python小技巧：一步步教你用Python實現2048小遊戲

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相信2048這個遊戲對大家來說一定不陌生，下面這篇文章就主要給大家介紹了怎麼用Python實現2048小遊戲，文中通過註釋與示例代碼介紹的很詳細，相信對大家的理解和學習具有一定的參考借鑑價值，有需要的朋友們一起來看看吧。
前言

2048遊戲規則：簡單的移動方向鍵讓數字疊加，並且獲得這些數字每次疊加後的得分，當出現2048這個數字時遊戲勝利。同時每次移動方向鍵時，都會在這個4*4的方格矩陣的空白區域隨機產生一個數字2或者4，如果方格被數字填滿了，那麼就GameOver了。

主邏輯圖

邏輯圖解：黑色是邏輯層，藍色是外部方法，紅色是類內方法，稍後即可知道~
下面容我逐行解釋主邏輯main()函數，並且在其中穿叉外部定義的函數與類。
主邏輯代碼解讀（完整代碼見文末）
主邏輯main如下，之後的是對主函數中的一些方法的解讀：

def main(stdscr):
 def init():
 #重置遊戲棋盤
 game_field.reset()
 return 'Game'
 
 def not_game(state):
 #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
 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():
 #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)
 
 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'
 
 
 state_actions = {
  'Init': init,
  'Win': lambda: not_game('Win'),
  'Gameover': lambda: not_game('Gameover'),
  'Game': game
 }
 
 curses.use_default_colors()
 game_field = GameField(win=32)
 
 state = 'Init'
 
 #狀態機開始循環
 while state != 'Exit':
 state = state_actions[state]()

逐條解讀（代碼框內會標註是來自外部，無標註則是來自內部）：定義主函數

def main(stdscr):

def init():
#重置遊戲棋盤
game_field.reset()

reset出自外部定義的類，game_field=GameField的一個方法reset：

外部：

def reset(self):
 if self.score > self.highscore:
  self.highscore = self.score
 self.score = 0
 self.field = [[0 for i in range(self.width)] for j in range(self.height)]
 self.spawn()
 self.spawn()
#其中highscore爲程序初始化過程中定義的一個變量。記錄你win遊戲的最高分數記錄。

return 'Game'

返回一個遊戲進行中的狀態。game_field=GameField狀態在後面有定義：

主函數底部定義：

state_actions = {
 'Init': init,
 'Win': lambda: not_game('Win'),
 'Gameover': lambda: not_game('Gameover'),
 'Game': game
}

def not_game(state):
#畫出 GameOver 或者 Win 的界面
game_field.draw(stdscr)

draw是導入的類game_field=GameField中的方法：

#來自外部類
 def draw(self, screen):
 help_string1 = '(W)Up (S)Down (A)Left (D)Right'
 help_string2 = ' (R)Restart (Q)Exit'
 gameover_string = '  GAME OVER'
 win_string = '  YOU WIN!'
#定義各個字符串
 def cast(string):
  screen.addstr(string + '\n')
 
 def draw_hor_separator():
  line = '+' + ('+------' * self.width + '+')[1:]
  separator = defaultdict(lambda: line)
  if not hasattr(draw_hor_separator, "counter"):
  draw_hor_separator.counter = 0
  cast(separator[draw_hor_separator.counter])
  draw_hor_separator.counter += 1
 
 def draw_row(row):
  cast(''.join('|{: ^5} '.format(num) if num > 0 else '| ' for num in row) + '|')
 
 screen.clear()
 cast('SCORE: ' + str(self.score))
 if 0 != self.highscore:
  cast('HGHSCORE: ' + str(self.highscore))
 for row in self.field:
  draw_hor_separator()
  draw_row(row)
 draw_hor_separator()
 if self.is_win():
  cast(win_string)
 else:
  if self.is_gameover():
  cast(gameover_string)
  else:
  cast(help_string1)
 cast(help_string2)
#這裏面的draw方法的字函數我就不做多的解釋了，很簡單的一些概念。
#但是又運用到了很優秀的精簡代碼。
#有的地方建議去查一下python的一些高級概念，我就不做多的介紹了。

這裏面的draw方法的字函數我就不做多的解釋了，很簡單的一些概念。
但是又運用到了很優秀的精簡代碼。
有的地方建議去查一下python的一些高級概念，我就不做多的介紹了。

#讀取用戶輸入得到action，判斷是重啓遊戲還是結束遊戲
action = get_user_action(stdscr)

讀取用戶行爲,函數來自於代碼初始的定義

#來自外部定義的函數
def get_user_action(keyboard): 
 char = "N"
 while char not in actions_dict: 
 char = keyboard.getch()
 return actions_dict[char]

在結尾處，也即是主函數執行的第三步，定義了state = state_actionsstate這一實例：

#主函數底部：
 state = 'Init'
 
 #狀態機開始循環
 while state != 'Exit':
 state = state_actions[state]()

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():
 #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)
 
 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'
#game()函數的定義類似於上面已經講過的not_game()，只是game()有了內部循環
#即如果不是Restart/Exit或者對move之後的狀態進行判斷，如果不是結束遊戲，就一直在game()內部循環。

game()函數的定義類似於上面已經講過的not_game() ，只是game()有了內部循環，即如果不是Restart/Exit或者對move之後的狀態進行判斷，如果不是結束遊戲，就一直在game()內部循環。

state_actions = {
  'Init': init,
  'Win': lambda: not_game('Win'),
  'Gameover': lambda: not_game('Gameover'),
  'Game': game
   }
 
 curses.use_default_colors()
 game_field = GameField(win=32)
 
 
 state = 'Init'
 
 #狀態機開始循環
 while state != 'Exit':
 state = state_actions[state]()
#此處的意思是：state=state_actions[state] 可以看做是：
#state=init()或者state=not_game(‘Win')或者是另外的not_game(‘Gameover')/game()

此處的意思是：state=state_actions[state] 可以看做是：state=init()或者state=not_game(‘Win’)或者是另外的not_game(‘Gameover’)/game()

廢話不多說，上一個我的成功的圖，另外，可以通過設置最後幾行中的win=32來決定你最終獲勝的條件！
完整代碼

#-*- coding:utf-8 -*-
import curses
from random import randrange, choice # generate and place new tile
from collections import defaultdict
letter_codes = [ord(ch) for ch in 'WASDRQwasdrq']
actions = ['Up', 'Left', 'Down', 'Right', 'Restart', 'Exit']
actions_dict = dict(zip(letter_codes, actions * 2))
def transpose(field):
 return [list(row) for row in zip(*field)]
 
def invert(field):
 return [row[::-1] for row in field]
 
class GameField(object):
 def __init__(self, height=4, width=4, win=2048):
 self.height = height
 self.width = width
 self.win_value = win
 self.score = 0
 self.highscore = 0
 self.reset()
 
 def reset(self):
 if self.score > self.highscore:
  self.highscore = self.score
 self.score = 0
 self.field = [[0 for i in range(self.width)] for j in range(self.height)]
 self.spawn()
 self.spawn()
 
 def move(self, direction):
 def move_row_left(row):
  def tighten(row): # squeese non-zero elements together
  new_row = [i for i in row if i != 0]
  new_row += [0 for i in range(len(row) - len(new_row))]
  return new_row
 
  def merge(row):
  pair = False
  new_row = []
  for i in range(len(row)):
   if pair:
   new_row.append(2 * row[i])
   self.score += 2 * row[i]
   pair = False
   else:
   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 = {}
 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)))
 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):
 return any(any(i >= self.win_value for i in row) for row in self.field)
 
 def is_gameover(self):
 return not any(self.move_is_possible(move) for move in actions)
 
 def draw(self, screen):
 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):
  screen.addstr(string + '\n')
 
 def draw_hor_separator():
  line = '+' + ('+------' * self.width + '+')[1:]
  separator = defaultdict(lambda: line)
  if not hasattr(draw_hor_separator, "counter"):
  draw_hor_separator.counter = 0
  cast(separator[draw_hor_separator.counter])
  draw_hor_separator.counter += 1
 
 def draw_row(row):
  cast(''.join('|{: ^5} '.format(num) if num > 0 else '| ' for num in row) + '|')
 
 screen.clear()
 cast('SCORE: ' + str(self.score))
 if 0 != self.highscore:
  cast('HGHSCORE: ' + str(self.highscore))
 for row in self.field:
  draw_hor_separator()
  draw_row(row)
 draw_hor_separator()
 if self.is_win():
  cast(win_string)
 else:
  if self.is_gameover():
  cast(gameover_string)
  else:
  cast(help_string1)
 cast(help_string2)
 
 def spawn(self):
 new_element = 4 if randrange(100) > 89 else 2
 (i,j) = choice([(i,j) for i in range(self.width) for j in range(self.height) if self.field[i][j] == 0])
 self.field[i][j] = new_element
 
 def move_is_possible(self, direction):
 def row_is_left_movable(row): 
  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))
 
 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))
 
 if direction in check:
  return check[direction](self.field)
 else:
  return False
def main(stdscr):
 def init():
 #重置遊戲棋盤
 game_field.reset()
 return 'Game'
 def not_game(state):
 #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
 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():
 #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)
 
 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'
 
 
 state_actions = {
  'Init': init,
  'Win': lambda: not_game('Win'),
  'Gameover': lambda: not_game('Gameover'),
  'Game': game
 }
 curses.use_default_colors()
 game_field = GameField(win=32)
 state = 'Init'
 #狀態機開始循環
 while state != 'Exit':
 state = state_actions[state]()
curses.wrapper(main)

非常感謝你的閱讀
大學的時候選擇了自學python，工作了發現吃了計算機基礎不好的虧，學歷不行這是沒辦法的事，只能後天彌補，於是在編碼之外開啓了自己的逆襲之路，不斷的學習python核心知識，深入的研習計算機基礎知識，整理好了，我放在我們的微信公衆號《程序員學府》，如果你也不甘平庸，那就與我一起在編碼之外，不斷成長吧！

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