python200行代码实现2048小游戏

       其实这是我自学python的一个小程序，很经典，在网上有很多教程，但是解释很泛泛，有好几个点我用了好久才搞清楚。
       不得不说这是一个非常好的小程序，里面用到了很多我从未见过的python独有的编程方法，很值得一学，虽说只有200多行，但要搞透彻也确实费了我很大的功夫，时间原因当下只发布代码，我在代码中做了大量的注释，稍有基础应该都可以读得懂

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

import curses   #curses 库 ( ncurses ) 提供了控制字符屏幕的独立于终端的方法
from random import randrange, choice # generate and place new tile
from collections import defaultdict

letter_codes = [ord(ch) for ch in 'WASDRQwasdrq']   #WASDRQ的ASCII编码
actions = ['Up', 'Left', 'Down', 'Right', 'Restart', 'Exit']    #动作
actions_dict = dict(zip(letter_codes, actions * 2))     #创建动作字典，键名为ascii编码，值为动作名称

def get_user_action(keyboard):      #用户输入处理，循环+阻塞，直到获得有效输入才返回
    char = "N"
    while char not in actions_dict:
        char = keyboard.getch()
    return actions_dict[char]       #返回的为ascii码

def transpose(field):       #矩阵转置
    return [list(row) for row in zip(*field)]

def invert(field):      #矩阵逆转
    return [row[::-1] for row in field]

class GameField(object):    #棋盘类，创建棋盘
    def __init__(self, height=8, width=8, win=2048):    #最经典的4*4～2048模式
        self.height = height
        self.width = width
        self.win_value = win    #过关分数
        self.score = 0  #当前分数
        self.highscore = 0  #最高分
        self.reset()    #棋盘重置

    def reset(self):    #重置棋盘
        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)]   #全部清零
        self.spawn()
        self.spawn()    #随机对两个空位进行赋值

    def move(self, direction):
        def move_row_left(row): #向左移动一行
            def tighten(row): #把零散的非零单元挤到一起 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): #对临近元素进行合并
                pair = False
                new_row = []
                for i in range(len(row)):
                    if pair:
                        new_row.append(2 * row[i])
                        self.score += 2 * row[i]    #分数更新，我们当前仍然在棋盘类中
                        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) #判断长度是否一致，不一致报错
                return new_row
            return tighten(merge(tighten(row))) #挤在一起--》合并--》再次挤在一起

        #通过对矩阵进行转置与逆转，可以直接从左移得到其余三个方向的移动操作
        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)))

        # 这部分代码和上述代码结构一致
        # 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):   #是否获胜
        return any(any(i >= self.win_value for i in row) for row in self.field)

    def is_gameover(self):  #是否游戏结束，即判断是否仍然有一个方向可以移动
        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('HIGHSCORE: ' + 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):    #随机生成一个2或者4
        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])
        #choice方法返回一个列表，元组或者字符串的随机项，上面一行语句把所有非零的位置组成一个列表给出并随机选择一个
        self.field[i][j] = new_element  #随机选中的一个非零位置赋值为2 或者 4

    def move_is_possible(self, direction):
        def row_is_left_movable(row):   #能否向左移动
            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):       #主逻辑
    def init():
        #重置游戏棋盘
        game_field.reset()
        return 'Game'
    #4  not_game函数表示我们已经不再游戏中，胜利或者游戏结束
    def not_game(state):
        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)  #defaultdict可以接受一个函数作为参数来初始化,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():     #在游戏中并判断用户下一步动作所带来的影响，重新游戏，退出，成功移动，随后返回用户动作结束后的状态
        #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':     #用户选择重开
            return 'Init'
        if action == 'Exit':        #用户选择退出
            return 'Exit'
        if game_field.move(action): # move successful   成功移动
            if game_field.is_win():     #游戏胜利，返回win
                return 'Win'
            if game_field.is_gameover():        #游戏失败，返回gameover
                return 'Gameover'
        return 'Game'

    state_actions = {       #状态字典
            'Init': init,
            'Win': lambda: not_game('Win'), #胜利，则会跳出游戏状态，根据win来判断条件，我们跳转至not_game函数来观察一下返回值
            'Gameover': lambda: not_game('Gameover'),
            'Game': game
        }

    curses.use_default_colors()

    # 设置终结状态最大数值为 32
    game_field = GameField(win=64)

    state = 'Init'      #初识态

    #状态机开始循环
    while state != 'Exit':
        state = state_actions[state]()

curses.wrapper(main)    #wrapper会将  界面变量screen  传递给main函数，而一旦main函数执行完毕，则自动退出该控制字符界面。

这个程序本身并不是很难懂，但是对于我来说，以前接触过其他编程语言，有java这类面向对象的，也了解过面向过程C，但我从未见过如此厚颜无耻的语言……简直想怎么写就怎么写……
这是题外话，python确实刷新了我对编程的认识，内置功能、语法的简洁，多态的程度堪称令人发指，透过这个程序，我领会到很多python独有的编程方法，下面对该程序做一些整体讲解，代码就是我引用的编程楼的源码进行的注释分析，因此对于该程序的设计和讲解请大家直接参考“实验楼”
我主要说一下我在分析此程序时遇到的问题和一些体会，希望能对大家有帮助

• 关于curses.wrapper(main)

我感觉很多人看完代码会有这么一个疑问，引用了curses但是从头到尾没有一个实例化，程序的是怎么有了界面？关键就在于这一句curses.wrapper(main) 他是一个很好用的语法，.wrapper方法会自动创建一个字符界面，并传给main(也就是你作为参数的函数)我们观察main()会发现它的参数正好就是需要一个字符界面，因而完成了字符界面的创建，而且.wrapper方法会在函数结束或者出现错误终止之后自动退出来恢复到调用该方法之前的状态，因此个人觉得是一个很不错的方法。

• 转置、逆转的使用

程序中我们需要对当下游戏情况进行判定，看当前操作是否可以进行，以及用户操作一步之后对棋盘进行处理，因此涉及到4个操作：“上下左右” 按照常规套路，我们对操作进行判别然后分别写四种操作，这无疑是非常大的代码量，而且没中操作的中心方法都一致，代码冗余。利用转置和逆转，我们可以把其他三种（右下上）操作都用左移动来完成，非常灵巧的一个操作（看来线代还是有用的）

• 方向:操作     字典

我看到这部分代码时整个人都不好了，一个字典，key设置的是四个操作方向，而value设置的却是4个匿名函数……需要时直接根据用方向作为key读取相应的操作……我真的很服气

大家也可以用parser包来实现命令行赋值操作，从而自定义棋盘大小，胜利标准