Python贪吃蛇

摘要

本次Python语言程序设计主要使用了Python中的Pygame模块创建了一个简单的又充满童年回忆的游戏——贪吃蛇。编写这个游戏用到了一个游戏都具备有的框架，在这个贪吃蛇的游戏中，游戏窗口里会随机生成目标小方块作为贪吃蛇的食物，通过键盘的上下左右的按键控制贪吃蛇的方向去“吃”食物，每“吃”进一个食物就会增加分数，并显示在界面右上方，同时还设置了最高得分，显示在界面的顶端。当贪吃蛇接触到界面的边缘，游戏结束，弹出“Play Again”的按钮，玩家可以选择重新开始游戏或者退出游戏，重新开始游戏将保持最高分纪录直至打破。

1．引言

在通过一学期的Python学习之后，我初步的了解到Python的语法以及它在各方面的应用：Web和Internet开发、科学计算和统计、人工智能、桌面界面开发、软件开发、后端开发、网络爬虫等。Python相对于其他语言更为简洁易懂，有严格的格式要求，在接触Python时是通过小游戏开始的，所以在本次Python的期末项目中，我使用了Pygame 模块编写了一个经典贪吃蛇的游戏。

Pygame是被设计用来写游戏的Python模块集合，Pygame是在优秀的SDL库之上开发的功能性包。使用Python可以导入Pygame来开发具有全部特性的游戏和多媒体软件，Pygame是极度轻便的并且可以运行在几乎所有的平台和操作系统上。Pygame包已经被下载过成千上万次，并且也被访问过成千上万次。可见Pygame是多受人欢迎，虽然使用Python做游戏项目并不是Python的主要作用，但是是初学者用来进一步掌握Python 的不错的选择，Python的循环语句，条件语句，以及面向对象编程在一个游戏项目中都需要用到，熟悉掌握这些之后，对以后在其他方面的应用奠定了基础。

本次论文介绍了我编写游戏项目——贪吃蛇的过程，详细介绍了这个项目的架构，各个函数，实现方法，以及编写完成后如何操作和演示结果。

关键字：Python，Pygame，面向对象，贪吃蛇

2．系统结构

2.1 设计框架

每一个项目都拥有它的设计框架，图1为贪吃蛇的设计框架：

图1 贪吃蛇的设计框架

①相关设置：里面包含了这个游戏中所需要的固定设置，方便下面的函数调用；

②初始化：初始化Pygame这个游戏库；

③欢迎信息：运行程序后出现的界面，包含“Play”的按钮，点击能开始游戏；

④游戏运行主体：开始游戏后进入的循环；

④-①蛇、食物的位置初始化：对这些位置进行初始化；

④-②监听键盘、移动蛇位置：通过对键盘的监听，控制蛇的运动；

④-③判断游戏状态：如果触发死亡，则结束游戏，没有则继续游戏；

④-④分数更新：蛇的长度增加则分数更新；

④-⑤更新画面：蛇每次移动都更新一次画面；

⑤结束信息：触发死亡游戏结束时出现的界面，包含“Play Again”的按钮，点

击重新进入游戏循环。

2.2 程序流程图

图2所示为贪吃蛇游戏的程序流程图

图2 贪吃蛇游戏的程序流程图

3．实现代码

代码实现按照设计框架分为五大部分，其中第四部分游戏主体分五小部分介绍。

3.1 相关设置

定义颜色的设置和游戏界面的大小

图3

3.2 初始化

初始化Pygame游戏库，定义变量控制游戏速度以及最高得分初始化。创建游戏窗口。

图4

3.3 欢迎信息

定义一个show_start_info函数，里面包含了“Play”按钮的定义，并使按钮在屏幕中央显示出来，还设置了鼠标监听事件，当按下按钮之后，结束函数，游戏开始。

图5

图6

图7

3.4 游戏运行主体

3.4.1 蛇、食物的位置初始化

设定蛇和食物在屏幕上的初始化位置，以及蛇的初始化方向。

图8

3.4.2 监听键盘、移动蛇位置

设置一个循环，监听键盘的按键是否按下，通过设定各按键对应的方向，控制蛇头

的方向改变。

图9

图10

3.4.3 判断游戏状态

判断蛇头是否与目标方块重合，是则继续游戏，如果蛇头碰触到屏幕边缘，则结束游戏。

图11

图12

3.4.4 分数更新

设定一个draw_score和一个draw_high_score函数表示在屏幕上绘制分数。在main 函数中调用此函数。

图13

图14

图15

3.4.4 更新画面

图16

3.4 结束信息

在触发游戏结束的条件后，出现游戏结束的界面。

图17

图18

3.4 完整代码

# 导入程序所需要的模块

import pygame

import random

import sys

from pygame.locals import *

# 定义颜色的变量

# 目标方块的颜色红色

redColour = pygame.Color(255, 0, 0)

# 背景颜色黑色

blackColour = pygame.Color(0, 0, 0)

# 贪吃蛇的颜色白色

whiteColour = pygame.Color(255, 255, 255)

#游戏界面大小

windows_width = 800

windows_height = 600

# 定义游戏结束的函数

def gameOver():

pygame.quit()

sys.exit()

# 主函数

def main():

# 初始化Pygame这个游戏库

pygame.init()

# 定义一个变量控制游戏的速度

fpsClock = pygame.time.Clock()

# 创建一个窗口图形界面

playSurface = pygame.display.set_mode((windows_width, windows_height)) pygame.display.set_caption("贪吃蛇") #游戏名称写在窗口标题

# 初始化最高分（不可修改）

high_score = 0

show_start_info(playSurface) #打印欢迎信息

while True:

# 初始化变量

# 贪吃蛇起始坐标位置（100,100）

snakePosition = [100, 100]

snakeBody = [[100, 100], [80, 100], [60, 100]]

# 目标方块的起始位置

targetPosition = [300, 300]

# 目标方块的标记目的：用来判断是否吃掉了这个目标方块

targetflag = 1

# 初始化方向--> 往右

direction = 'right'

# 定义一个方向变量

changeDirection = direction

while True:

for event in pygame.event.get():

if event.type == QUIT:

pygame.quit()

sys.exit()

elif event.type == KEYDOWN:

if event.key == K_RIGHT:

changeDirection = 'right'

if event.key == K_LEFT:

changeDirection = 'left'

if event.key == K_UP:

changeDirection = 'up'

if event.key == K_DOWN:

changeDirection = 'down'

# 对应该键盘上的Esc键

if event.key == K_ESCAPE:

pygame.event.post(pygame.event.Event(QUIT))

# 确定方向

if changeDirection == 'left' and not direction == 'right':

direction = changeDirection

if changeDirection == 'right' and not direction == 'left':

direction = changeDirection

if changeDirection == 'up' and not direction == 'down':

direction = changeDirection

if changeDirection == 'down' and not direction == 'up':

direction = changeDirection

# 根据方向移动蛇头坐标

if direction == 'right':

snakePosition[0] += 20

if direction == 'left':

snakePosition[0] -= 20

if direction == 'up':

snakePosition[1] -= 20

if direction == 'down':

snakePosition[1] += 20

# 增加蛇的长度

snakeBody.insert(0, list(snakePosition))

# 如果我们贪吃蛇的位置和目标方块的位置重合了目标方块的标记为0

if snakePosition[0] == targetPosition[0] and snakePosition[1] == targetPosition[1]: targetflag = 0

else:

snakeBody.pop()

if targetflag == 0:

# 随机生成目标方块

x = random.randrange(1, 32)

y = random.randrange(1, 24)

targetPosition = [int(x * 20), int(y * 20)]

targetflag = 1

playSurface.fill(blackColour) # 填充背景为黑色

for position in snakeBody:

# 在屏幕上创建一条蛇

pygame.draw.rect(playSurface, whiteColour, Rect(position[0], position[1], 20, 20))

# 在屏幕上创建目标方块

pygame.draw.rect(playSurface, redColour, Rect(targetPosition[0], targetPosition[1], 20, 20))

pygame.display.flip()

# 显示得分信息

score = len(snakeBody) * 50 - 150

draw_score(playSurface, score)

draw_high_score(playSurface, high_score)

# 出现更高分数把分数更新

if score > high_score:

high_score = score

pygame.display.update()

# 游戏结束

if snakePosition[0] > 800 or snakePosition[0] < 0:

break

elif snakePosition[1] > 600 or snakePosition[1] < 0:

break

# 控制游戏速度

fpsClock.tick(8)

# 显示再玩一次按钮

show_gameover_info(playSurface)

def show_start_info(playSurface):

#设置按钮的尺寸和其他属性

width, height = 200,50

button_color = pygame.Color(0, 255, 0)

text_color = pygame.Color(255, 255, 255)

font = pygame.font.SysFont(None, 48)

#创建按钮的rect对象，并使其居中

rect = pygame.Rect(0, 0, width, height)

playSurface_rect = playSurface.get_rect()

rect.center = playSurface_rect.center

'''将msg渲染为图像，并使其在按钮上居中'''

msg = "Play"

msg_image = font.render(msg, True, text_color, button_color)

msg_image_rect = msg_image.get_rect()

msg_image_rect.center = rect.center

#绘制一个用颜色填充的按钮，再绘制文本

playSurface.fill(button_color, rect)

playSurface.blit(msg_image, msg_image_rect)

pygame.display.update()

while True: #鼠标监听事件

for event in pygame.event.get(): # event handling loop

if event.type == pygame.QUIT:

gameOver() #终止程序

elif event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:

mouse_x, mouse_y = pygame.mouse.get_pos()

return #结束此函数, 开始游戏

def show_gameover_info(playSurface):

#设置按钮的尺寸和其他属性

width, height = 200,50

button_color = pygame.Color(0, 255, 0)

text_color = pygame.Color(255, 255, 255)

font = pygame.font.SysFont(None, 48)

#创建按钮的rect对象，并使其居中

rect = pygame.Rect(0, 0, width, height)

playSurface_rect = playSurface.get_rect()

rect.center = playSurface_rect.center

'''将msg渲染为图像，并使其在按钮上居中'''

msg = "Play Again"

msg_image = font.render(msg, True, text_color, button_color)

msg_image_rect = msg_image.get_rect()

msg_image_rect.center = rect.center

#绘制一个用颜色填充的按钮，再绘制文本

playSurface.fill(button_color, rect)

playSurface.blit(msg_image, msg_image_rect)

pygame.display.update()

while True: #键盘监听事件

for event in pygame.event.get(): # event handling loop

if event.type == pygame.QUIT:

gameOver() #终止程序

elif event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:

mouse_x, mouse_y = pygame.mouse.get_pos()

return #结束此函数, 开始游戏

def draw_score(playSurface, score):

#显示得分信息时使用的字体设置

text_color = pygame.Color(255, 255, 255)

font = pygame.font.SysFont(None, 48)

'''将得分转换为一幅渲染的图像'''

rounded_score = int(round(score, -1))

score_str = "{:,}".format(rounded_score)

score_image = font.render(score_str, True, text_color, (0, 0, 0))

#将得分放在屏幕右上角

score_rect = score_image.get_rect()

playSurface_rect = playSurface.get_rect()

score_rect.right = playSurface_rect.right -20

score_rect.top = 20

playSurface.blit(score_image, score_rect)

def draw_high_score(playSurface, high_score):

#显示得分信息时使用的字体设置

text_color = pygame.Color(255, 255, 255)

font = pygame.font.SysFont(None, 48)

'''将得分转换为一幅渲染的图像'''

rounded_high_score = int(round(high_score, -1))

high_score_str = "{:,}".format(rounded_high_score)

high_score_image = font.render(high_score_str, True, text_color, (0, 0, 0))

#将得分放在屏幕顶端

high_score_rect = high_score_image.get_rect()

playSurface_rect = playSurface.get_rect()

high_score_rect.right = playSurface_rect.centerx

high_score_rect.top = high_score_rect.top

playSurface.blit(high_score_image, high_score_rect)

# 启动程序

if __name__ == '__main__':

main()

4．实验

运行程序，首先进入开始信息界面：

图19

点击“Play”按钮进入游戏

图20

通过键盘↑↓←→键控制蛇的方向，每次触碰到目标方块，蛇的长度增加1，原来的目标方块消失，并随机再在屏幕上生成，分数加50分。

图21

当蛇头触碰到屏幕边缘，游戏停止，显示游戏结束信息

图22

点击”PlayAgain”重新开始游戏，最高得分不会重置

图23

5．总结和展望

本次使用Python中的Pygame模块设计了经典的贪吃蛇小游戏，实现了这个游戏的基本功能，操作蛇也比较灵敏，目标方块也及时在原来的消失之后随机再出现，能够看到分数也能够刷新最高得分，具有一定的可玩性。但游戏的功能还可以进一步完善，比如增加音效和更多选项改变蛇和食物的外观等，使游戏更加美观，更加有吸引力和趣味性，在以后的学习中希望能对这个游戏进行完善。

Python的应用范围很广，做游戏也只是它其中小小的用途，在今后对Python的继续深入学习之后，应该拓展学习它在其他方面的应用，使用Python做更多的有用的项目，为科技发展出一份力。

参考文献：

[1]《Python编程：从入门到实践》作者：[美] Eric Matthes 译者：袁国忠

[2]《中文版Python3教程》