Python游戲編程：一步步用Python打造經典貪吃蛇小游戲

来源:https://www.cnblogs.com/obullxl/p/18212076/NTopic2024052301
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貪吃蛇作為一款極其經典且廣受歡迎的小游戲，是早期 Windows 電腦和功能手機（特別是諾基亞手機）流行度極高的小游戲，是當時功能手機時代最具代表性的游戲之一。游戲的基本規則和目標十分簡單，但卻極具吸引力，讓人欲罷不能。本博文我們用 Python 編寫屬於自己的貪吃蛇游戲，一起來體驗一下編程的樂趣與... ...


貪吃蛇作為一款極其經典且廣受歡迎的小游戲，是早期 Windows 電腦和功能手機（特別是諾基亞手機）流行度極高的小游戲，是當時功能手機時代最具代表性的游戲之一。游戲的基本規則和目標十分簡單，但卻極具吸引力，讓人欲罷不能。本博文我們用 Python 編寫屬於自己的貪吃蛇游戲，一起來體驗一下編程的樂趣與成就……

本文 Python 貪吃蛇游戲源代碼：https://gitee.com/obullxl/PythonCS/tree/master/CS-CY2405

上篇Python消消樂小游戲和源代碼：https://mp.weixin.qq.com/s/QExc_gT-AKlDHWEN1Ycnlw

貪吃蛇游戲分析

控制蛇的移動：通過上下左右鍵，控制一條蛇在游戲區域中移動，最初蛇很短，通常由 1 個方塊組成。

吃到食物增長：游戲區域中會隨機出現食物（例如一個方塊），當蛇頭觸碰到食物時，代表蛇吃到了食物，蛇身體會增長一節，同時得 1 分。

避免越界或碰撞：游戲中需要避免蛇頭撞到游戲區域的邊界，或者蛇頭碰到自己的身體。

策略性移動：隨著游戲的進行蛇身增長，需要巧妙地操控蛇的路徑，既要吃到食物，又要避免越界碰撞，這變得越來越具挑戰性和趣味性。

游戲分數和結束：游戲過程中，需要記錄當前得分（即：蛇吃到食物的數量），游戲結束，展示總得分和重新開始游戲或者退出。

游戲進行中界面

準備：安裝 pygame 工具包

貪吃蛇游戲依賴pygame這個強大的 Python 游戲工具包：

pip install pygame

代碼：設置基礎參數

基礎參數包括屏幕大小、中文字體、背景顏色、字體顏色、蛇的顏色、食物的顏色、蛇的大小和蛇游動速度等。中文simsun.ttf字體文件在源代碼目錄，請一起下載到本地：

import random
import pygame

# 初始化
pygame.init()

# 設置視窗和初始化
SCREEN_WIDTH = 640
SCREEN_HEIGHT = 480
SCREEN = pygame.display.set_mode((SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT))

# 設置視窗標題
pygame.display.set_caption('老牛同學：貪吃蛇')

# 游戲屏幕字體
SCORE_FONT = pygame.font.Font('./fonts/simsun.ttf', 25)
RESULT_FONT = pygame.font.Font('./fonts/simsun.ttf', 25)

# 顏色設置
BLACK = (0, 0, 0)  # 黑色（屏幕的顏色）
WHITE = (255, 255, 255)  # 白色（分數的顏色）
GREEN = (0, 255, 0)  # 綠色（蛇的顏色）
RED = (255, 0, 0)  # 紅色（食物的顏色，游戲結束字體的顏色）

# 蛇區塊大小（正方形）和游動速度
SNAKE_BLOCK = 10
SNAKE_SPEED = 8

代碼：繪製游戲進行中的得分

游戲進行中，得分預設在視窗左上角展示：

def draw_score(score):
    """繪製當前分數"""
    score_text = SCORE_FONT.render("總分數：" + str(score), True, WHITE)
    #SCREEN.blit(score_text, [20, 20])  # 左上角

也可以設置為頂部居中展示，如下代碼：

def draw_score(score):
    """繪製當前分數"""
    score_text = SCORE_FONT.render("總分數：" + str(score), True, WHITE)
    score_rect = score_text.get_rect(center=(SCREEN_WIDTH // 2, 20))
    SCREEN.blit(score_text, score_rect)

代碼：繪製游戲進行中蛇的身體

游戲進行中，蛇的身體其實就是一些方塊的位置，蛇的數據結構為一個 list 列表，列表的元素是 x 和 y 坐標 list 列表，即[[x1,y1],[x2,y2],[x3,y3]...]數據存儲形式，蛇尾是第 1 個元素，蛇頭是在最後 1 個元素。

def draw_snake(snake_list):
    """繪製蛇的身體，由於都是方塊，所以繪製過程無需區分蛇頭和蛇身等"""
    for x in snake_list:
        pygame.draw.rect(SCREEN, GREEN, [x[0], x[1], SNAKE_BLOCK, SNAKE_BLOCK])

問題：蛇尾在第 1 個元素，而蛇頭在最後 1 個元素，為什麼要這麼設計？

答案：從後面代碼可以看出，蛇在游動的過程中，蛇新的坐標是用的append到列表，然後刪除列表的第 1 個元素。當然完全可以通過insert的方式反過來設計。

代碼：計算食物的隨機坐標

我們使用random函數隨機計算食物的坐標，同時需要註意，避免食物越界：

def food_position():
    """隨機計算食物坐標"""
    x_food = round(random.randrange(0, SCREEN_WIDTH - SNAKE_BLOCK, SNAKE_BLOCK))
    y_food = round(random.randrange(0, SCREEN_HEIGHT - SNAKE_BLOCK, SNAKE_BLOCK))
    return x_food, y_food

代碼：繪製游戲結束分數和提示

我們在屏幕正中央分別展示 3 行提示文本：游戲結束、總得分和繼續游戲提示。文本正中央展示和總得分類似：

def draw_result(snake_length):
    """繪製游戲結果"""
    # 在屏幕中央顯示文本
    game_over_text = RESULT_FONT.render('游戲結束', True, RED)
    game_over_rect = game_over_text.get_rect(center=(SCREEN_WIDTH // 2, SCREEN_HEIGHT // 2 - 50))
    SCREEN.blit(game_over_text, game_over_rect)

    # 顯示最終得分文本
    final_score_text = RESULT_FONT.render(f'總得分: {snake_length - 1}', True, RED)
    final_score_rect = final_score_text.get_rect(center=(SCREEN_WIDTH // 2, SCREEN_HEIGHT // 2))
    SCREEN.blit(final_score_text, final_score_rect)

    # 顯示重新開始游戲的提示文本
    restart_text = RESULT_FONT.render('按`Q`退出游戲，按`C`重新開始游戲', True, RED)
    restart_rect = restart_text.get_rect(center=(SCREEN_WIDTH // 2, SCREEN_HEIGHT // 2 + 50))
    SCREEN.blit(restart_text, restart_rect)

代碼：游戲主迴圈設置

主迴圈游戲把以上功能函數縫合起來，同時包括控制代碼：

  1. game_close參數控制單局游戲是否結束，game_over參數控制整個游戲是否結束
  2. 上下左右按鍵：上下按鍵控制蛇Y軸（上減少、下增加），左右按鍵控制蛇X軸（左減少、右增加）
  3. 蛇觸牆檢測：蛇頭坐標x1,y1是否在整個屏幕之內
  4. 蛇觸蛇身檢測：蛇頭坐標是否在蛇身體的任意坐標相同
  5. 蛇吃到食物檢測：蛇頭坐標是否和食物坐標相同，如果相同則重新設置食物位置，同時蛇身長加 1 個方塊
def game_loop():
    """游戲主迴圈函數"""
    game_over = False  # 退出游戲
    game_close = False  # 單次游戲結束

    # 初始化蛇的坐標和坐標增量
    x1 = SCREEN_WIDTH / 2
    y1 = SCREEN_HEIGHT / 2
    x1_change = 0
    y1_change = 0

    # 蛇的身體列表，初始長度為1
    snake_list = []
    snake_length = 1

    # 隨機生成食物的位置
    x_food, y_food = food_position()

    while not game_over:
        # 如果游戲結束但未選擇退出或重玩，則進入此迴圈
        while game_close:
            # 清空屏幕，準備下一輪繪製
            SCREEN.fill(BLACK)
            draw_result(snake_length)
            pygame.display.update()  # 刷新屏幕

            # 等待按鍵
            for event in pygame.event.get():
                if event.type == pygame.KEYDOWN:
                    if event.key == pygame.K_q:
                        game_over = True  # 退出游戲
                        game_close = False
                    if event.key == pygame.K_c:
                        game_loop()  # 重新開始游戲

        # 處理鍵盤事件，改變蛇的移動方向
        for event in pygame.event.get():
            if event.type == pygame.QUIT:
                game_over = True  # 退出游戲
            if event.type == pygame.KEYDOWN:
                if event.key == pygame.K_LEFT:
                    # 左：X坐標減少1個區塊，Y坐標不變
                    x1_change = -1
                    y1_change = 0
                elif event.key == pygame.K_RIGHT:
                    # 右：X坐標增加1個區塊，Y坐標不變
                    x1_change = 1
                    y1_change = 0
                elif event.key == pygame.K_UP:
                    # 上：X坐標不變，Y坐標減少1個區塊
                    x1_change = 0
                    y1_change = -1
                elif event.key == pygame.K_DOWN:
                    # 下：X坐標不變，Y坐標增加1個區塊
                    x1_change = 0
                    y1_change = 1

        # 退出游戲
        if game_over:
            break

        # 檢測蛇是否觸牆
        if x1 >= SCREEN_WIDTH or x1 < 0 or y1 >= SCREEN_HEIGHT or y1 < 0:
            game_close = True

        # 更新蛇的位置
        x1 += x1_change * SNAKE_BLOCK
        y1 += y1_change * SNAKE_BLOCK

        # 清空屏幕，準備下一輪繪製
        SCREEN.fill(BLACK)

        # 畫食物
        pygame.draw.rect(SCREEN, RED, [x_food, y_food, SNAKE_BLOCK, SNAKE_BLOCK])

        # 新的蛇頭位置，同時刪除最後蛇尾區塊，以保持蛇的總長度不變
        snake_head = [x1, y1]
        snake_list.append(snake_head)

        if len(snake_list) > snake_length:
            del snake_list[0]  # 刪除蛇尾

        # 檢查蛇頭是否碰到蛇的身體
        for x in snake_list[:-1]:
            if x == snake_head:
                game_close = True

        # 繪製蛇
        draw_snake(snake_list)

        # 繪製得分
        draw_score(snake_length - 1)

        # 刷新屏幕
        pygame.display.update()

        # 檢查蛇頭是否碰到食物，若碰到則增加長度並重新生成食物
        if x1 == x_food and y1 == y_food:
            x_food, y_food = food_position()
            snake_length += 1

        # 控制游戲幀率
        clock = pygame.time.Clock()
        clock.tick(SNAKE_SPEED)

    # 游戲結束時清理pygame環境
    pygame.quit()
    quit()

最後：啟動游戲主迴圈

啟動游戲，進入主迴圈，通過上下左右按鍵控制蛇身游動：

# 開始游戲
if __name__ == '__main__':
    game_loop()

最後，我們游戲界面大概像這樣：

游戲進行中界面

單局游戲結束的界面：

游戲結束界面

禪定： 我們可以繼續進一步優化這個程式：

  1. 每次吃到食物、單局游戲結束增加音效
  2. 增加難度：長按上下左右按鍵，加速蛇游動的速度
  3. 記住每輪游戲分數，進行分數排名（本地記錄，或者聯網）

關註本公眾號，我們一起探尋編程的樂趣！

我的本博客原地址：https://ntopic.cn/p/2024052301

微信公眾號：老牛同學

本文作者：奔跑的蝸牛，轉載請註明原文鏈接：https://ntopic.cn


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