- 剛剛在實驗樓學習了2048小遊戲，用下午和晚上的時間看懂代碼加註釋，現在把自己的理解和遇到的問題做一下總結，希望對大家有幫助。
實驗鏈接：
https://www.shiyanlou.com/courses/368
首先2048遊戲的玩法大家肯定都很瞭解：初始界面是一個二維矩陣，然後有兩個數字（2或4），經過自己的上下左右移動，不相鄰的數字緊挨到一起，相鄰數字如果相同就合併爲一個，然後繼續隨機產生2或4，經過這樣的合併，數字不斷變大，最終得到2048獲得遊戲勝利。
詳細的原理可以去實驗樓看實驗步驟，最有用的就是這張圖。這個遊戲總共就是有有限的幾個狀態：初始化，遊戲， 遊戲勝利，遊戲結束，退出遊戲。這非常適合用有限狀態機來解決。![在這裏插入圖片描述]()
- 簡單說一下整體邏輯（
main函數）：初始化界面，等待用戶動作，用戶產生動作後，進入對應函數，產生相應的效果。舉個例子：遊戲初始運行init，進入game，用戶按下w鍵，進入move函數，產生向上的移動，同時合併數字和隨機產生數字；當數字到達勝利條件，執win函數，界面顯示勝利。 - 主要運行流程（能力有限，儘量看吧）：
下面將詳細註釋的完整代碼貼下：
#-*- coding:utf-8 -*-
import curses #一種很豐富的庫，看到啥學啥
from random import randrange, choice # generate and place new tile #choice 返回一個隨機值,randrange 返回一個規定的數
from collections import defaultdict #默認字典的設置
#from itertools import chain
#ascll值列表
letter_codes = [ord(ch) for ch in 'WASDRQwasdrq'] #不區分大小寫情況，全部包容，ord（）返回字符的十進制整數
actions = ['Up', 'Left', 'Down', 'Right', 'Restart', 'Exit']#幾個按鍵動作
actions_dict = dict(zip(letter_codes, actions * 2)) #將動作和ascll值打包成元組對
def get_user_action(keyboard):
"""得到用戶的響應動作"""
char = "N"
#沒有動作時一直等待
while char not in actions_dict:
char = keyboard.getch()
#返回響應的按鍵
return actions_dict[char]
def transpose(field):
"""矩陣轉置"""
return [list(row) for row in zip(*field)]
def invert(field):
"""矩陣逆轉"""
return [row[::-1] for row in field]
class GameField(object):
"""遊戲場景"""
def __init__(self, height=4, width=4, win=2048):
"""初始化遊戲窗口"""
self.height = height
self.width = width
self.win_value = win
self.score = 0
self.highscore = 0
self.reset()
def reset(self):
"""重置遊戲"""
#記錄最高分
if self.score > self.highscore:
self.highscore = self.score
#分數清零
self.score = 0
#遍歷遊戲區域,給整個區域全部賦值0
self.field = [[0 for i in range(self.width)] for j in range(self.height)]
#生成2或者4
self.spawn()
self.spawn()
def move(self, direction):
"""移動時候的變化"""
def move_row_left(row):
def tighten(row): # squeese non-zero elements together
"""將行中的非零部分補足爲0"""
#不是0的數
new_row = [i for i in row if i != 0]
#準換列表 比如 4 0 0 2 轉換成4 2 0 0
new_row += [0 for i in range(len(row) - len(new_row))]
return new_row
#row是一個列表
def merge(row):
"""數字合併"""
pair = False
new_row = []
for i in range(len(row)):
if pair:
#這個位置數字變爲原來2倍
new_row.append(2 * row[i])
#記錄得分值
self.score += 2 * row[i]
pair = False
else:
#判斷臨近的值是否相同
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 = {}
#四種移動情況全部包含
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))) #將向上轉成向左來看，哦同時對應的區域的數字也要轉到左邊來
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):
"""勝利檢驗"""
#當遊戲區域中有數字大於勝利條件，那麼就返回true
return any(any(i >= self.win_value for i in row) for row in self.field)
#return max(chain(*self.field)) > self.win_value
def is_gameover(self):
"""失敗檢驗"""
return not any(self.move_is_possible(move) for move in actions)
def draw(self, screen):
"""屏幕顯示部分，繪製遊戲界面"""
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):
"""屏幕上顯示對應字符"""
screen.addstr(string + '\n')
def draw_hor_separator():
"""畫分隔符"""
line = '+' + ('+------' * self.width + '+')[1:]
separator = defaultdict(lambda: line)
#如果沒有counter屬性就加上
if not hasattr(draw_hor_separator, "counter"):
draw_hor_separator.counter = 0
#將行全部顯示分隔符
cast(separator[draw_hor_separator.counter])
draw_hor_separator.counter += 1
def draw_row(row):
"""畫列中的 |"""
cast(''.join('|{: ^5} '.format(num) if num > 0 else '| ' for num in row) + '|')
#清除屏幕
screen.clear()
#顯示得分
cast('SCORE: ' + str(self.score))
#顯示最高分
if 0 != self.highscore:
cast('HIGHSCORE: ' + str(self.highscore))
#畫好有遊戲區域的分隔符和數據行
for row in self.field:
draw_hor_separator()
draw_row(row)
#畫最底邊分隔符
draw_hor_separator()
#遊戲贏顯示贏的字符
if self.is_win():
cast(win_string)
else:
#遊戲輸顯示輸的字符
if self.is_gameover():
cast(gameover_string)
else:
#顯示提示（幫助）字符
cast(help_string1)
#顯示幫助字符2
cast(help_string2)
def spawn(self):
"""生成2 或4 數字，並賦值於遊戲區域中"""
new_element = 4 if randrange(100) > 89 else 2
#在遊戲區域中隨機定位一個沒有數字的點
(i,j) = choice([(i,j) for i in range(self.width) for j in range(self.height) if self.field[i][j] == 0])
#將2或4賦值於這個點
self.field[i][j] = new_element
def move_is_possible(self, direction):
def row_is_left_movable(row):
"""如果最左側爲0而且最左側中的第二個數不是0，或兩個數相等，那麼是可以移動的"""
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))#如果括號中的列表或者元組中的元素都爲空、0、false，則返回false，如果不都爲空、0、false，則返回true。
#將上下左右異動情況全部分析出來
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))
#如果點擊對應的方向，那麼就會有相應的動作
if direction in check:
return check[direction](self.field)
else:
return False
def main(stdscr):
#幾種狀態
def init():
#1、 重置遊戲棋盤
game_field.reset()
return 'Game'
def not_game(state):
#2、畫出 GameOver 或者 Win 的界面
game_field.draw(stdscr)
#讀取用戶輸入得到action，判斷是重啓遊戲還是結束遊戲w
action = get_user_action(stdscr)
responses = defaultdict(lambda: state) #默認是當前狀態，沒有行爲就會一直在當前界面循環
responses['Restart'], responses['Exit'] = 'Init', 'Exit' #對應不同的行爲轉換到不同的狀態
return responses[action]
def game():
#3、畫出當前棋盤狀態
game_field.draw(stdscr)
#讀取用戶輸入得到action
action = get_user_action(stdscr)
#切換狀態
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'
#狀態
state_actions = {
'Init': init,
'Win': lambda: not_game('Win'),
'Gameover': lambda: not_game('Gameover'),
'Game': game
}
#顏色使用默認設置
curses.use_default_colors()
# 設置終結狀態最大數值爲 2048
game_field = GameField(win=2048)
state = 'Init'
#狀態機開始循環
while state != 'Exit':
state = state_actions[state]()
#運行
curses.wrapper(main)
遇到的問題：
- 1、 curses模塊是Linux下常見的庫，在win下運行，需要自己安裝curses庫：
下載地址：https://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/
常見的庫都可以在這個網站下載，名字是按照首字母順序排序，找到curses，下載和自己電腦對應的版本(我下載的是curses-2.2+utf8-cp36-cp36m-win_amd64.whl)，在cmd終端指令
pip install curses-2.2+utf8-cp36-cp36m-win_amd64.whl
安裝成功就可以使用。
- 2、 我的代碼全部都是空格，沒有tab，所以粘貼後，自己更改代碼，要全部使用空格哦，不然會報錯。
- 這是課後作業，想提高自己水平可以自己做。
我目前就做了前兩個。下面把新的代碼貼出來：
#-*- coding:utf-8 -*-
import curses #一種很豐富的庫，看到啥學啥
import sqlite3
from random import randrange, choice # generate and place new tile #choice 返回一個隨機值,randrange 返回一個規定的數
from collections import defaultdict #默認字典的設置
#from itertools import chain
#ascll值列表
letter_codes = [ord(ch) for ch in 'WASDRQJwasdrqj'] #不區分大小寫情況，全部包容，ord（）返回字符的十進制整數
actions = ['Up', 'Left', 'Down', 'Right', 'Restart', 'Exit', 'Continue1']#幾個按鍵動作
actions_dict = dict(zip(letter_codes, actions * 2)) #將動作和ascll值打包成元組對
## 打開數據庫連接
conn = sqlite3.connect('data.db')
# # 創建一個表 - company
# conn.execute('''CREATE TABLE score
# (
# FEN INT NOT NULL
# );''')
# #print ("Table created successfully");
# conn.commit()
# ## 插入數據
# conn.execute("INSERT INTO SCORE (FEN) \
# VALUES (110)");
# conn.commit()
def get_user_action(keyboard):
"""得到用戶的響應動作"""
char = "N"
#沒有動作時一直等待
while char not in actions_dict:
char = keyboard.getch()
#返回響應的按鍵
return actions_dict[char]
def transpose(field):
"""矩陣轉置"""
return [list(row) for row in zip(*field)]
def invert(field):
"""矩陣逆轉"""
return [row[::-1] for row in field]
class GameField(object):
"""遊戲場景"""
def __init__(self, height=4, width=4, win=2048):
"""初始化遊戲窗口"""
self.height = height
self.width = width
self.win_value = win
self.score = 0
self.highscore = 0
self.reset()
def reset(self):
"""重置遊戲"""
#記錄最高分
# if self.score > self.highscore:
cursor = conn.execute("SELECT fen from SCORE")
for ro in cursor:
self.highscore = ro[0]
# break
self.highscore = max(self.highscore, self.score)
# ## 打開數據庫連接
# conn = sqlite3.connect('data1.db')
# # ## 清除已存在的表 - company
# conn.execute('''DROP TABLE score''');
# conn.commit()
# ## 創建一個表 - company
# conn.execute('''CREATE TABLE score
# (
# FEN INT NOT NULL
# );''')
# #print ("Table created successfully");
# conn.commit()
# #插入數據
# conn.execute("INSERT INTO SCORE (FEN) \
# VALUES (0)")
# conn.commit()
# 更新數據
conn.execute("UPDATE SCORE set FEN = {sco}".format(sco = self.highscore))
conn.commit()
# conn.execute("INSERT INTO SCORE (FEN) \
# VALUES (self.highscore)");
# conn.commit()
#分數清零
self.score = 0
#遍歷遊戲區域,給整個區域全部賦值0
self.field = [[0 for i in range(self.width)] for j in range(self.height)]
#生成2或者4
self.spawn()
self.spawn()
def move(self, direction):
"""移動時候的變化"""
def move_row_left(row):
def tighten(row): # squeese non-zero elements together
"""將行中的非零部分補足爲0"""
#不是0的數
new_row = [i for i in row if i != 0]
#準換列表 比如 4 0 0 2 轉換成4 2 0 0
new_row += [0 for i in range(len(row) - len(new_row))]
return new_row
#row是一個列表
def merge(row):
"""數字合併"""
pair = False
new_row = []
for i in range(len(row)):
if pair:
#這個位置數字變爲原來2倍
new_row.append(2 * row[i])
#記錄得分值
self.score += 2 * row[i]
pair = False
else:
#判斷臨近的值是否相同
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 = {}
#四種移動情況全部包含
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))) #將向上轉成向左來看，哦同時對應的區域的數字也要轉到左邊來
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):
"""勝利檢驗"""
#當遊戲區域中有數字大於勝利條件，那麼就返回true
return any(any(i >= self.win_value for i in row) for row in self.field)
#return max(chain(*self.field)) > self.win_value
def is_gameover(self):
"""失敗檢驗"""
return not any(self.move_is_possible(move) for move in actions)
def draw(self, screen):
"""屏幕顯示部分，繪製遊戲界面"""
help_string1 = '(W)Up (S)Down (A)Left (D)Right'
help_string2 = ' (R)Restart (Q)Exit (J)Continue'
gameover_string = ' GAME OVER'
win_string = ' YOU WIN!'
def cast(string):
"""屏幕上顯示對應字符"""
screen.addstr(string + '\n')
def draw_hor_separator():
"""畫分隔符"""
line = '+' + ('+------' * self.width + '+')[1:]
separator = defaultdict(lambda: line)
#如果沒有counter屬性就加上
if not hasattr(draw_hor_separator, "counter"):
draw_hor_separator.counter = 0
#將行全部顯示分隔符
cast(separator[draw_hor_separator.counter])
draw_hor_separator.counter += 1
def draw_row(row):
"""畫列中的 |"""
cast(''.join('|{: ^5} '.format(num) if num > 0 else '| ' for num in row) + '|')
#清除屏幕
screen.clear()
#顯示得分
cast('SCORE: ' + str(self.score))
#顯示最高分
#if 0 != self.highscore:
cursor = conn.execute("SELECT fen from SCORE")
for ro in cursor:
cast('HIGHSCORE: ' + str(ro[0]))
# break
#畫好有遊戲區域的分隔符和數據行
for row in self.field:
draw_hor_separator()
draw_row(row)
#畫最底邊分隔符
draw_hor_separator()
#遊戲贏顯示贏的字符
if self.is_win():
cast(win_string)
else:
#遊戲輸顯示輸的字符
if self.is_gameover():
cast(gameover_string)
else:
#顯示提示（幫助）字符
cast(help_string1)
#顯示幫助字符2
cast(help_string2)
def spawn(self):
"""生成2 或4 數字，並賦值於遊戲區域中"""
new_element = 4 if randrange(100) > 89 else 2
#在遊戲區域中隨機定位一個沒有數字的點
(i,j) = choice([(i,j) for i in range(self.width) for j in range(self.height) if self.field[i][j] == 0])
#將2或4賦值於這個點
self.field[i][j] = new_element
def move_is_possible(self, direction):
def row_is_left_movable(row):
"""如果最左側爲0而且最左側中的第二個數不是0，或兩個數相等，那麼是可以移動的"""
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))#如果括號中的列表或者元組中的元素都爲空、0、false，則返回false，如果不都爲空、0、false，則返回true。
#將上下左右異動情況全部分析出來
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))
#如果點擊對應的方向，那麼就會有相應的動作
if direction in check:
return check[direction](self.field)
else:
return False
def main(stdscr):
#幾種狀態
def init():
#1、 重置遊戲棋盤
game_field.reset()
return 'Game'
def not_game(state):
#2、畫出 GameOver 或者 Win 的界面
game_field.draw(stdscr)
# ## 更新數據
# conn.execute("UPDATE SCORE set FEN = self.highscore")
# conn.commit()
#讀取用戶輸入得到action，判斷是重啓遊戲還是結束遊戲w
action = get_user_action(stdscr)
responses = defaultdict(lambda: state) #默認是當前狀態，沒有行爲就會一直在當前界面循環
responses['Restart'], responses['Exit'], responses['Continue1'] = 'Init', 'Exit', 'Jixu' #對應不同的行爲轉換到不同的狀態
return responses[action]
def game():
#3、畫出當前棋盤狀態
game_field.draw(stdscr)
#讀取用戶輸入得到action
action = get_user_action(stdscr)
#切換狀態
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'
def jixu():
#3、畫出當前棋盤狀態
game_field.draw(stdscr)
#讀取用戶輸入
action = get_user_action(stdscr)
#切換狀態
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 'Jixu'
#狀態
state_actions = {
'Init': init,
'Win': lambda: not_game('Win'),
'Gameover': lambda: not_game('Gameover'),
'Game': game,
'Jixu':jixu
}
#顏色使用默認設置
curses.use_default_colors()
# 設置終結狀態最大數值爲 2048
game_field = GameField(win=32)
state = 'Init'
#狀態機開始循環
while state != 'Exit':
state = state_actions[state]()
#運行
curses.wrapper(main)
- 更改的代碼處很多，有興趣的話可以仔細看看。
- 有時間我會做完並更新，希望對大家有幫助