使用pygame實現一個簡單的五子棋遊戲

前言
寫程序已經丟掉很長一段時間了，最近以爲徹底把技術丟掉多是個死路，仍是應該撿起來，因此打算借CSDN來記錄學習過程， 因爲之前沒事的時候斷斷續續學習過python和用flask框架寫過點web，因此第一步想撿起python，可是，單純學習python有點枯燥，正好看到pygame，感受還挺簡單，因此想先寫個小遊戲練練手。

準備
python基礎相關準備：

1. pygame的基礎知識，參考目光博客的「用Python和Pygame寫遊戲-從入門到精通」
2. 安裝python 3.8.0 在python官網下載，很少說。
3. 安裝pygame，命令：pip install pygame
4. 如安裝較慢，能夠參考以下命令，更改pip源爲國內鏡像站點：
5. pip config set global.index-url https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
6. 討論羣887934385 有爲解決問題及須要相關素材羣內提供

計劃

 

準備完成五子棋單機人機遊戲，目前已完成界面以及斷定輸贏等功能，還未加入電腦AI，之後有時間再加（不知是否會坑），目前實現主要功能以下：

1. 五子棋界面的繪製，鼠標左鍵點擊落子（黑子先下，黑白子交替順序）。
2. 斷定黑子或白子五子連珠。
3. 一方勝利後彈出提示，結束遊戲。

遊戲界面是下面這個樣子：

開始

設計思路

整個遊戲的核心是將棋盤分紅兩個層面，第一個層面是物理層面上的，表明在物理像素的位置，主要用於繪圖等操做，另一個層面是將棋盤抽象成15*15的一個矩陣，黑子和白子是落在這個矩陣上的某個位置，具體位置用座標(i,j)(0<=i,j<15)來表示,主要用於判斷輸贏和落子等。

1. 棋盤的繪製，網上有棋盤和黑白子的圖片資源能夠下載使用，我下載後因爲棋盤圖片格子線像素位置不太精確，因此本身用ps作了一張544544的木質背景圖，而後用程序來繪製棋盤線（若是PS更熟悉點的話，建議棋盤格線之類就畫在棋盤背景圖上），棋盤格線上下左右空20像素，棋盤格子大小36像素，網上下載的棋子大小是3232像素的。
2. 輸贏的判斷，因爲未出輸贏的時候確定沒有五子連成線的，因此只須要判斷最後落子位置的橫、豎、斜、反斜四個方向上有沒有五子連成線便可。

主要代碼

1. main函數，pygame的主要控制流程，縮寫代碼以下：

def main():
    pygame.init()   #pygame初始化
    size = width,height = 544,544
    screen = pygame.display.set_mode(size, 0, 32)
    pygame.display.set_caption('五子棋')
    font = pygame.font.Font('simhei.ttf', 48)
    clock = pygame.time.Clock()    #設置時鐘
    game_over = False
    renju = Renju()    # Renju是核心類，實現落子及輸贏判斷等
    renju.init()   # 初始化

    while True:
        clock.tick(20)    # 設置幀率
        for event in pygame.event.get():
            if event.type == pygame.QUIT:
                sys.exit()
            if event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN and (not game_over):
                if event.button == 1:    # 按下的是鼠標左鍵
                    i,j = renju.get_coord(event.pos)    # 將物理座標轉換成矩陣的邏輯座標
                    if renju.check_at(i, j):    # 檢查(i,j)位置可否被佔用，如未被佔用返回True
                        renju.drop_at(i, j)        # 在(i,j)位置落子，該函數將黑子或者白子畫在棋盤上
                        if renju.check_over():    # 檢查是否存在五子連線，如存在則返回True
                            text = ''
                            if renju.black_turn:    #check_at會切換落子的順序，因此輪到黑方落子，意味着最後落子方是白方，因此白方順利
                                text = '白方獲勝，遊戲結束！'
                            else:
                                text = '黑方獲勝，遊戲結束！'
                            gameover_text = font.render(text, True, (255,0,0))
                            renju.chessboard().blit(gameover_text, (round(width/2-gameover_text.get_width()/2), round(height/2-gameover_text.get_height()/2)))
                            game_over = True
                    else:
                        print('此位置已佔用，不能在此落子')
        
        screen.blit(renju.chessboard(),(0,0))
        pygame.display.update()
    pygame.quit()

2. renju類，核心類，落子及判斷輸贏等操做，代碼以下:

Position = namedtuple('Position', ['x', 'y'])

class Renju(object):
    
    background_filename = 'chessboard.png'
    white_chessball_filename = 'white_chessball.png'
    black_chessball_filename = 'black_chessball.png'
    top, left, space, lines = (20, 20, 36, 15)    # 棋盤格子位置相關???
    color  = (0, 0, 0)    # 棋盤格子線顏色
    
    black_turn = True    # 黑子先手
    ball_coord  = []    # 記錄黑子和白子邏輯位置
    
    def init(self):
        try:
            self._chessboard = pygame.image.load(self.background_filename)
            self._white_chessball = pygame.image.load(self.white_chessball_filename).convert_alpha()
            self._black_chessball = pygame.image.load(self.black_chessball_filename).convert_alpha()
            self.font = pygame.font.SysFont('arial', 16)
            self.ball_rect = self._white_chessball.get_rect()
            self.points = [[] for i in range(self.lines)]
            for i in range(self.lines):
                for j in range(self.lines):
                    self.points[i].append(Position(self.left + i*self.space, self.top + j*self.space))
            self._draw_board()
        except pygame.error as e:
            print(e)
            sys.exit()
    
    def chessboard(self):
        return self._chessboard
    
    # 在(i,j)位置落子    
    def drop_at(self, i, j):
        pos_x = self.points[i][j].x - int(self.ball_rect.width/2)
        pos_y = self.points[i][j].y - int(self.ball_rect.height/2)

        ball_pos = {'type':0 if self.black_turn else 1, 'coord':Position(i,j)}
        if self.black_turn:    # 輪到黑子下
            self._chessboard.blit(self._black_chessball, (pos_x, pos_y))
        else:
            self._chessboard.blit(self._white_chessball, (pos_x, pos_y))    
            
        self.ball_coord.append(ball_pos)    # 記錄已落子信息
        self.black_turn = not self.black_turn    # 切換黑白子順序
    
    # 畫棋盤上的格子線，若是棋盤背景圖作的足夠精確，可省略此步驟
    def _draw_board(self):    
        # 畫座標數字
        for i in range(1, self.lines):
            coord_text = self.font.render(str(i), True, self.color)
            self._chessboard.blit(coord_text, (self.points[i][0].x-round(coord_text.get_width()/2), self.points[i][0].y-coord_text.get_height()))
            self._chessboard.blit(coord_text, (self.points[0][i].x-coord_text.get_width(), self.points[0][i].y-round(coord_text.get_height()/2)))
            
        for x in range(self.lines):
            # 畫橫線
            pygame.draw.line(self._chessboard, self.color, self.points[0][x], self.points[self.lines-1][x])
            # 畫豎線
            pygame.draw.line(self._chessboard, self.color, self.points[x][0], self.points[x][self.lines-1])
    
    # 判斷是否已產生勝方
    def check_over(self):
        if len(self.ball_coord)>8:    # 只有黑白子已下4枚以上才判斷
            direct = [(1,0),(0,1),(1,1),(1,-1)]    #橫、豎、斜、反斜 四個方向檢查
            for d in direct:
                if self._check_direct(d):
                    return True
        return False
    
    # 判斷最後一個棋子某個方向是否連成5子，direct:(1,0),(0,1),(1,1),(1,-1)
    def _check_direct(self, direct):
        dt_x, dt_y = direct    
        last = self.ball_coord[-1]
        line_ball = []    # 存放在一條線上的棋子
        for ball in self.ball_coord:
            if ball['type'] == last['type']:
                x = ball['coord'].x - last['coord'].x 
                y = ball['coord'].y - last['coord'].y
                if dt_x == 0:
                    if x == 0:
                        line_ball.append(ball['coord'])
                        continue
                if dt_y == 0:
                    if y == 0:
                        line_ball.append(ball['coord'])
                        continue
                if x*dt_y == y*dt_x:
                    line_ball.append(ball['coord'])

        if len(line_ball) >= 5:    # 只有5子及以上才繼續判斷
            sorted_line = sorted(line_ball)
            for i,item in enumerate(sorted_line): 
                index = i+4
                if index < len(sorted_line):
                    if dt_x == 0:
                        y1 = item.y
                        y2 = sorted_line[index].y
                        if abs(y1-y2) == 4:    # 此點和第5個點比較y值，如相差爲4則連成5子
                            return True
                    else:
                        x1 = item.x
                        x2 = sorted_line[index].x
                        if abs(x1-x2) == 4: # 此點和第5個點比較x值，如相差爲4則連成5子
                            return True
                else:
                    break
        return False
        
    # 檢查(i,j)位置是否已佔用    
    def check_at(self, i, j):
        for item in self.ball_coord:
            if (i,j) == item['coord']:
                return False
        return True
    
    # 經過物理座標獲取邏輯座標        
    def get_coord(self, pos):
        x, y = pos
        i, j = (0, 0)
        oppo_x = x - self.left
        if oppo_x > 0:
            i = round(oppo_x / self.space)    # 四捨五入取整
        oppo_y = y - self.top
        if oppo_y > 0:
            j = round(oppo_y / self.space)
        return (i, j)

Renju類有幾個函數說明：

1. init()方法主要作了幾件事：

• 載入資源，創建了_chessboard這個棋盤的surface對象
• 計算棋盤全部落子點的物理座標，並存放如points屬性中，points是個二維數組，這樣points[i][j]就能夠表示邏輯位置(i,j)所對應的物理座標了。
• 調用_draw_board()方法，在_chessboard上畫格線及標註等。

1. drop_at(i,j)方法，在邏輯位置(i,j)落子，至因而落白子和黑子經過Renju類的控制開關black_turn來決定。畫圖，並將已落子信息存入ball_coord列表中。
2. check_at(i,j)方法，經過遍歷ball_coord列表來查看(i,j)位置是否能落子。
3. check_over()方法判斷是否存在五子連線的狀況，主要經過調用_check_direct方法分別判斷四個方向上的狀況。
4. _check_direct(direct)方法是判斷五子連線的主要邏輯，經過判斷最後一顆落子的某個方向落子實現。

結束