Python で 2048 ミニゲームを実装する方法を段階的に教えます
- 高洛峰オリジナル
- 2017-02-14 14:01:392559ブラウズ
2048 というゲームは皆さんもご存知かと思いますが、以下の記事では主に Python を使って 2048 ミニゲームを実装する方法をコメントとサンプルコードを通して詳しく紹介しています。理解と学習が必要な友人は参照してください。
はじめに
2048 ゲームのルール: 方向キーを動かして数字を重ね合わせ、これらの数字を重ね合わせるたびにスコアを取得します。数字 2048 が表示されたら、ゲームに勝ちます。同時に、方向キーを動かすたびに、4*4 の正方形マトリックスの空白領域に 2 または 4 の数字がランダムに生成されます。正方形が数字で埋め尽くされると、ゲームオーバーになります。
メインロジックダイアグラム
ロジックダイアグラム: 黒はロジック層、青は外部メソッド、赤はクラス内メソッド、後でわかります~
メイン ロジックの main() 関数を 1 行ずつ説明し、その中で外部定義された関数とクラスを交差させます。 main()函数，并且在其中穿叉外部定义的函数与类。
主逻辑代码解读（完整代码见文末）
主逻辑main如下，之后的是对主函数中的一些方法的解读：
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]()
逐条解读（代码框内会标注是来自外部，无标注则是来自内部）：定义主函数
def main(stdscr):
def init(): #重置游戏棋盘 game_field.reset()
reset出自外部定义的类，game_field=GameField的一个方法reset：
外部：
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() #其中highscore为程序初始化过程中定义的一个变量。记录你win游戏的最高分数记录。
return 'Game'
返回一个游戏进行中的状态。game_field=GameField状态在后面有定义：
主函数底部定义：
state_actions = {
'Init': init,
'Win': lambda: not_game('Win'),
'Gameover': lambda: not_game('Gameover'),
'Game': game
}
def not_game(state): #画出 GameOver 或者 Win 的界面 game_field.draw(stdscr)
draw是导入的类game_field=GameField中的方法：
#来自外部类
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!'
#定义各个字符串
def cast(string):
screen.addstr(string + '\n')
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)
#这里面的draw方法的字函数我就不做多的解释了，很简单的一些概念。
#但是又运用到了很优秀的精简代码。
#有的地方建议去查一下python的一些高级概念，我就不做多的介绍了。
这里面的draw方法的字函数我就不做多的解释了，很简单的一些概念。
但是又运用到了很优秀的精简代码。
有的地方建议去查一下python的一些高级概念，我就不做多的介绍了。
#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)
读取用户行为,函数来自于代码初始的定义
#来自外部定义的函数 def get_user_action(keyboard): char = "N" while char not in actions_dict: char = keyboard.getch() return actions_dict[char]
在结尾处，也即是主函数执行的第三步，定义了state = state_actions[state]()这一实例：
#主函数底部： state = 'Init' #状态机开始循环 while state != 'Exit': state = state_actions[state]()
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' #game()函数的定义类似于上面已经讲过的not_game()，只是game()有了内部循环 #即如果不是Restart/Exit或者对move之后的状态进行判断，如果不是结束游戏，就一直在game()内部循环。
game()函数的定义类似于上面已经讲过的not_game() ，只是game()有了内部循环，即如果不是Restart/Exit或者对move之后的状态进行判断，如果不是结束游戏，就一直在game()内部循环。
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]()
#此处的意思是：state=state_actions[state] 可以看做是：
#state=init()或者state=not_game(‘Win')或者是另外的not_game(‘Gameover')/game()
此处的意思是：state=state_actions[state] 可以看做是：state=init()或者state=not_game(‘Win')或者是另外的not_game(‘Gameover')/game()
メインロジックコードの解釈 (完全なコードについては記事の最後を参照) 
メインロジックは次のとおりで、その後にメイン関数のいくつかのメソッドの解釈が続きます:
#-*- coding:utf-8 -*-
import curses
from random import randrange, choice # generate and place new tile
from collections import defaultdict
letter_codes = [ord(ch) for ch in 'WASDRQwasdrq']
actions = ['Up', 'Left', 'Down', 'Right', 'Restart', 'Exit']
actions_dict = dict(zip(letter_codes, actions * 2))
def transpose(field):
return [list(row) for row in zip(*field)]
def invert(field):
return [row[::-1] for row in field]
class GameField(object):
def __init__(self, height=4, width=4, win=2048):
self.height = height
self.width = width
self.win_value = win
self.score = 0
self.highscore = 0
self.reset()
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()
def move(self, direction):
def move_row_left(row):
def tighten(row): # squeese non-zero elements together
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):
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
return tighten(merge(tighten(row)))
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
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)
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')
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)
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
def move_is_possible(self, direction):
def row_is_left_movable(row):
def change(i): # true if there'll be change in i-th tile
if row[i] == 0 and row[i + 1] != 0: # Move
return True
if row[i] != 0 and row[i + 1] == row[i]: # Merge
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
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]()
curses.wrapper(main)
1つずつ解釈（コードボックス 内部アノテーションは外部から来て、アンノテーションは内部から来ます）：外部定義クラスからメイン関数
rrreee
🎜🎜🎜rrreee🎜🎜🎜resetを定義します、game_field=GameField のメソッド リセット: 🎜🎜 外部: 🎜🎜🎜🎜rrreee🎜🎜🎜🎜rrreee🎜🎜🎜 ゲーム進行中の状態に戻ります。 game_field=GameFieldステータスは後で定義します: 🎜🎜メイン関数の一番下の定義: 🎜🎜🎜🎜rrreee🎜🎜🎜🎜rrreee🎜🎜🎜draw はインポートされたクラスです game_field=GameField メソッド: 🎜🎜🎜rrreee🎜🎜🎜 ここでは、draw メソッドのワード関数についてはあまり説明しません。非常に単純な概念です。 🎜🎜🎜しかし、それは優れた合理化されたコードを使用しています。 🎜🎜🎜 Python の高度な概念を確認することを推奨している場所もありますが、あまり詳しくは説明しません。 🎜🎜🎜rrreee🎜🎜🎜ユーザーの動作を読んでください。この関数はコードの初期定義から来ています🎜🎜🎜rrreee🎜🎜🎜メイン関数実行の 3 番目のステップである最後に、state = state_actions[ state]()この例: 🎜🎜🎜rrreee🎜🎜🎜🎜rrreee🎜🎜🎜🎜rrreee🎜🎜🎜game()関数の定義は、これまでに説明したものと似ています上記のnot_game() ですが、game() には内部ループがあります。つまり、再起動/終了または移動後の状態の判断ではない場合、ゲームが終了すると、常に game() 内部ループになります。 🎜🎜🎜rrreee🎜🎜🎜 ここでの意味は次のとおりです: state=state_actions[state] は、state=init() または state=not_game ( 'Win') または別の not_game('Gameover')/game()🎜🎜これ以上ナンセンスではありません。これが私の以前の成功した画像です。さらに、Win=32 を設定することもできます。最後の数行が最終的な勝利条件を決定します。 🎜🎜🎜🎜🎜🎜🎜🎜完全なコード🎜🎜🎜🎜🎜rrreee🎜🎜🎜 Python で 2048 ミニ ゲームを実装する方法に関する X ステップバイステップ チュートリアルの詳細については、PHP 中国語 Web サイトに注目してください。 🎜声明：
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