利用Python如何制作贪吃蛇及AI版贪吃蛇详解

2023-07-18 02:22:04 78

用python制作普通贪吃蛇

哈喽，大家不知道是上午好还是中午好还是下午好还是晚上好！

贪吃蛇，应该是90后小时候的记忆（连我这个00后也不例外），今天，我们就用python这款编程语言来实现贪吃蛇

系统：所有都可以

需导入模块：

random
pygame
pygame.locals
sys

下载以上模块指令：

random和sys是Python自带的，我们只需要下载pygame即可

下载pygame：

在开始菜单输入“cmd”回车打开，输入``指令：pipinstallpygame

苹果电脑需要改成：pip3installpygame

下载好后，打开python的shell界面，输入importpygame，回车，如果没报错，及代表安装完成。

接下来什么都不说，直接奉上代码（恕我没写注释）：

importrandom
importpygame
importsys
frompygame.localsimport*

Snakespeed=17
Window_Width=800
Window_Height=500
Cell_Size=20#Widthandheightofthecells
#Ensuringthatthecellsfitperfectlyinthewindow.egifcellsizewas
#10andwindowwidthorwindowheightwere15only1.5cellswould
#fit.
assertWindow_Width%Cell_Size==0,"Windowwidthmustbeamultipleofcellsize."
#Ensuringthatonlywholeintegernumberofcellsfitperfectlyinthewindow.
assertWindow_Height%Cell_Size==0,"Windowheightmustbeamultipleofcellsize."
Cell_W=int(Window_Width/Cell_Size)#CellWidth
Cell_H=int(Window_Height/Cell_Size)#CellcHeight


White=(255,255,255)
Black=(0,0,0)
Red=(255,0,0)#Definingelementcolorsfortheprogram.
Green=(0,255,0)
DARKGreen=(0,155,0)
DARKGRAY=(40,40,40)
YELLOW=(255,255,0)
Red_DARK=(150,0,0)
BLUE=(0,0,255)
BLUE_DARK=(0,0,150)


BGCOLOR=Black#Backgroundcolor


UP='up'
DOWN='down'#Definingkeyboardkeys.
LEFT='left'
RIGHT='right'

HEAD=0#Syntacticsugar:indexofthesnake'shead


defmain():
globalSnakespeedCLOCK,DISPLAYSURF,BASICFONT

pygame.init()
SnakespeedCLOCK=pygame.time.Clock()
DISPLAYSURF=pygame.display.set_mode((Window_Width,Window_Height))
BASICFONT=pygame.font.Font('freesansbold.ttf',18)
pygame.display.set_caption('Snake')

showStartScreen()
whileTrue:
runGame()
showGameOverScreen()


defrunGame():
#Setarandomstartpoint.
startx=random.randint(5,Cell_W-6)
starty=random.randint(5,Cell_H-6)
wormCoords=[{'x':startx,'y':starty},
{'x':startx-1,'y':starty},
{'x':startx-2,'y':starty}]
direction=RIGHT

#Starttheappleinarandomplace.
apple=getRandomLocation()

whileTrue:#maingameloop
foreventinpygame.event.get():#eventhandlingloop
ifevent.type==QUIT:
terminate()
elifevent.type==KEYDOWN:
if(event.key==K_LEFT)anddirection!=RIGHT:
direction=LEFT
elif(event.key==K_RIGHT)anddirection!=LEFT:
direction=RIGHT
elif(event.key==K_UP)anddirection!=DOWN:
direction=UP
elif(event.key==K_DOWN)anddirection!=UP:
direction=DOWN
elifevent.key==K_ESCAPE:
terminate()

#checkiftheSnakehashititselfortheedge
ifwormCoords[HEAD]['x']==-1orwormCoords[HEAD]['x']==Cell_WorwormCoords[HEAD]['y']==-1orwormCoords[HEAD]['y']==Cell_H:
return#gameover
forwormBodyinwormCoords[1:]:
ifwormBody['x']==wormCoords[HEAD]['x']andwormBody['y']==wormCoords[HEAD]['y']:
return#gameover

#checkifSnakehaseatenanapply
ifwormCoords[HEAD]['x']==apple['x']andwormCoords[HEAD]['y']==apple['y']:
#don'tremoveworm'stailsegment
apple=getRandomLocation()#setanewapplesomewhere
else:
delwormCoords[-1]#removeworm'stailsegment

#movethewormbyaddingasegmentinthedirectionitismoving
ifdirection==UP:
newHead={'x':wormCoords[HEAD]['x'],
'y':wormCoords[HEAD]['y']-1}
elifdirection==DOWN:
newHead={'x':wormCoords[HEAD]['x'],
'y':wormCoords[HEAD]['y']+1}
elifdirection==LEFT:
newHead={'x':wormCoords[HEAD][
'x']-1,'y':wormCoords[HEAD]['y']}
elifdirection==RIGHT:
newHead={'x':wormCoords[HEAD][
'x']+1,'y':wormCoords[HEAD]['y']}
wormCoords.insert(0,newHead)
DISPLAYSURF.fill(BGCOLOR)
drawGrid()
drawWorm(wormCoords)
drawApple(apple)
drawScore(len(wormCoords)-3)
pygame.display.update()
SnakespeedCLOCK.tick(Snakespeed)


defdrawPressKeyMsg():
pressKeySurf=BASICFONT.render('Pressakeytoplay.',True,White)
pressKeyRect=pressKeySurf.get_rect()
pressKeyRect.topleft=(Window_Width-200,Window_Height-30)
DISPLAYSURF.blit(pressKeySurf,pressKeyRect)


defcheckForKeyPress():
iflen(pygame.event.get(QUIT))>0:
terminate()
keyUpEvents=pygame.event.get(KEYUP)
iflen(keyUpEvents)==0:
returnNone
ifkeyUpEvents[0].key==K_ESCAPE:
terminate()
returnkeyUpEvents[0].key


defshowStartScreen():
titleFont=pygame.font.Font('freesansbold.ttf',100)
titleSurf1=titleFont.render('Snake!',True,White,DARKGreen)
degrees1=0
degrees2=0
whileTrue:
DISPLAYSURF.fill(BGCOLOR)
rotatedSurf1=pygame.transform.rotate(titleSurf1,degrees1)
rotatedRect1=rotatedSurf1.get_rect()
rotatedRect1.center=(Window_Width/2,Window_Height/2)
DISPLAYSURF.blit(rotatedSurf1,rotatedRect1)

drawPressKeyMsg()

ifcheckForKeyPress():
pygame.event.get()#cleareventqueue
return
pygame.display.update()
SnakespeedCLOCK.tick(Snakespeed)
degrees1+=3#rotateby3degreeseachframe
degrees2+=7#rotateby7degreeseachframe


defterminate():
pygame.quit()
sys.exit()


defgetRandomLocation():
return{'x':random.randint(0,Cell_W-1),'y':random.randint(0,Cell_H-1)}


defshowGameOverScreen():
gameOverFont=pygame.font.Font('freesansbold.ttf',100)
gameSurf=gameOverFont.render('Game',True,White)
overSurf=gameOverFont.render('Over',True,White)
gameRect=gameSurf.get_rect()
overRect=overSurf.get_rect()
gameRect.midtop=(Window_Width/2,10)
overRect.midtop=(Window_Width/2,gameRect.height+10+25)

DISPLAYSURF.blit(gameSurf,gameRect)
DISPLAYSURF.blit(overSurf,overRect)
drawPressKeyMsg()
pygame.display.update()
pygame.time.wait(500)
checkForKeyPress()#clearoutanykeypressesintheeventqueue

whileTrue:
ifcheckForKeyPress():
pygame.event.get()#cleareventqueue
return


defdrawScore(score):
scoreSurf=BASICFONT.render('Score:%s'%(score),True,White)
scoreRect=scoreSurf.get_rect()
scoreRect.topleft=(Window_Width-120,10)
DISPLAYSURF.blit(scoreSurf,scoreRect)


defdrawWorm(wormCoords):
forcoordinwormCoords:
x=coord['x']*Cell_Size
y=coord['y']*Cell_Size
wormSegmentRect=pygame.Rect(x,y,Cell_Size,Cell_Size)
pygame.draw.rect(DISPLAYSURF,DARKGreen,wormSegmentRect)
wormInnerSegmentRect=pygame.Rect(
x+4,y+4,Cell_Size-8,Cell_Size-8)
pygame.draw.rect(DISPLAYSURF,Green,wormInnerSegmentRect)


defdrawApple(coord):
x=coord['x']*Cell_Size
y=coord['y']*Cell_Size
appleRect=pygame.Rect(x,y,Cell_Size,Cell_Size)
pygame.draw.rect(DISPLAYSURF,Red,appleRect)


defdrawGrid():
forxinrange(0,Window_Width,Cell_Size):#drawverticallines
pygame.draw.line(DISPLAYSURF,DARKGRAY,(x,0),(x,Window_Height))
foryinrange(0,Window_Height,Cell_Size):#drawhorizontallines
pygame.draw.line(DISPLAYSURF,DARKGRAY,(0,y),(Window_Width,y))


if__name__=='__main__':
try:
main()
exceptSystemExit:
pass

以上是贪吃蛇的全部代码，接下来，我们来制作AI版贪吃蛇。

用python制作AI版贪吃蛇

AI版贪吃蛇，即让系统自己玩贪吃蛇，一句话：自己玩自己。下面开始：

系统：什么都可以

需导入的模块：

pygame
sys
time
random

如果你已经下载好了pygame，即可直接开始。

还是什么都不说，直接奉上代码（这次有注释）

#coding:utf-8
importpygame,sys,time,random
frompygame.localsimport*
#定义颜色变量
redColour=pygame.Color(255,0,0)
blackColour=pygame.Color(0,0,0)
whiteColour=pygame.Color(255,255,255)
greenColour=pygame.Color(0,255,0)
headColour=pygame.Color(0,119,255)

#注意：在下面所有的除法中，为了防止pygame输出偏差，必须取除数(//)而不是单纯除法(/)

#蛇运动的场地长宽，因为第0行，HEIGHT行，第0列，WIDTH列为围墙，所以实际是13*13
HEIGHT=15
WIDTH=15
FIELD_SIZE=HEIGHT*WIDTH
#蛇头位于snake数组的第一个元素
HEAD=0

#用数字代表不同的对象，由于运动时矩阵上每个格子会处理成到达食物的路径长度，
#因此这三个变量间需要有足够大的间隔(>HEIGHT*WIDTH)来互相区分
#小写一般是坐标，大写代表常量
FOOD=0
UNDEFINED=(HEIGHT+1)*(WIDTH+1)
SNAKE=2*UNDEFINED

#由于snake是一维数组，所以对应元素直接加上以下值就表示向四个方向移动
LEFT=-1
RIGHT=1
UP=-WIDTH#一维数组，所以需要整个宽度都加上才能表示上下移动
DOWN=WIDTH

#错误码
ERR=-2333

#用一维数组来表示二维的东西
#board表示蛇运动的矩形场地
#初始化蛇头在(1,1)的地方
#初始蛇长度为1
board=[0]*FIELD_SIZE#[0,0,0,……]
snake=[0]*(FIELD_SIZE+1)
snake[HEAD]=1*WIDTH+1
snake_size=1
#与上面变量对应的临时变量，蛇试探性地移动时使用
tmpboard=[0]*FIELD_SIZE
tmpsnake=[0]*(FIELD_SIZE+1)
tmpsnake[HEAD]=1*WIDTH+1
tmpsnake_size=1

#food:食物位置初始在(4,7)
#best_move:运动方向
food=4*WIDTH+7
best_move=ERR

#运动方向数组，游戏分数(蛇长)
mov=[LEFT,RIGHT,UP,DOWN]
score=1

#检查一个cell有没有被蛇身覆盖，没有覆盖则为free，返回true
defis_cell_free(idx,psize,psnake):
returnnot(idxinpsnake[:psize])

#检查某个位置idx是否可向move方向运动
defis_move_possible(idx,move):
flag=False
ifmove==LEFT:
#因为实际范围是13*13,[1,13]*[1,13],所以idx为1时不能往左跑，此时取余为1所以>1
flag=Trueifidx%WIDTH>1elseFalse
elifmove==RIGHT:
#这里的(2*WIDTH-1)elseFalse
elifmove==DOWN:
flag=Trueifidx<(FIELD_SIZE-2*WIDTH)elseFalse
returnflag
#重置board
#board_BFS后，UNDEFINED值都变为了到达食物的路径长度
#如需要还原，则要重置它
defboard_reset(psnake,psize,pboard):
foriinrange(FIELD_SIZE):
ifi==food:
pboard[i]=FOOD
elifis_cell_free(i,psize,psnake):#该位置为空
pboard[i]=UNDEFINED
else:#该位置为蛇身
pboard[i]=SNAKE

#广度优先搜索遍历整个board，
#计算出board中每个非SNAKE元素到达食物的路径长度
defboard_BFS(pfood,psnake,pboard):
queue=[]
queue.append(pfood)
inqueue=[0]*FIELD_SIZE
found=False
#while循环结束后，除了蛇的身体，
#其它每个方格中的数字为从它到食物的曼哈顿间距
whilelen(queue)!=0:
idx=queue.pop(0)#初始时idx是食物的坐标
ifinqueue[idx]==1:continue
inqueue[idx]=1
foriinrange(4):#左右上下
ifis_move_possible(idx,mov[i]):
ifidx+mov[i]==psnake[HEAD]:
found=True
ifpboard[idx+mov[i]]pboard[idx]+1:#小于的时候不管，不然会覆盖已有的路径数据
pboard[idx+mov[i]]=pboard[idx]+1
ifinqueue[idx+mov[i]]==0:
queue.append(idx+mov[i])
returnfound

#从蛇头开始，根据board中元素值，
#从蛇头周围4个领域点中选择最短路径
defchoose_shortest_safe_move(psnake,pboard):
best_move=ERR
min=SNAKE
foriinrange(4):
ifis_move_possible(psnake[HEAD],mov[i])andpboard[psnake[HEAD]+mov[i]]max:
max=pboard[psnake[HEAD]+mov[i]]
best_move=mov[i]
returnbest_move

#检查是否可以追着蛇尾运动，即蛇头和蛇尾间是有路径的
#为的是避免蛇头陷入死路
#虚拟操作，在tmpboard,tmpsnake中进行
defis_tail_inside():
globaltmpboard,tmpsnake,food,tmpsnake_size
tmpboard[tmpsnake[tmpsnake_size-1]]=0#虚拟地将蛇尾变为食物(因为是虚拟的，所以在tmpsnake,tmpboard中进行)
tmpboard[food]=SNAKE#放置食物的地方，看成蛇身
result=board_BFS(tmpsnake[tmpsnake_size-1],tmpsnake,tmpboard)#求得每个位置到蛇尾的路径长度
foriinrange(4):#如果蛇头和蛇尾紧挨着，则返回False。即不能follow_tail，追着蛇尾运动了
ifis_move_possible(tmpsnake[HEAD],mov[i])andtmpsnake[HEAD]+mov[i]==tmpsnake[tmpsnake_size-1]andtmpsnake_size>3:
result=False
returnresult

#让蛇头朝着蛇尾运行一步
#不管蛇身阻挡，朝蛇尾方向运行
deffollow_tail():
globaltmpboard,tmpsnake,food,tmpsnake_size
tmpsnake_size=snake_size
tmpsnake=snake[:]
board_reset(tmpsnake,tmpsnake_size,tmpboard)#重置虚拟board
tmpboard[tmpsnake[tmpsnake_size-1]]=FOOD#让蛇尾成为食物
tmpboard[food]=SNAKE#让食物的地方变成蛇身
board_BFS(tmpsnake[tmpsnake_size-1],tmpsnake,tmpboard)#求得各个位置到达蛇尾的路径长度
tmpboard[tmpsnake[tmpsnake_size-1]]=SNAKE#还原蛇尾
returnchoose_longest_safe_move(tmpsnake,tmpboard)#返回运行方向(让蛇头运动1步)

#在各种方案都不行时，随便找一个可行的方向来走(1步),
defany_possible_move():
globalfood,snake,snake_size,board
best_move=ERR
board_reset(snake,snake_size,board)
board_BFS(food,snake,board)
min=SNAKE

foriinrange(4):
ifis_move_possible(snake[HEAD],mov[i])andboard[snake[HEAD]+mov[i]]
ok，这就是今天的全部内容866！
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