Python小应用系列之用Python(蛇)玩Snake(贪吃蛇)

0 引言

前几天，星球有人提到贪吃蛇，一下子就勾起了我的兴趣，毕竟在那个Nokia称霸的年代，这款游戏可是经典中的经典啊！而用Python(蛇)玩Snake(贪吃蛇)，那再合适不过了🤣🤣🤣

先通过下面这个效果图来感受下吧！

1 环境

操作系统：Windows

Python版本：3.7.3

2 需求分析

我们先来回顾下贪吃蛇中的游戏元素及游戏规则。

首先呢，需要有贪吃蛇、有食物；需要能控制贪吃蛇来上下移动获取食物；贪吃蛇在吃取食物后，自身长度增加，同时食物消失并随机生成新的食物；如果贪吃蛇触碰到四周墙壁或是触碰到自己身体时，则游戏结束。

游戏规则就是这么简单，接下来我们借助一个第三方库pygame来实现它。

PyGame 是一个利用SDL库的游戏库， 是一组用来开发游戏软件的 Python 程序模块。

SDL（Simple DirectMedia Layer）是一个跨平台库，支持访问计算机多媒体硬件（声音、视频、输入等），SDL非常强大，但美中不足的是它是基于 C 语言的。

PyGame是 SDL 库的 Python 包装器（wrapper），Pygame 在SDL库的基础上提供了各种接口，从而使用用户能够使用 python 语言创建各种各样的游戏或多媒体程序。

它的安装方法很简单，如下：

pip install pygame

想要了解更多pygame功能的朋友也可以查阅官方的文档。

3 代码实现

首先导入我们要用到的模块，除了第三方库pygame外，我们还会用到一些Python内置的模块如sys、random、time等，一并导入即可。

import pygame, sys, random, time
# 从pygame模块导入常用的函数和常量
from pygame.locals import *   

3.1 一些全局参数的初始化

接下来，我们需要声明一些全局参数。如初始化pygame、定义游戏窗口的大小、窗口的标题、定义全局的颜色变量等信息。

# 初始化Pygame库
pygame.init()
# 初始化一个游戏界面窗口
DISPLAY = pygame.display.set_mode((640, 480))
# 设置游戏窗口的标题
pygame.display.set_caption('人人都是Pythonista - Snake')
# 定义一个变量来控制游戏速度
FPSCLOCK = pygame.time.Clock()
# 初始化游戏界面内使用的字体
BASICFONT = pygame.font.SysFont("SIMYOU.TTF", 80)

# 定义颜色变量
BLACK = pygame.Color(0, 0, 0)
WHITE = pygame.Color(255, 255, 255)
RED = pygame.Color(255, 0, 0)
GREY = pygame.Color(150, 150, 150)

3.2 初始化贪吃蛇及食物

游戏中需要有贪吃蛇及食物，我们给定一个初始值。我们将整个界面看成许多20*20的小方块，每个小方块代表一个标准小格子，贪吃蛇的长度就可以用几个标准小格子表示。我们将贪吃蛇身体用列表的形式存储，方便之后的删减。

'''初始化贪吃蛇及食物'''
# 贪吃蛇的的初始位置
snake_Head = [100,100]
# 初始化贪吃蛇的长度 (注：这里以20*20为一个标准小格子)
snake_Body = [[80,100],[60,100],[40,100]]
# 指定蛇初始前进的方向，向右
direction = "right"

# 给定第一枚食物的位置
food_Position = [300,300]
# 食物标记：0代表食物已被吃掉；1代表未被吃掉。
food_flag = 1

3.3 实现贪吃蛇的上下左右移动

我们需要控制贪吃蛇的上下左右的移动，这里通过监听键盘输入来实现。利用键盘中的上下左右键或WASD键来控制贪吃蛇的运动。

# 检测按键等Pygame事件
for event in pygame.event.get():
    if event.type == QUIT:
        # 接收到退出事件后，退出程序
        pygame.quit()
        sys.exit()

    # 判断键盘事件，用 方向键 或 wsad 来表示上下左右
    elif event.type == KEYDOWN:
        if (event.key == K_UP or event.key == K_w) and direction != DOWN:
            direction = UP
        if (event.key == K_DOWN or event.key == K_s) and direction != UP:
            direction = DOWN
        if (event.key == K_LEFT or event.key == K_a) and direction != RIGHT:
            direction = LEFT
        if (event.key == K_RIGHT or event.key == K_d) and direction != LEFT:
            direction = RIGHT

接下来就是将蛇前进方向按照键盘的输入进行转弯操作，并将蛇的头部当前的位置加入到蛇身的列表中。

# 根据键盘的输入，改变蛇的头部，进行转弯操作
if direction == LEFT:
    snake_Head[0] -= 20
if direction == RIGHT:
    snake_Head[0] += 20
if direction == UP:
    snake_Head[1] -= 20
if direction == DOWN:
    snake_Head[1] += 20

# 将蛇的头部当前的位置加入到蛇身的列表中
snake_Body.insert(0, list(snake_Head))

3.4 判断是否吃到食物

如果蛇头与食物的位置重合，则判定吃到食物，将食物数量清零；而没吃到食物的话，蛇身就会跟着蛇头运动，蛇身的最后一节将被踢出列表。

# 判断是否吃掉食物
if snake_Head[0]==food_Position[0] and snake_Head[1]==food_Position[1]:
    food_flag = 0
else:
    snake_Body.pop()

3.5 重新生成食物

当游戏界面中的食物数量为0时，需要重新生成食物。利用random函数来生成随机位置

# 生成新的食物
if food_flag == 0:
    # 随机生成x, y
    x = random.randrange(1,32)
    y = random.randrange(1,24)
    food_Position = [int(x*20),int(y*20)]
    food_flag = 1

3.6 绘制贪吃蛇、食物、分数等信息

定义贪吃蛇的绘制函数

# 绘制贪吃蛇
def drawSnake(snake_Body):
    for i in snake_Body:
        pygame.draw.rect(DISPLAY, WHITE, Rect(i[0], i[1], 20, 20))

定义食物的绘制函数

# 绘制食物的位置
def drawFood(food_Position):
    pygame.draw.rect(DISPLAY, RED, Rect(food_Position[0], food_Position[1], 20, 20))

定义分数的绘制函数

# 打印出当前得分
def drawScore(score):
    # 设置分数的显示颜色
    score_Surf = BASICFONT.render('%s' %(score), True, GREY)
    # 设置分数的位置
    score_Rect = score_Surf.get_rect()
    score_Rect.midtop = (320, 240)
    # 绑定以上设置到句柄
    DISPLAY.blit(score_Surf, score_Rect)

这些都定义好之后，我们需要在游戏主逻辑中调用它们，并刷新Pygame的显示层，贪吃蛇与食物的每一次移动，都会进行刷新显示层的操作来显示。最后我们可以设定一个速度值来合理控制游戏执行的速度。

DISPLAY.fill(BLACK)
# 画出贪吃蛇
drawSnake(snake_Body)
# 画出食物的位置
drawFood(food_Position)
# 打印出玩家的分数
drawScore(len(snake_Body) - 3)
# 刷新Pygame的显示层，贪吃蛇与食物的每一次移动，都会进行刷新显示层的操作来显示。
pygame.display.flip()
# 控制游戏速度
FPSCLOCK.tick(7)

3.7 定义游戏结束的画面并判断游戏是否结束

定义函数，用于展示游戏结束的画面并退出程序

# 游戏结束并退出
def GameOver():
    # 设置GameOver的显示颜色
    GameOver_Surf = BASICFONT.render('Game Over!', True, GREY)
    # 设置GameOver的位置
    GameOver_Rect = GameOver_Surf.get_rect()
    GameOver_Rect.midtop = (320, 10)
    # 绑定以上设置到句柄
    DISPLAY.blit(GameOver_Surf, GameOver_Rect)

    pygame.display.flip()
    # 等待3秒
    time.sleep(3)
    # 退出游戏
    pygame.quit()
    # 退出程序
    sys.exit()

在游戏主逻辑中加入判断，游戏是否结束

'''游戏结束的判断'''
# 贪吃蛇触碰到边界
if snake_Head[0]<0 or snake_Head[0]>620:
    GameOver()
if snake_Head[1]<0 or snake_Head[1]>460:
    GameOver()
# 贪吃蛇触碰到自己
for i in snake_Body[1:]:
    if snake_Head[0]==i[0] and snake_Head[1]==i[1]:
        GameOver()

4 后记

本文利用Pygame模块实现了最简单的贪吃蛇版本。当然还有很多需要优化的地方，比如随机生成食物时如何避免出现在贪吃蛇的自身上、通过贪吃蛇的长度来自动控制游戏速度等等。更高级一点的有如何通过AI自动玩贪吃蛇、贪吃蛇的双人对战等，期待大家利用Python可以把贪吃蛇玩出一个新的高度！😎😎😎

本文所涉及的完整代码详见HGzhao/PythonApps

备注：本篇首发于知识星球「人人都是Pythonista」。