Python：遊戲：300行代碼實現俄羅斯方塊

時間  2019-11-07
標籤 python 遊戲 代碼 實現 俄羅斯方塊 欄目 Python 简体版
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本文代碼基於 python3.6 和 pygame1.9.4。python

俄羅斯方塊是兒時最經典的遊戲之一，剛開始接觸 pygame 的時候就想寫一個俄羅斯方塊。可是想到旋轉，停靠，消除等操做，感受好像很難啊，等真正寫完了發現，一共也就 300 行代碼，並無什麼難的。數組

先來看一個遊戲截圖，有點醜，好吧，我沒啥美術細胞，可是主體功能都實現了，能夠玩起來。 bash

image

如今來看一下實現的過程。app

外形

俄羅斯方塊整個界面分爲兩部分，一部分是左邊的遊戲區域，另外一部分是右邊的顯示區域，顯示得分、速度、下一個方塊樣式等。這裏就不放截圖了，看上圖就能夠。dom

遊戲區域跟貪吃蛇同樣，是由一個個小方格組成的，爲了看得直觀，我特地畫了網格線。post

import sys
import pygame
from pygame.locals import *

SIZE = 30  # 每一個小方格大小
BLOCK_HEIGHT = 20  # 遊戲區高度
BLOCK_WIDTH = 10   # 遊戲區寬度
BORDER_WIDTH = 4   # 遊戲區邊框寬度
BORDER_COLOR = (40, 40, 200)  # 遊戲區邊框顏色
SCREEN_WIDTH = SIZE * (BLOCK_WIDTH + 5)  # 遊戲屏幕的寬
SCREEN_HEIGHT = SIZE * BLOCK_HEIGHT      # 遊戲屏幕的高
BG_COLOR = (40, 40, 60)  # 背景色
BLACK = (0, 0, 0)


def print_text(screen, font, x, y, text, fcolor=(255, 255, 255)):
    imgText = font.render(text, True, fcolor)
    screen.blit(imgText, (x, y))


def main():
    pygame.init()
    screen = pygame.display.set_mode((SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT))
    pygame.display.set_caption('俄羅斯方塊')

    font1 = pygame.font.SysFont('SimHei', 24)  # 黑體24
    font_pos_x = BLOCK_WIDTH * SIZE + BORDER_WIDTH + 10  # 右側信息顯示區域字體位置的X座標
    font1_height = int(font1.size('得分')[1])

    score = 0           # 得分

    while True:
        for event in pygame.event.get():
            if event.type == QUIT:
                sys.exit()

        # 填充背景色
        screen.fill(BG_COLOR)
        # 畫遊戲區域分隔線
        pygame.draw.line(screen, BORDER_COLOR,
                         (SIZE * BLOCK_WIDTH + BORDER_WIDTH // 2, 0),
                         (SIZE * BLOCK_WIDTH + BORDER_WIDTH // 2, SCREEN_HEIGHT), BORDER_WIDTH)
        # 畫網格線 豎線
        for x in range(BLOCK_WIDTH):
            pygame.draw.line(screen, BLACK, (x * SIZE, 0), (x * SIZE, SCREEN_HEIGHT), 1)
        # 畫網格線 橫線
        for y in range(BLOCK_HEIGHT):
            pygame.draw.line(screen, BLACK, (0, y * SIZE), (BLOCK_WIDTH * SIZE, y * SIZE), 1)

        print_text(screen, font1, font_pos_x, 10, f'得分: ')
        print_text(screen, font1, font_pos_x, 10 + font1_height + 6, f'{score}')
        print_text(screen, font1, font_pos_x, 20 + (font1_height + 6) * 2, f'速度: ')
        print_text(screen, font1, font_pos_x, 20 + (font1_height + 6) * 3, f'{score // 10000}')
        print_text(screen, font1, font_pos_x, 30 + (font1_height + 6) * 4, f'下一個：')

        pygame.display.flip()


if __name__ == '__main__':
    main()
複製代碼

方塊

接下來就是要定義方塊，方塊的形狀一共有如下 7 種： 字體

I 型

O 型

T 型

S 型

Z 型

L 型

J 型

這裏我作了屢次的更改，由於方塊最大的長度是長條形的，爲4格，因此我統一用了 4 × 4 的方格來定義。這也是能夠的，只是後來發現不方便。ui

爲了直觀，直接以一個二維數組來定義方塊，其中 . 表示空的， 0 表示實心的。（用 . 表示空是爲了看得直觀，若是用空格會看不清。） 例如 I 行，以 4 × 4 方格定義爲spa

['.0..',
 '.0..',
 '.0..',
 '.0..']
複製代碼

和3d

['....',
 '....',
 '0000',
 '....']
複製代碼

方塊最難的是須要實現旋轉功能，好比 I 型，就有橫和豎兩種形態。所謂旋轉，表面上看，是把方塊順時針旋轉了 90°，但實際作的時候，咱們並不須要正真的去實現這個「旋轉」的效果。

最終實現的時候，這些圖形都是咱們畫在界面上的，而每一次刷新，界面上全部內容都會被清空重畫，因此旋轉只是畫當前方塊的時候再也不畫以前的形狀，而是畫旋轉後的形狀。

好比這個 I 型，定義成了 4 × 4 的形狀，但實際上只須要 1 × 4 或 4 × 1 就能夠了，其餘剩下的地方都是空的。它不像 T 型，T 型不是一個矩形，若是用一個矩形來定義，必然有 2 個位置是空的。那麼，I 型真的有必要定義成 4 × 4 嗎？

答案是確定的。想一想看，若是是 4 × 1 的一個橫條，旋轉後變成 1 × 4 的豎條，這個位置怎麼肯定？好像有點困難。可是若是是 4 × 4 的正方形，咱們只須要固定起點座標（左上角）不變，把豎條的 4 × 4 直接替換掉橫條的 4 × 4 區域，是否是就實現旋轉了？並且位置很容易計算。

另一點，在有些狀況下是不能夠旋轉的。好比 I 型的豎條，在緊貼左右邊框的時候是不能夠旋轉的。這點我有印象，能夠確定。可是對於其餘的形狀，我就不是很肯定了，我百度搜了下，找了個網頁版的俄羅斯方塊玩了下，發現也是不能夠的。例如：

在緊貼右邊框的時候是沒法旋轉的。若是要每個形狀都去判斷一下，那實在是太煩了。從方塊的定義入手，就能夠很簡單的實現。

例如豎條行，定義是：

['.0..',
 '.0..',
 '.0..',
 '.0..']
複製代碼

豎條是能夠貼邊的，因此當它在最左邊的時候，X 軸座標是 -1，這是由於定義中左邊一豎排是空的。咱們只需斷定，當方塊所定義的形狀（包括空的部分）徹底在遊戲區域內時才能夠旋轉。

我以前所說，全都定義成 4 × 4 很差，緣由就在這裏，對於 T 型等其餘形狀，沒法作這個斷定。因此，對於 T 型等形狀，咱們能夠定義成 3 × 3 的格式：

['.0.',
 '000',
 '...']
複製代碼

還有一種狀況是沒法旋轉的，就是旋轉後的位置已經被別的方塊佔了。另外下落，左右移動，都要作這個判斷。既然這些是一致的，那麼就能夠用同一個方法來判斷。

先要定義一個 game_area 變量，用於存放整個遊戲區域當前的狀態：

game_area = [['.'] * BLOCK_WIDTH for _ in range(BLOCK_HEIGHT)]
複製代碼

初始狀態全是空的，因此所有用 . 初始化就能夠了。 另外，須要一些變量定義當前下落方塊的狀態

cur_block = None   # 當前下落方塊
cur_pos_x, cur_pos_y = 0, 0  # 當前下落方塊的座標
複製代碼

方塊咱們是以二維數組的方式定義的，而且存在空行和空列，若是咱們遍歷這個二維數組判斷其所在的區域在當前遊戲區域內是否已經被別的方塊所佔，這個是能夠實現的。咱們考慮另一種狀況，一個豎條形，左邊一排是空的，這空的一排是能夠移出遊戲區域的，這個怎麼判斷？每次左移的時候都去判斷一下左邊一排全都是空嗎？這太麻煩了。而且方塊都是固定的，因此這些咱們能夠提早定義好。最終方塊定義以下：

from collections import namedtuple

Point = namedtuple('Point', 'X Y')
Block = namedtuple('Block', 'template start_pos end_pos name next')

# S形方塊
S_BLOCK = [Block(['.00',
                  '00.',
                  '...'], Point(0, 0), Point(2, 1), 'S', 1),
           Block(['0..',
                  '00.',
                  '.0.'], Point(0, 0), Point(1, 2), 'S', 0)]
複製代碼

方塊須要包含兩個方法，獲取隨機一個方塊和旋轉時獲取旋轉後的方塊

BLOCKS = {'O': O_BLOCK,
          'I': I_BLOCK,
          'Z': Z_BLOCK,
          'T': T_BLOCK,
          'L': L_BLOCK,
          'S': S_BLOCK,
          'J': J_BLOCK}


def get_block():
    block_name = random.choice('OIZTLSJ')
    b = BLOCKS[block_name]
    idx = random.randint(0, len(b) - 1)
    return b[idx]


# 獲取旋轉後的方塊
def get_next_block(block):
    b = BLOCKS[block.name]
    return b[block.next]
複製代碼

判斷是否能夠旋轉，下落，移動的方法也很容易實現了

def _judge(pos_x, pos_y, block):
    nonlocal game_area
    for _i in range(block.start_pos.Y, block.end_pos.Y + 1):
        if pos_y + block.end_pos.Y >= BLOCK_HEIGHT:
            return False
        for _j in range(block.start_pos.X, block.end_pos.X + 1):
            if pos_y + _i >= 0 and block.template[_i][_j] != '.' and game_area[pos_y + _i][pos_x + _j] != '.':
                return False
    return True
複製代碼

停靠

最後一個問題是停靠，當方塊下落到底或者遇到別的方塊以後，就不能在下落了。我將此稱之爲」停靠「，有個名字提及來也方便一點。

首先是要判斷是否能夠停靠，停靠發生以後，就是將當前方塊的非空點畫到遊戲區域上，說白了，就是將cur_block的非空點按對應位置複製到game_area裏去。而且計算是否有一排被所有填滿了，所有填滿則消除。

def _dock():
    nonlocal cur_block, next_block, game_area, cur_pos_x, cur_pos_y, game_over
    for _i in range(cur_block.start_pos.Y, cur_block.end_pos.Y + 1):
        for _j in range(cur_block.start_pos.X, cur_block.end_pos.X + 1):
            if cur_block.template[_i][_j] != '.':
                game_area[cur_pos_y + _i][cur_pos_x + _j] = '0'
    if cur_pos_y + cur_block.start_pos.Y <= 0:
        game_over = True
    else:
        # 計算消除
        remove_idxs = []
        for _i in range(cur_block.start_pos.Y, cur_block.end_pos.Y + 1):
            if all(_x == '0' for _x in game_area[cur_pos_y + _i]):
                remove_idxs.append(cur_pos_y + _i)
        if remove_idxs:
            # 消除
            _i = _j = remove_idxs[-1]
            while _i >= 0:
                while _j in remove_idxs:
                    _j -= 1
                if _j < 0:
                    game_area[_i] = ['.'] * BLOCK_WIDTH
                else:
                    game_area[_i] = game_area[_j]
                _i -= 1
                _j -= 1
        cur_block = next_block
        next_block = blocks.get_block()
        cur_pos_x, cur_pos_y = (BLOCK_WIDTH - cur_block.end_pos.X - 1) // 2, -1 - cur_block.end_pos.Y
複製代碼

至此，整個俄羅斯方塊的主體功能就算是完成了。

這裏不少參數是能夠調的，例如以爲旋轉彆扭，能夠直接調整方塊的定義，而無需去改動代碼邏輯。

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