面向 python 小白的贪吃蛇游戏

引言

作为python 小白，总是觉得自己要做好百分之二百的准备，才能开始写程序。以至于常常整天在那看各种语法教程，学了几个月还是只会print('hello world')。

这样做效率太低，正确的做法，是到身边找问题，然后编程实现。比如说，我学了高等数学，我是不是应该考虑下如何去用编程实现求导或者积分操作，如果想不出怎么办，是不是应该 baidu 一下，别人是如何实现数值积分或是符号积分的。我们每天买东西都要用到加减甚至乘除，那么我是否能编写个简单的计算器，如果命令行太丑的话，我是否能够快速地学一学 pyqt5或是其他 gui来实现精致些的应用程序。凡事用编程思维考虑一下，对于从编程小白进阶为编程入门是大有裨益的。

小时候，我们或多或少会沉迷于一款经久不衰的游戏------贪吃蛇。或许我们玩过各式各样的贪吃蛇游戏，却没有自己动手编写属于自己的贪吃蛇游戏。今天就让我们走进贪吃蛇的世界，用 python 实现简易版的贪吃蛇游戏。

游戏简介

首先是游戏效果图：

贪吃蛇[00-00-08--00-00-28].gif

用户通过操控贪吃蛇，去吃到尽可能多的食物。其中贪吃蛇不能碰到墙壁，也不能咬到自身。

本教程借助 pygame实现游戏界面，所以下面稍稍介绍一下 pygame的安装，用法就在下面连同函数一起讲了：

安装：

pip install -U pygame

接下来让我们介绍下实现贪吃蛇的关键逻辑：

贪吃蛇的身体是由list构成的，list中每一个元组代表贪吃蛇在棋盘上的坐标，我们只需在这些位置画上图案，就能制作出一条圆滚滚的贪吃蛇来。但是如果想让贪吃蛇活蹦乱跳，我们就要写一个move函数。

那么贪吃蛇怎么移动呢？

如果贪吃蛇没吃到食物，那么我们就删除list中最后一个坐标，再在蛇头部分插入新的位置。如何确定新的位置呢，我们就要设定贪吃蛇移动的方向(x,y)，将原蛇头位置的坐标在移动方向上进行加减操作。这样贪吃蛇就实现了向前移动的目标。如果贪吃蛇恰好吃到了食物，唯一的不同就是不需要删除贪吃蛇尾部的元素。其中需要注意的是，贪吃蛇不能朝着当前移动方向的反方向移动。体现在代码中，就是当前方向与改变方向的乘积不能为负值。

那么如何知道贪吃蛇吃到了食物呢？

如果贪吃蛇蛇头的坐标与食物的坐标重合的话，贪吃蛇就吃到了食物。如果贪吃蛇吃到了食物，就在棋盘上随机更新食物。如果随机生成的食物的坐标，恰好与贪吃蛇的位置重合的话，就继续随机产生坐标，直到确保与贪吃蛇的坐标不同的时候。

那么如何知道游戏失败了呢？

如果贪吃蛇蛇头的坐标与边框的坐标重合的话，蛇卒。如果贪吃蛇各个部分的坐标有重合的话，就说明贪吃蛇咬到了自己，游戏结束。

接下来是各个部分的具体代码实现：

下图为主要需要的几个函数：

代码.PNG
首先来看贪吃蛇模块：

首先__init__初始化贪吃蛇的位置，初始方向竖直向上。toward函数用于改变贪吃蛇的方向，(x,y)分别表示蛇头在水平和竖直方向的朝向。朝左x=-1，朝右x=1，朝上y=-1，朝下y=1。move函数，使用标志enlarge来判断蛇是否吃到了食物，并进行相应的操作。eat_food函数判断蛇是否吃到食物，吃到的话，分数加 100，并返回True。toward函数，用于改变蛇头的方向，但如果改变方向与当前方向相反，就什么操作都不执行。draw函数用于画出贪吃蛇的模样，蛇头是略大一点的红心，蛇身是小一点的黄心。

我们怎么画出这条蛇呢？这就要借助函数pygame.draw.circle,这个函数的主要参数有screen：就是你要在其中画出贪吃蛇的游戏界面,color：图案的颜色(RGB), position：图案在屏幕上的位置, radius：的半径,width：内部填色的大小，如果为零，图案就是空心圆；如果与半径大小相同，图案就是实心圆。

下面是贪吃蛇的代码部分，大家可以结合注释阅读：

# 贪吃蛇
class Snack(object):
    def __init__(self):
        # self.item = [(3, 25), (2, 25), (1, 25), (1,24), (1,23),
        # (1,22), (1,21), (1,20), (1,19), (1,18), (1,17), (1,16)]
        # x 水平方向 y 竖直方向
        # 初始方向竖直向上
        self.item = [(3, 25), (2, 25), (1, 25), (1, 24), ]
        self.x = 0
        self.y = -1

    def move(self, enlarge):
        # enlarge 标记贪吃蛇有没有吃到食物
        if not enlarge:
            # 吃到食物删除尾部元素
            self.item.pop()
        # 新蛇头的坐标为旧蛇头坐标加上移动方向的位移
        head = (self.item[0][0] + self.x, self.item[0][1] + self.y)
        # 将新的蛇头坐标插入在 list 最前面
        self.item.insert(0, head)

    def eat_food(self, food):
        global score
        # snack_x,snack_y 蛇头坐标
        # food_x, food_y 食物坐标
        snack_x, snack_y = self.item[0]
        food_x, food_y = food.item
        # 比较蛇头坐标与食物坐标
        if (food_x == snack_x) and (food_y == snack_y):
            score += 100
            return 1
        else:
            return 0

    def toward(self, x, y):
        # 改变蛇头朝向
        if self.x * x >= 0 and self.y * y >= 0:
            self.x = x
            self.y = y

    def get_head(self):
        # 获取蛇头坐标
        return self.item[0]

    def draw(self, screen):
        # 画出贪吃蛇
        # 蛇头为半径为 15 的红色实心圆
        radius = 15
        width = 15
        # i:1---34   j:1---25
        color = 255, 0, 0
        # position 为图形的坐标
        position = 10 + 20 * self.item[0][0], 10 + 20 * self.item[0][1]
        pygame.draw.circle(screen, color, position, radius, width)
        # 蛇身为半径为 10 的黄色实心圆
        radius = 10
        width = 10
        color = 255, 255, 0
        for i, j in self.item[1:]:
            position = 10 + 20 * i, 10 + 20 * j
            pygame.draw.circle(screen, color, position, radius, width)

其次是食物模块：

np.random.randint用于产生边界之内的坐标，如果与贪吃蛇的坐标重合，那么就继续生成新的随机坐标。

# 食物
class Food(object):
    def __init__(self):
        self.item = (4, 5)

    # 画出食物
    def _draw(self, screen, i, j):
        color = 255, 0, 255
        radius = 10
        width = 10
        # i:1---34   j:1---25
        position = 10 + 20 * i, 10 + 20 * j
        # 画出半径为 10 的粉色实心圆
        pygame.draw.circle(screen, color, position, radius, width)

    # 随机产生食物
    def update(self, screen, enlarge, snack):
        if enlarge:
            self.item = np.random.randint(1, BOARDWIDTH - 2), np.random.randint(1, BOARDHEIGHT - 2)
            while self.item in snack.item:
                self.item = np.random.randint(1, BOARDWIDTH - 2), np.random.randint(1, BOARDHEIGHT - 2)
        self._draw(screen, self.item[0], self.item[1])

然后是init_board函数：

board_width、board_height分别为游戏界面的宽度和高度，根据计算得出边框占据的位置，然后打印出正方形来。pygame.draw.rect和pygame.draw.circle用法类似，区别就是rect四个参数分别为screen：屏幕，color：颜色，pos：横坐标 x，纵坐标 y，矩形的长，矩形的宽。这里我设置矩形长宽都为 20 。width和circle中width用法相同，都是填充大小的意思。

# 初始界面
def init_board(screen):
    board_width = BOARDWIDTH
    board_height = BOARDHEIGHT
    color = 10, 255, 255
    width = 0
    # width:x, height:y
    # 左右边框占用了 X: 0 35*20
    for i in range(board_width):
        pos = i * 20, 0, 20, 20
        pygame.draw.rect(screen, color, pos, width)
        pos = i * 20, (board_height - 1) * 20, 20, 20
        pygame.draw.rect(screen, color, pos, width)
    # 上下边框占用了 Y: 0 26*20
    for i in range(board_height - 1):
        pos = 0, 20 + i * 20, 20, 20
        pygame.draw.rect(screen, color, pos, width)
        pos = (board_width - 1) * 20, 20 + i * 20, 20, 20
        pygame.draw.rect(screen, color, pos, width)

接着是game_over模块：

如何判断谁咬到自身呢？可以利用python内置数据结构set:set这种数据结构中不能有重复元素。如果将list变成set之后，长度变短了，就说明list中有重复元素，即贪吃蛇咬到自己了。

# 游戏失败
def game_over(snack):
    broad_x, broad_y = snack.get_head()
    flag = 0
    old = len(snack.item)
    new = len(set(snack.item))
    # 游戏失败的两种可能
    # 咬到自身
    if new < old:
        flag = 1
    # 撞到边框
    if broad_x == 0 or broad_x == BOARDWIDTH - 1:
        flag = 1
    if broad_y == 0 or broad_y == BOARDHEIGHT - 1:
        flag = 1

    if flag:
        return True
    else:
        return False

接下来是游戏初始化模块：

使用pygame模块需要使用pygame.init进行初始化。pygame.display.set_mode用来设置游戏界面的大小。pygame.display.set_caption用来显示游戏标题。

# 游戏初始化
def game_init():
    # pygame 初始化
    pygame.init()
    # 设置游戏界面大小
    screen = pygame.display.set_mode((BOARDWIDTH * 20, BOARDHEIGHT * 20))
    # 设置游戏标题
    pygame.display.set_caption('贪吃蛇游戏')
    # sound = pygame.mixer.Sound(AUDIONAME)
    # channel = pygame.mixer.find_channel(True)
    # channel.play(sound)
    return screen

最后是游戏主函数：

首先实例化贪吃蛇和食物。其次设置字体为SimHei,如果使用默认字体对中文的支持很不好。其次显示游戏界面，判断游戏是否失败。如果失败的话，就打印GAME OVER。否则就一直执行主函数。其中 pygame.event.get从队列中获取事件，也就是说必须先获取事件，才能得到用户的键盘输入和其他操作，screen.fill用于填充屏幕，pygame.key.get_pressed用于获取用户的键盘输入,pygame.display.update用来刷新到之前的图案，time.sleep用于控制刷新的频率。

# 开始游戏
def game(screen):
    snack = Snack()
    food = Food()
    # 设置中文字体和大小
    font = pygame.font.SysFont('SimHei', 20)
    is_fail = 0
    while True:
        for event in pygame.event.get():
            if event.type == QUIT:
                exit()
        # 填充屏幕
        screen.fill((0, 0, 100))
        init_board(screen=screen)
        # 获得用户按键命令
        keys = pygame.key.get_pressed()
        press(keys, snack)
        # 游戏失败打印提示
        if is_fail:
            font2 = pygame.font.Font(None, 40)
            print_text(screen, font, 0, 0, text)
            print_text(screen, font2, 400, 200, "GAME OVER")
        # 游戏主进程
        if not is_fail:
            enlarge = snack.eat_food(food)
            text = u"score: {}  更多精彩关注微信公众号：python高效编程".format(score)
            print_text(screen, font, 0, 0, text)
            food.update(screen, enlarge, snack)
            snack.move(enlarge)
            is_fail = game_over(snack=snack)
            snack.draw(screen)
        # 游戏刷新
        pygame.display.update()
        time.sleep(0.1)

好了，我们的贪吃蛇教程就这样结束了，其他零碎的知识点都在源码中。大家可以自己尝试编写自己的第一个贪吃蛇游戏了，还可以给自己的贪吃蛇扩展各种各样的功能。比如一边播放音乐，一边开始游戏，或者编写个更加美观的贪吃蛇界面。

如果想获取源码，请关注微信公众号python高效编程，在后台回复贪吃蛇 即可。
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