百行python程式碼，輕鬆完成貪吃蛇小遊戲
引言
作為python 小白，總是覺得自己要做好百分之二百的準備，才能開始寫程式。以至於常常整天在那看各種語法教程，學了幾個月還是隻會 print('hello world') 。
這樣做效率太低，正確的做法，是到身邊找問題，然後程式設計實現。比如說，我學了高等數學，我是不是應該考慮下如何去用程式設計實現求導或者積分操作，如果想不出怎麼辦，是不是應該 baidu 一下，別人是如何實現數值積分或是符號積分的。我們每天買東西都要用到加減甚至乘除，那麼我是否能編寫個簡單的計算器，如果命令列太醜的話，我是否能夠快速地學一學 pyqt5 或是其他 gui 來實現精緻些的應用程式。凡事用程式設計思維考慮一下，對於從程式設計小白進階為程式設計入門是大有裨益的。
小時候，我們或多或少會沉迷於一款經久不衰的遊戲------貪吃蛇。或許我們玩過各式各樣的貪吃蛇遊戲，卻沒有自己動手編寫屬於自己的貪吃蛇遊戲。今天就讓我們走進貪吃蛇的世界，用 python 實現簡易版的貪吃蛇遊戲。
遊戲簡介
首先是遊戲效果圖：
image
使用者通過操控貪吃蛇，去吃到儘可能多的食物。其中貪吃蛇不能碰到牆壁，也不能咬到自身。
本教程藉助 pygame 實現遊戲介面，所以下面稍稍介紹一下 pygame 的安裝，用法就在下面連同函式一起講了：
安裝：
pip install -U pygame
接下來讓我們介紹下實現貪吃蛇的關鍵邏輯：
貪吃蛇的身體是由 list 構成的， list 中每一個元組代表貪吃蛇在棋盤上的座標，我們只需在這些位置畫上圖案，就能製作出一條圓滾滾的貪吃蛇來。但是如果想讓貪吃蛇活蹦亂跳，我們就要寫一個 move 函式。
那麼貪吃蛇怎麼移動呢？
如果貪吃蛇沒吃到食物，那麼我們就刪除 list 中最後一個座標，再在蛇頭部分插入新的位置。如何確定新的位置呢，我們就要設定貪吃蛇移動的方向(x,y)，將原蛇頭位置的座標在移動方向上進行加減操作。這樣貪吃蛇就實現了向前移動的目標。如果貪吃蛇恰好吃到了食物，唯一的不同就是不需要刪除貪吃蛇尾部的元素。其中需要注意的是，貪吃蛇不能朝著當前移動方向的反方向移動。體現在程式碼中，就是當前方向與改變方向的乘積不能為負值。
那麼如何知道貪吃蛇吃到了食物呢？
如果貪吃蛇蛇頭的座標與食物的座標重合的話，貪吃蛇就吃到了食物。如果貪吃蛇吃到了食物，就在棋盤上隨機更新食物。如果隨機生成的食物的座標，恰好與貪吃蛇的位置重合的話，就繼續隨機產生座標，直到確保與貪吃蛇的座標不同的時候。
那麼如何知道遊戲失敗了呢？
如果貪吃蛇蛇頭的座標與邊框的座標重合的話，蛇卒。如果貪吃蛇各個部分的座標有重合的話，就說明貪吃蛇咬到了自己，遊戲結束。
接下來是各個部分的具體程式碼實現：
下圖為主要需要的幾個函式：
image
首先來看貪吃蛇模組：
首先 __init__ 初始化貪吃蛇的位置，初始方向豎直向上。 toward 函式用於改變貪吃蛇的方向，(x,y)分別表示蛇頭在水平和豎直方向的朝向。朝左 x=-1 ，朝右 x=1 ，朝上 y=-1 ，朝下 y=1 。 move 函式，使用標誌 enlarge 來判斷蛇是否吃到了食物，並進行相應的操作。 eat_food 函式判斷蛇是否吃到食物，吃到的話，分數加 100，並返回 True 。 toward 函式，用於改變蛇頭的方向，但如果改變方向與當前方向相反，就什麼操作都不執行。 draw 函式用於畫出貪吃蛇的模樣，蛇頭是略大一點的紅心，蛇身是小一點的黃心。
我們怎麼畫出這條蛇呢？這就要藉助函式 pygame.draw.circle ,這個函式的主要引數有 screen ：就是你要在其中畫出貪吃蛇的遊戲介面, color ：圖案的顏色(RGB), position ：圖案在螢幕上的位置, radius ：的半徑, width ：內部填色的大小，如果為零，圖案就是空心圓；如果與半徑大小相同，圖案就是實心圓。
下面是貪吃蛇的程式碼部分，大家可以結合註釋閱讀：
# 貪吃蛇 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 豎直方向 # 初始方向豎直向上 self.item = [(3, 25), (2, 25), (1, 25), (1, 24), ] self.x = 0 self.y = -1 def move(self, enlarge): # enlarge 標記貪吃蛇有沒有吃到食物 if not enlarge: # 吃到食物刪除尾部元素 self.item.pop() # 新蛇頭的座標為舊蛇頭座標加上移動方向的位移 head = (self.item[0][0] + self.x, self.item[0][1] + self.y) # 將新的蛇頭座標插入在 list 最前面 self.item.insert(0, head) def eat_food(self, food): global score # snack_x,snack_y 蛇頭座標 # food_x, food_y 食物座標 snack_x, snack_y = self.item[0] food_x, food_y = food.item # 比較蛇頭座標與食物座標 if (food_x == snack_x) and (food_y == snack_y): score += 100 return 1 else: return 0 def toward(self, x, y): # 改變蛇頭朝向 if self.x * x >= 0 and self.y * y >= 0: self.x = x self.y = y def get_head(self): # 獲取蛇頭座標 return self.item[0] def draw(self, screen): # 畫出貪吃蛇 # 蛇頭為半徑為 15 的紅色實心圓 radius = 15 width = 15 # i:1---34j:1---25 color = 255, 0, 0 # position 為圖形的座標 position = 10 + 20 * self.item[0][0], 10 + 20 * self.item[0][1] pygame.draw.circle(screen, color, position, radius, width) # 蛇身為半徑為 10 的黃色實心圓 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)
其次是食物模組：
np.random.randint 用於產生邊界之內的座標，如果與貪吃蛇的座標重合，那麼就繼續生成新的隨機座標。
# 食物 class Food(object): def __init__(self): self.item = (4, 5) # 畫出食物 def _draw(self, screen, i, j): color = 255, 0, 255 radius = 10 width = 10 # i:1---34j:1---25 position = 10 + 20 * i, 10 + 20 * j # 畫出半徑為 10 的粉色實心圓 pygame.draw.circle(screen, color, position, radius, width) # 隨機產生食物 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])
然後是 init_board 函式：
board_width 、 board_height 分別為遊戲介面的寬度和高度，根據計算得出邊框佔據的位置，然後打印出正方形來。 pygame.draw.rect 和 pygame.draw.circle 用法類似，區別就是 rect 四個引數分別為 screen ：螢幕， color ：顏色， pos ：橫座標 x，縱座標 y，矩形的長，矩形的寬。這裡我設定矩形長寬都為 20 。 width 和 circle 中 width 用法相同，都是填充大小的意思。
# 初始介面 def init_board(screen): board_width = BOARDWIDTH board_height = BOARDHEIGHT color = 10, 255, 255 width = 0 # width:x, height:y # 左右邊框佔用了 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) # 上下邊框佔用了 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)
接著是 game_over 模組：
如何判斷誰咬到自身呢？可以利用 python 內建資料結構 set : set 這種資料結構中不能有重複元素。如果將 list 變成 set 之後，長度變短了，就說明 list 中有重複元素，即貪吃蛇咬到自己了。
# 遊戲失敗 def game_over(snack): broad_x, broad_y = snack.get_head() flag = 0 old = len(snack.item) new = len(set(snack.item)) # 遊戲失敗的兩種可能 # 咬到自身 if new < old: flag = 1 # 撞到邊框 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
接下來是遊戲初始化模組：
使用 pygame 模組需要使用 pygame.init 進行初始化。 pygame.display.set_mode 用來設定遊戲介面的大小。 pygame.display.set_caption 用來顯示遊戲標題。
# 遊戲初始化
def game_init():
# pygame 初始化
pygame.init()
# 設定遊戲介面大小
screen = pygame.display.set_mode((BOARDWIDTH * 20, BOARDHEIGHT * 20))
# 設定遊戲標題
pygame.display.set_caption('貪吃蛇遊戲')
# sound = pygame.mixer.Sound(AUDIONAME)
# channel = pygame.mixer.find_channel(True)
# channel.play(sound)
return screen
最後是遊戲主函式：
首先例項化貪吃蛇和食物。其次設定字型為 SimHei ,如果使用預設字型對中文的支援很不好。其次顯示遊戲介面，判斷遊戲是否失敗。如果失敗的話，就列印 GAME OVER 。否則就一直執行主函式。其中 pygame.event.get 從佇列中獲取事件，也就是說必須先獲取事件，才能得到使用者的鍵盤輸入和其他操作， screen.fill 用於填充螢幕， pygame.key.get_pressed 用於獲取使用者的鍵盤輸入, pygame.display.update 用來重新整理到之前的圖案， time.sleep 用於控制重新整理的頻率。
# 開始遊戲
def game(screen):
snack = Snack()
food = Food()
# 設定中文字型和大小
font = pygame.font.SysFont('SimHei', 20)
is_fail = 0
while True:
for event in pygame.event.get():
if event.type == QUIT:
exit()
# 填充螢幕
screen.fill((0, 0, 100))
init_board(screen=screen)
# 獲得使用者按鍵命令
keys = pygame.key.get_pressed()
press(keys, snack)
# 遊戲失敗列印提示
if is_fail:
font2 = pygame.font.Font(None, 40)
print_text(screen, font, 0, 0, text)
print_text(screen, font2, 400, 200, "GAME OVER")
# 遊戲主程序
if not is_fail:
enlarge = snack.eat_food(food)
text = u"score: {}更多精彩關注微信公眾號：python高效程式設計".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)
# 遊戲重新整理
pygame.display.update()
time.sleep(0.1)
好了，我們的貪吃蛇教程就這樣結束了，其他零碎的知識點都在原始碼中。大家可以自己嘗試編寫自己的第一個貪吃蛇遊戲了，還可以給自己的貪吃蛇擴充套件各種各樣的功能。比如一邊播放音樂，一邊開始遊戲，或者編寫個更加美觀的貪吃蛇介面。