300行程式碼實現Python遊戲：俄羅斯方塊

摘要： 本文程式碼基於 python3.6 和 pygame1.9.4。 俄羅斯方塊是兒時最經典的遊戲之一，剛開始接觸 pygame 的時候就想寫一個俄羅斯方塊。但是想到旋轉，停靠，消除等操作，感覺好像很難啊，等真正寫完了發現，一共也就 300 行程式碼，並沒有什麼難的。 先來看一個遊戲截圖，...

本文程式碼基於 python3.6 和 pygame1.9.4。

俄羅斯方塊是兒時最經典的遊戲之一，剛開始接觸 pygame 的時候就想寫一個俄羅斯方塊。但是想到旋轉，停靠，消除等操作，感覺好像很難啊，等真正寫完了發現，一共也就 300 行程式碼，並沒有什麼難的。

先來看一個遊戲截圖，有點醜，好吧，我沒啥美術細胞，但是主體功能都實現了，可以玩起來。

現在來看一下實現的過程。

外形

俄羅斯方塊整個介面分為兩部分，一部分是左邊的遊戲區域，另一部分是右邊的顯示區域，顯示得分、速度、下一個方塊樣式等。這裡就不放截圖了，看上圖就可以。

遊戲區域跟貪吃蛇一樣，是由一個個小方格組成的，為了看得直觀，我特意畫了網格線。

import pygame
from pygame.locals import *

SIZE = 30# 每個小方格大小
BLOCK_HEIGHT = 20# 遊戲區高度
BLOCK_WIDTH = 10# 遊戲區寬度
BORDER_WIDTH = 4# 遊戲區邊框寬度
BORDER_COLOR = (40, 40, 200)# 遊戲區邊框顏色
SCREEN_WIDTH = SIZE * (BLOCK_WIDTH + 5)# 遊戲螢幕的寬
SCREEN_HEIGHT = SIZE * BLOCK_HEIGHT# 遊戲螢幕的高
BG_COLOR = (40, 40, 60)# 背景色
BLACK = (0, 0, 0)

def print_text(screen, font, x, y, text, fcolor=(255, 255, 255)):
imgText = font.render(text, True, fcolor)
screen.blit(imgText, (x, y))

def main():
pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT))
pygame.display.set_caption('俄羅斯方塊')

font1 = pygame.font.SysFont('SimHei', 24)# 黑體24
font_pos_x = BLOCK_WIDTH * SIZE + BORDER_WIDTH + 10# 右側資訊顯示區域字型位置的X座標
font1_height = int(font1.size('得分')[1])

score = 0# 得分

while True:
for event in pygame.event.get():
if event.type == QUIT:
sys.exit()

# 填充背景色
screen.fill(BG_COLOR)
# 畫遊戲區域分隔線
pygame.draw.line(screen, BORDER_COLOR,
(SIZE * BLOCK_WIDTH + BORDER_WIDTH // 2, 0),
(SIZE * BLOCK_WIDTH + BORDER_WIDTH // 2, SCREEN_HEIGHT), BORDER_WIDTH)
# 畫網格線 豎線
for x in range(BLOCK_WIDTH):
pygame.draw.line(screen, BLACK, (x * SIZE, 0), (x * SIZE, SCREEN_HEIGHT), 1)
# 畫網格線 橫線
for y in range(BLOCK_HEIGHT):
pygame.draw.line(screen, BLACK, (0, y * SIZE), (BLOCK_WIDTH * SIZE, y * SIZE), 1)

print_text(screen, font1, font_pos_x, 10, f'得分: ')
print_text(screen, font1, font_pos_x, 10 + font1_height + 6, f'{score}')
print_text(screen, font1, font_pos_x, 20 + (font1_height + 6) * 2, f'速度: ')
print_text(screen, font1, font_pos_x, 20 + (font1_height + 6) * 3, f'{score // 10000}')
print_text(screen, font1, font_pos_x, 30 + (font1_height + 6) * 4, f'下一個：')

pygame.display.flip()

if __name__ == '__main__':
main()` </pre>

方塊

接下來就是要定義方塊，方塊的形狀一共有以下 7 種：

I 型

O 型

T 型

S 型

Z 型

L 型

J 型

這裡我做了多次的更改，因為方塊最大的長度是長條形的，為4格，所以我統一用了 4 × 4 的方格來定義。這也是可以的，只是後來發現不方便。

為了直觀，直接以一個二維陣列來定義方塊，其中 . 表示空的， 0 表示實心的。（用 . 表示空是為了看得直觀，如果用空格會看不清。）

例如 I 行，以 4 × 4 方格定義為

['.0..',
 '.0..',
 '.0..',
 '.0..']`

和

['....',
 '....',
 '0000',
 '....']`

方塊最難的是需要實現旋轉功能，比如 I 型，就有橫和豎兩種形態。所謂旋轉，表面上看，是把方塊順時針旋轉了 90°，但實際做的時候，我們並不需要正真的去實現這個“旋轉”的效果。

最終實現的時候，這些圖形都是我們畫在介面上的，而每一次重新整理，介面上所有內容都會被清空重畫，所以旋轉只是畫當前方塊的時候不再畫之前的形狀，而是畫旋轉後的形狀。

比如這個 I 型，定義成了 4 × 4 的形狀，但實際上只需要 1 × 4 或 4 × 1 就可以了，其他剩下的地方都是空的。它不像 T 型，T 型不是一個矩形，如果用一個矩形來定義，必然有 2 個位置是空的。那麼，I 型真的有必要定義成 4 × 4 嗎？

答案是肯定的。想想看，如果是 4 × 1 的一個橫條，旋轉後變成 1 × 4 的豎條，這個位置怎麼確定？好像有點困難。但是如果是 4 × 4 的正方形，我們只需要固定起點座標（左上角）不變，把豎條的 4 × 4 直接替換掉橫條的 4 × 4 區域，是不是就實現旋轉了？而且位置很容易計算。

另外一點，在有些情況下是不可以旋轉的。比如 I 型的豎條，在緊貼左右邊框的時候是不可以旋轉的。這點我有印象，可以肯定。但是對於其他的形狀，我就不是很確定了，我百度搜了下，找了個網頁版的俄羅斯方塊玩了下，發現也是不可以的。例如：

在緊貼右邊框的時候是無法旋轉的。如果要每一個形狀都去判斷一下，那實在是太煩了。從方塊的定義入手，就可以很簡單的實現。

例如豎條行，定義是：

['.0..',
 '.0..',
 '.0..',
 '.0..']`

豎條是可以貼邊的，所以當它在最左邊的時候，X 軸座標是 -1，這是因為定義中左邊一豎排是空的。我們只需判定，當方塊所定義的形狀（包括空的部分）完全在遊戲區域內時才可以旋轉。

我之前所說，全都定義成 4 × 4 不好，原因就在這裡，對於 T 型等其他形狀，無法做這個判定。所以，對於 T 型等形狀，我們可以定義成 3 × 3 的格式：

['.0.',
 '000',
 '...']`

還有一種情況是無法旋轉的，就是旋轉後的位置已經被別的方塊佔了。另外下落，左右移動，都要做這個判斷。既然這些是一致的，那麼就可以用同一個方法來判斷。

先要定義一個 game_area 變數，用於存放整個遊戲區域當前的狀態：

game_area = [['.'] * BLOCK_WIDTH for _ in range(BLOCK_HEIGHT)]` </pre>

初始狀態全是空的，所以全部用 . 初始化就可以了。

另外，需要一些變數定義當前下落方塊的狀態

cur_block = None# 當前下落方塊
cur_pos_x, cur_pos_y = 0, 0# 當前下落方塊的座標` </pre>

方塊我們是以二維陣列的方式定義的，並且存在空行和空列，如果我們遍歷這個二維陣列判斷其所在的區域在當前遊戲區域內是否已經被別的方塊所佔，這個是可以實現的。我們考慮另外一種情況，一個豎條形，左邊一排是空的，這空的一排是可以移出遊戲區域的，這個怎麼判斷？每次左移的時候都去判斷一下左邊一排全都是空嗎？這太麻煩了。並且方塊都是固定的，所以這些我們可以提前定義好。最終方塊定義如下：

from collections import namedtuple

Point = namedtuple('Point', 'X Y')
Block = namedtuple('Block', 'template start_pos end_pos name next')

S形方塊

S_BLOCK = [Block(['.00',

'00.',

'...'], Point(0, 0), Point(2, 1), 'S', 1),

Block(['0..',

'00.',

'.0.'], Point(0, 0), Point(1, 2), 'S', 0)]` </pre>

方塊需要包含兩個方法，獲取隨機一個方塊和旋轉時獲取旋轉後的方塊

BLOCKS = {'O': O_BLOCK,
'I': I_BLOCK,
'Z': Z_BLOCK,
'T': T_BLOCK,
'L': L_BLOCK,
'S': S_BLOCK,
'J': J_BLOCK}

def get_block():
block_name = random.choice('OIZTLSJ')
b = BLOCKS[block_name]
idx = random.randint(0, len(b) - 1)
return b[idx]

# 獲取旋轉後的方塊
def get_next_block(block):
b = BLOCKS[block.name]
return b[block.next]`

判斷是否可以旋轉，下落，移動的方法也很容易實現了

def _judge(pos_x, pos_y, block):
nonlocal game_area
for _i in range(block.start_pos.Y, block.end_pos.Y + 1):
if pos_y + block.end_pos.Y >= BLOCK_HEIGHT:
return False
for _j in range(block.start_pos.X, block.end_pos.X + 1):
if pos_y + _i >= 0 and block.template[_i][_j] != '.' and game_area[pos_y + _i][pos_x + _j] != '.':
return False
return True`

停靠

最後一個問題是停靠，當方塊下落到底或者遇到別的方塊之後，就不能在下落了。我將此稱之為“停靠”，有個名字說起來也方便一點。

首先是要判斷是否可以停靠，停靠發生之後，就是將當前方塊的非空點畫到遊戲區域上，說白了，就是將 cur_block 的非空點按對應位置複製到 game_area 裡去。並且計算是否有一排被全部填滿了，全部填滿則消除。

def _dock():
nonlocal cur_block, next_block, game_area, cur_pos_x, cur_pos_y, game_over
for _i in range(cur_block.start_pos.Y, cur_block.end_pos.Y + 1):
for _j in range(cur_block.start_pos.X, cur_block.end_pos.X + 1):
if cur_block.template[_i][_j] != '.':
game_area[cur_pos_y + _i][cur_pos_x + _j] = '0'
if cur_pos_y + cur_block.start_pos.Y <= 0:
game_over = True
else:
# 計算消除
remove_idxs = []
for _i in range(cur_block.start_pos.Y, cur_block.end_pos.Y + 1):
if all(_x == '0' for _x in game_area[cur_pos_y + _i]):
remove_idxs.append(cur_pos_y + _i)
if remove_idxs:
# 消除
_i = _j = remove_idxs[-1]
while _i >= 0:
while _j in remove_idxs:
_j -= 1
if _j < 0:
game_area[_i] = ['.'] * BLOCK_WIDTH
else:
game_area[_i] = game_area[_j]
_i -= 1
_j -= 1
cur_block = next_block
next_block = blocks.get_block()
cur_pos_x, cur_pos_y = (BLOCK_WIDTH - cur_block.end_pos.X - 1) // 2, -1 - cur_block.end_pos.Y`

至此，整個俄羅斯方塊的主體功能就算是完成了。

這裡很多引數是可以調的，例如覺得旋轉彆扭，可以直接調整方塊的定義，而無需去改動程式碼邏輯。

關注+轉發然後加群782547749，備註 “俄羅斯方塊” 獲取原始碼。