一步步教你用Python实现2048小游戏


            前言

2048游戏规则：简单的移动方向键让数字叠加，并且获得这些数字每次叠加后的得分，当出现2048这个数字时游戏胜利。同时每次移动方向键时，都会在这个4*4的方格矩阵的空白区域随机产生一个数字2或者4，如果方格被数字填满了，那么就GameOver了。

主逻辑图



逻辑图解：黑色是逻辑层，蓝色是外部方法，红色是类内方法，稍后即可知道~





下面容我逐行解释主逻辑main()函数，并且在其中穿叉外部定义的函数与类。



主逻辑代码解读（完整代码见文末）

主逻辑main如下，之后的是对主函数中的一些方法的解读：







def main(stdscr):

 def init():

 #重置游戏棋盘

 game_field.reset()

 return 'Game'



 def not_game(state):

 #画出 GameOver 或者 Win 的界面

 game_field.draw(stdscr)

 #读取用户输入得到action，判断是重启游戏还是结束游戏

 action = get_user_action(stdscr)

 responses = defaultdict(lambda: state) #默认是当前状态，没有行为就会一直在当前界面循环

 responses['Restart'], responses['Exit'] = 'Init', 'Exit' #对应不同的行为转换到不同的状态

 return responses[action]



 def game():

 #画出当前棋盘状态

 game_field.draw(stdscr)

 #读取用户输入得到action

 action = get_user_action(stdscr)



 if action == 'Restart':

  return 'Init'

 if action == 'Exit':

  return 'Exit'

 if game_field.move(action): # move successful

  if game_field.is_win():

  return 'Win'

  if game_field.is_gameover():

  return 'Gameover'

 return 'Game'





 state_actions = {

  'Init': init,

  'Win': lambda: not_game('Win'),

  'Gameover': lambda: not_game('Gameover'),

  'Game': game

 }



 curses.use_default_colors()

 game_field = GameField(win=32)



 state = 'Init'



 #状态机开始循环

 while state != 'Exit':

 state = state_actions[state]()



逐条解读（代码框内会标注是来自外部，无标注则是来自内部）：定义主函数





def main(stdscr):







 def init():

 #重置游戏棋盘

 game_field.reset()



reset出自外部定义的类，game_field=GameField的一个方法reset：

  外部：







 def reset(self):

 if self.score > self.highscore:

  self.highscore = self.score

 self.score = 0

 self.field = [[0 for i in range(self.width)] for j in range(self.height)]

 self.spawn()

 self.spawn()

#其中highscore为程序初始化过程中定义的一个变量。记录你win游戏的最高分数记录。







 return 'Game'



返回一个游戏进行中的状态。game_field=GameField状态在后面有定义：

主函数底部定义：







 state_actions = {

  'Init': init,

  'Win': lambda: not_game('Win'),

  'Gameover': lambda: not_game('Gameover'),

  'Game': game

 }







 def not_game(state):

 #画出 GameOver 或者 Win 的界面

 game_field.draw(stdscr)



draw是导入的类game_field=GameField中的方法：





#来自外部类

 def draw(self, screen):

 help_string1 = '(W)Up (S)Down (A)Left (D)Right'

 help_string2 = ' (R)Restart (Q)Exit'

 gameover_string = '  GAME OVER'

 win_string = '  YOU WIN!'

#定义各个字符串

 def cast(string):

  screen.addstr(string + '\n')



 def draw_hor_separator():

  line = '+' + ('+------' * self.width + '+')[1:]

  separator = defaultdict(lambda: line)

  if not hasattr(draw_hor_separator, "counter"):

  draw_hor_separator.counter = 0

  cast(separator[draw_hor_separator.counter])

  draw_hor_separator.counter += 1



 def draw_row(row):

  cast(''.join('|{: ^5} '.format(num) if num > 0 else '| ' for num in row) + '|')



 screen.clear()

 cast('SCORE: ' + str(self.score))

 if 0 != self.highscore:

  cast('HGHSCORE: ' + str(self.highscore))

 for row in self.field:

  draw_hor_separator()

  draw_row(row)

 draw_hor_separator()

 if self.is_win():

  cast(win_string)

 else:

  if self.is_gameover():

  cast(gameover_string)

  else:

  cast(help_string1)

 cast(help_string2)

#这里面的draw方法的字函数我就不做多的解释了，很简单的一些概念。

#但是又运用到了很优秀的精简代码。

#有的地方建议去查一下python的一些高级概念，我就不做多的介绍了。



这里面的draw方法的字函数我就不做多的解释了，很简单的一些概念。



但是又运用到了很优秀的精简代码。



有的地方建议去查一下python的一些高级概念，我就不做多的介绍了。





 #读取用户输入得到action，判断是重启游戏还是结束游戏

 action = get_user_action(stdscr)



读取用户行为,函数来自于代码初始的定义





#来自外部定义的函数

def get_user_action(keyboard): 

 char = "N"

 while char not in actions_dict: 

 char = keyboard.getch()

 return actions_dict[char]



在结尾处，也即是主函数执行的第三步，定义了state = state_actions[state]()这一实例：





#主函数底部：

 state = 'Init'



 #状态机开始循环

 while state != 'Exit':

 state = state_actions[state]()







 responses = defaultdict(lambda: state) #默认是当前状态，没有行为就会一直在当前界面循环

 responses['Restart'], responses['Exit'] = 'Init', 'Exit' #对应不同的行为转换到不同的状态

 return responses[action]







 def game():

 #画出当前棋盘状态

 game_field.draw(stdscr)

 #读取用户输入得到action

 action = get_user_action(stdscr)



 if action == 'Restart':

  return 'Init'

 if action == 'Exit':

  return 'Exit'

 if game_field.move(action): # move successful

  if game_field.is_win():

  return 'Win'

  if game_field.is_gameover():

  return 'Gameover'

 return 'Game'

#game()函数的定义类似于上面已经讲过的not_game()，只是game()有了内部循环

#即如果不是Restart/Exit或者对move之后的状态进行判断，如果不是结束游戏，就一直在game()内部循环。



game()函数的定义类似于上面已经讲过的not_game() ，只是game()有了内部循环，即如果不是Restart/Exit或者对move之后的状态进行判断，如果不是结束游戏，就一直在game()内部循环。





 state_actions = {

  'Init': init,

  'Win': lambda: not_game('Win'),

  'Gameover': lambda: not_game('Gameover'),

  'Game': game

   }



 curses.use_default_colors()

 game_field = GameField(win=32)





 state = 'Init'



 #状态机开始循环

 while state != 'Exit':

 state = state_actions[state]()

#此处的意思是：state=state_actions[state] 可以看做是：

#state=init()或者state=not_game(‘Win')或者是另外的not_game(‘Gameover')/game()



此处的意思是：state=state_actions[state] 可以看做是：state=init()或者state=not_game(‘Win')或者是另外的not_game(‘Gameover')/game()

废话不多说，上一个我的成功的图，另外，可以通过设置最后几行中的win=32来决定你最终获胜的条件！





完整代码





#-*- coding:utf-8 -*-

import curses

from random import randrange, choice # generate and place new tile

from collections import defaultdict

letter_codes = [ord(ch) for ch in 'WASDRQwasdrq']

actions = ['Up', 'Left', 'Down', 'Right', 'Restart', 'Exit']

actions_dict = dict(zip(letter_codes, actions * 2))

def transpose(field):

 return [list(row) for row in zip(*field)]



def invert(field):

 return [row[::-1] for row in field]



class GameField(object):

 def __init__(self, height=4, width=4, win=2048):

 self.height = height

 self.width = width

 self.win_value = win

 self.score = 0

 self.highscore = 0

 self.reset()



 def reset(self):

 if self.score > self.highscore:

  self.highscore = self.score

 self.score = 0

 self.field = [[0 for i in range(self.width)] for j in range(self.height)]

 self.spawn()

 self.spawn()



 def move(self, direction):

 def move_row_left(row):

  def tighten(row): # squeese non-zero elements together

  new_row = [i for i in row if i != 0]

  new_row += [0 for i in range(len(row) - len(new_row))]

  return new_row



  def merge(row):

  pair = False

  new_row = []

  for i in range(len(row)):

   if pair:

   new_row.append(2 * row[i])

   self.score += 2 * row[i]

   pair = False

   else:

   if i + 1 < len(row) and row[i] == row[i + 1]:

    pair = True

    new_row.append(0)

   else:

    new_row.append(row[i])

  assert len(new_row) == len(row)

  return new_row

  return tighten(merge(tighten(row)))



 moves = {}

 moves['Left'] = lambda field:    \

  [move_row_left(row) for row in field]

 moves['Right'] = lambda field:    \

  invert(moves['Left'](invert(field)))

 moves['Up'] = lambda field:    \

  transpose(moves['Left'](transpose(field)))

 moves['Down'] = lambda field:    \

  transpose(moves['Right'](transpose(field)))



 if direction in moves:

  if self.move_is_possible(direction):

  self.field = moves[direction](self.field)

  self.spawn()

  return True

  else:

  return False



 def is_win(self):

 return any(any(i >= self.win_value for i in row) for row in self.field)



 def is_gameover(self):

 return not any(self.move_is_possible(move) for move in actions)



 def draw(self, screen):

 help_string1 = '(W)Up (S)Down (A)Left (D)Right'

 help_string2 = ' (R)Restart (Q)Exit'

 gameover_string = '  GAME OVER'

 win_string = '  YOU WIN!'

 def cast(string):

  screen.addstr(string + '\n')



 def draw_hor_separator():

  line = '+' + ('+------' * self.width + '+')[1:]

  separator = defaultdict(lambda: line)

  if not hasattr(draw_hor_separator, "counter"):

  draw_hor_separator.counter = 0

  cast(separator[draw_hor_separator.counter])

  draw_hor_separator.counter += 1



 def draw_row(row):

  cast(''.join('|{: ^5} '.format(num) if num > 0 else '| ' for num in row) + '|')



 screen.clear()

 cast('SCORE: ' + str(self.score))

 if 0 != self.highscore:

  cast('HGHSCORE: ' + str(self.highscore))

 for row in self.field:

  draw_hor_separator()

  draw_row(row)

 draw_hor_separator()

 if self.is_win():

  cast(win_string)

 else:

  if self.is_gameover():

  cast(gameover_string)

  else:

  cast(help_string1)

 cast(help_string2)



 def spawn(self):

 new_element = 4 if randrange(100) > 89 else 2

 (i,j) = choice([(i,j) for i in range(self.width) for j in range(self.height) if self.field[i][j] == 0])

 self.field[i][j] = new_element



 def move_is_possible(self, direction):

 def row_is_left_movable(row): 

  def change(i): # true if there'll be change in i-th tile

  if row[i] == 0 and row[i + 1] != 0: # Move

   return True

  if row[i] != 0 and row[i + 1] == row[i]: # Merge

   return True

  return False

  return any(change(i) for i in range(len(row) - 1))



 check = {}

 check['Left'] = lambda field:    \

  any(row_is_left_movable(row) for row in field)



 check['Right'] = lambda field:    \

   check['Left'](invert(field))



 check['Up'] = lambda field:    \

  check['Left'](transpose(field))



 check['Down'] = lambda field:    \

  check['Right'](transpose(field))



 if direction in check:

  return check[direction](self.field)

 else:

  return False

def main(stdscr):

 def init():

 #重置游戏棋盘

 game_field.reset()

 return 'Game'

 def not_game(state):

 #画出 GameOver 或者 Win 的界面

 game_field.draw(stdscr)

 #读取用户输入得到action，判断是重启游戏还是结束游戏

 action = get_user_action(stdscr)

 responses = defaultdict(lambda: state) #默认是当前状态，没有行为就会一直在当前界面循环

 responses['Restart'], responses['Exit'] = 'Init', 'Exit' #对应不同的行为转换到不同的状态

 return responses[action]



 def game():

 #画出当前棋盘状态

 game_field.draw(stdscr)

 #读取用户输入得到action

 action = get_user_action(stdscr)



 if action == 'Restart':

  return 'Init'

 if action == 'Exit':

  return 'Exit'

 if game_field.move(action): # move successful

  if game_field.is_win():

  return 'Win'

  if game_field.is_gameover():

  return 'Gameover'

 return 'Game'





 state_actions = {

  'Init': init,

  'Win': lambda: not_game('Win'),

  'Gameover': lambda: not_game('Gameover'),

  'Game': game

 }

 curses.use_default_colors()

 game_field = GameField(win=32)

 state = 'Init'

 #状态机开始循环

 while state != 'Exit':

 state = state_actions[state]()

curses.wrapper(main)



总结

以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，如果有疑问大家可以留言交流。