score_Rect)

這些都定義好之後，我們需要在遊戲主邏輯中呼叫它們，並重新整理Pygame的顯示層，貪吃蛇與食物的每一次移動，都會進行重新整理顯示層的操作來顯示。最後我們可以設定一個速度值來合理控制遊戲執行的速度。

DISPLAY.fill(BLACK)
# 畫出貪吃蛇
drawSnake(snake_Body)
# 畫出食物的位置
drawFood(food_Position)
# 列印出玩家的分數
drawScore(len(snake_Body) - 3)
# 重新整理Pygame的顯示層，貪吃蛇與食物的每一次移動，都會進行重新整理顯示層的操作來顯示。
pygame.display.flip()
# 控制遊戲速度
FPSCLOCK.tick(7)

3.7 定義遊戲結束的畫面並判斷遊戲是否結束

定義函式，用於展示遊戲結束的畫面並退出程式

# 遊戲結束並退出
def GameOver():
    # 設定GameOver的顯示顏色
    GameOver_Surf = BASICFONT.render('Game Over!', True, GREY)
    # 設定GameOver的位置
    GameOver_Rect = GameOver_Surf.get_rect()
    GameOver_Rect.midtop = (320, 10)
    # 繫結以上設定到控制程式碼
    DISPLAY.blit(GameOver_Surf, GameOver_Rect)

    pygame.display.flip()
    # 等待3秒
    time.sleep(3)
    # 退出遊戲
    pygame.quit()
    # 退出程式
    sys.exit()

在遊戲主邏輯中加入判斷，遊戲是否結束

'''遊戲結束的判斷'''
# 貪吃蛇觸碰到邊界
if snake_Head[0]<0 or snake_Head[0]>620:
    GameOver()
if snake_Head[1]<0 or snake_Head[1]>460:
    GameOver()
# 貪吃蛇觸碰到自己
for i in snake_Body[1:]:
    if snake_Head[0]==i[0] and snake_Head[1]==i[1]:
        GameOver()

4 後記

本文利用Pygame模組實現了最簡單的貪吃蛇版本。當然還有很多需要優化的地方，比如隨機生成食物時如何避免出現在貪吃蛇的自身上、通過貪吃蛇的長度來自動控制遊戲速度等等。更高階一點的有如何通過AI自動玩貪吃蛇、貪吃蛇的雙人對戰等，期待大家利用Python可以把貪吃蛇玩出一個新的高度！???

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