2048 这个小游戏大家都不陌生, 应该都玩过, 之前已经在网上见过各个版本的 2048 实现了, 有 JAVAhtml5 等, 今天我就给大家来一个我 200 行 python 代码实现的 2048 游戏, 感兴趣的朋友一起看看吧
创建游戏文件 2048.py
首先导入需要的包:
- import curses
- from random import randrange, choice
- from collections import defaultdict
主逻辑
用户行为
所有的有效输入都可以转换为 "上, 下, 左, 右, 游戏重置, 退出" 这六种行为, 用 actions 表示
actions = ['Up', 'Left', 'Down', 'Right', 'Restart', 'Exit']
有效输入键是最常见的 W(上),A(左),S(下),D(右),R(重置),Q(退出), 这里要考虑到大写键开启的情况, 获得有效键值列表:
letter_codes = [ord(ch) for ch in 'WASDRQwasdrq']
将输入与行为进行关联:
actionsdict = dict(zip(lettercodes, actions * 2))
状态机
处理游戏主逻辑的时候我们会用到一种十分常用的技术: 状态机, 或者更准确的说是有限状态机 (FSM)
你会发现 2048 游戏很容易就能分解成几种状态的转换
state 存储当前状态, state_actions 这个词典变量作为状态转换的规则, 它的 key 是状态, value 是返回下一个状态的函数:
- Init: init()
- Game: game()
- Win: lambda: not_game('Win')
- Gameover: lambda: not_game('Gameover')
Exit: 退出循环
状态机会不断循环, 直到达到 Exit 终结状态结束程序
下面是经过提取的主逻辑的代码, 会在后面进行补全:
- def main(stdscr):
- def init():
- #重置游戏棋盘
- return 'Game'
- def not_game(state):
- #画出 GameOver 或者 Win 的界面
- #读取用户输入得到 action, 判断是重启游戏还是结束游戏
responses = defaultdict(lambda: state) #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():
- #画出当前棋盘状态
- #读取用户输入得到 action
- if action == 'Restart':
- return 'Init'
- if action == 'Exit':
- return 'Exit'
- #if 成功移动了一步:
if 游戏胜利了:
return 'Win'
if 游戏失败了:
- return 'Gameover'
- return 'Game'
- state_actions = {
- 'Init': init,
- 'Win': lambda: not_game('Win'),
- 'Gameover': lambda: not_game('Gameover'),
- 'Game': game
- }
- state = 'Init'
- #状态机开始循环
- while state != 'Exit':
- state = state_actions[state]()
用户输入处理
阻塞+循环, 直到获得用户有效输入才返回对应行为:
- def get_user_action(keyboard):
- char = "N"
- while char not in actions_dict:
- char = keyboard.getch()
- return actions_dict[char]
矩阵转置与矩阵逆转
加入这两个操作可以大大节省我们的代码量, 减少重复劳动, 看到后面就知道了
矩阵转置:
- def transpose(field):
- return [list(row) for row in zip(*field)]
矩阵逆转 (不是逆矩阵):
- def invert(field) : return [row[: :-1]
- for row in field]
创建棋盘
初始化棋盘的参数, 可以指定棋盘的高和宽以及游戏胜利条件, 默认是最经典的 4×4~2048
- class GameField(object):
- def __init__(self, height=4, width=4, win=2048):
- self.height = height #高
- self.width = width #宽
- self.win_value = 2048 #过关分数
- self.score = 0 #当前分数
- self.highscore = 0 #最高分
- self.reset() #棋盘重置
棋盘操作
随机生成一个 2 或者 4
- def spawn(self):
- 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])
- self.field[i][j] = new_element
- #### 重置棋盘
- def reset(self):
- 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)]
- self.spawn()
- self.spawn()
- #### 一行向左合并
(注: 这一操作是在 move 内定义的, 拆出来是为了方便阅读)
- def move_row_left(row):
- def tighten(row): # 把零散的非零单元挤到一块
- 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): # 对邻近元素进行合并
- pair = False
- new_row = []
- for i in range(len(row)):
- if pair:
- new_row.append(2 * row[i])
- self.score += 2 * row[i]
- 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)
- return new_row
- #先挤到一块再合并再挤到一块
- return tighten(merge(tighten(row)))
棋盘走一步
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
- def move(self, direction):
- def move_row_left(row):
- #一行向左合并
- 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
判断输赢
- def is_win(self):
- return any(any(i >= self.win_value for i in row) for row in self.field)
- def is_gameover(self):
- return not any(self.move_is_possible(move) for move in actions)
- #### 判断能否移动
- def move_is_possible(self, direction):
- defrow_is_left_movable(row):
- def change(i):
- if row[i] == 0 and row[i + 1] != 0: # 可以移动
- return True
- if row[i] != 0 and row[i + 1] == row[i]: # 可以合并
- 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
绘制游戏界面
- 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')
- #绘制水平分割线
- 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('HGHSCORE:' + 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)
完成主逻辑
完成以上工作后, 我们就可以补完主逻辑了!
- def main(stdscr):
- def init():
- #重置游戏棋盘
- game_field.reset()
- return 'Game'
- def not_game(state):
- #画出 GameOver 或者 Win 的界面
- 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) #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():
- #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':
- return 'Init'
- if action == 'Exit':
- return 'Exit'
- if game_field.move(action): # move successful
- if game_field.is_win():
- return 'Win'
- if game_field.is_gameover():
- return 'Gameover'
- return 'Game'
- state_actions = {
- 'Init': init,
- 'Win': lambda: not_game('Win'),
- 'Gameover': lambda: not_game('Gameover'),
- 'Game': game
- }
- curses.use_default_colors()
- game_field = GameField(win=32)
- state = 'Init'
- #状态机开始循环
- while state != 'Exit':
- state = state_actions[state]()
运行
填上最后一行代码:
curses.wrapper(main)
完整版代码地址: https://github.com/JLUNeverMore/easy_2048-in-200-lines
来源: http://www.phperz.com/article/18/0218/362720.html