贪吃蛇 —— Python 小项目实战

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贪吃蛇 —— Python 小项目实战

前言：

在知乎上听大牛说编程直接上项目就是干，以项目为导向，以开发为目标，效果非常好。正巧最近想学python，故尝试以零基础做小项目，疑难部分通过谷歌和书本解决，并通过发表博文检验和锤炼学习成果。

本文结构的思维导图：

导入贪吃蛇小游戏所需要的库和模块

python导入库和模块

使用python进行编程时，有些功能无法用原生python实现。这时需要导入一些python库或者模块，这类似于在Windows操作系统为了实现操作系统没有的功能而去install相应的软件。

导出的基本语法为

import Modulename

Module 模块

或

import Modulename as Modulename_Aliases

Alias 别名

如常用的

import pandas

import pandas as np

当有多个库或模块时，也可以写到一句中，用逗号隔开

import Module1, Module2, Module3

导入需要的库

  • pygame

    pygame库是一个免费开源的python库，一个利用SDL库的写就的游戏库。

  • sys

    sys是一个python标准模块，提供了一些变量和函数。（在该程序中可加可不加）

  • random

random属于python标准库中的数学和数字模块，作用是生成随机数。在贪吃蛇中，食物出现的位置时随机的。

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import pygame
import sys
import random

或者是

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import pygame, sys, random

设定贪吃蛇游戏界面的大小

全局定义

程序中如果有常量，如恒定的数等。可以在开头全局定义。

语法格式为

name = value

value 值

贪吃蛇游戏中，游戏界面的长和宽是不会变化的，是恒定的值

设定贪吃蛇游戏界面的大小

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# 全局定义游戏界面的长和宽（单位为分辨率）
SCREEN_X = 600                                     # 全局定义游戏界面的长
SCREEN_Y = 600                                     # 全局定义游戏界面的宽

# 创建一个函数main()作为主函数 
def main()：                                       # 创建一个名为main的主函数
    pygame.init()                                  #1 初始化pygame模块，确保pygame模块完整可用
    screen_size = (SCREEN_X,SCREEN_Y)
    screen = pygame.display.set_mode(screen_size)  #2 设定游戏窗口的大小（单位：分辨率）
    pygame.display.set_caption('Snake')            #3 设定游戏窗口的标题为“Snake”
    screen.fill((25,25,25))                        # 设定屏幕颜色（RGB）
main()                                             # 运行主函数

批注：在Python中，我们用缩进来表示不同代码之间的关系。若要说明一段代码从属于另一端代码，则需要通过缩进四个空格或一个Tab键来表示。不缩进的代码段之间为同级关系。Python中正确的运用缩进不仅能使程序顺利运行，还可以增强代码的可读性。

#1 我们已经知道python有一个特殊的“库（模块）”叫pygame了。在我们要动手用它完成我们的想法之前，电脑这个强迫症需要我们检查一遍，这个工具包是否完整，能否正常给我们提供帮助。而这个检查的动作，就是pygame.init()。

#2 pygame.display.set_mode(resolution=(SCREEN_X,SCREEN_Y))

初始化一个准备显示的窗口或屏幕。

#3 pygame.display.set_caption(‘title’)

设置当前游戏窗口的标题

当设置完成后，运行代码就可以看到一个“一闪而过”的游戏窗口了

用类创建一个“贪吃蛇”模板

Python从问世之初就是一个可以面向对象的语言。在面向对象编程中，可以用类(class)表示现实世界的事物和情形。类(class)类似于现实世界中的模板。当创建了类后，你定义了整个对象类别可以有的一般行为和特征。

如在贪吃蛇游戏中，我需要定义一个贪吃蛇的类，在其中定义一般贪吃蛇所具有的行为和特征。当用贪吃蛇的类创建一个独立的对象——一条贪吃蛇，就等于把这个类实例化(instantiation)。该条贪吃蛇就可以一个实例(instance)。

在python中创建一个类的基本语法为(在Python中以下三者等价):

class ClassName:

class ClassName():

class ClassName(object):

创建一个贪吃蛇的类，并初始化个各种需要的属性

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# 在Python中类的名称一般首字母大写，与类的实例（全部小写）进行区分
class Snake:
    # 初始化各种需要的属性 [开始时默认向右/身体块x5]
    def __init__(self):                    #4
        self.dirction = pygame.K_RIGHT     #5 设置贪吃蛇默认从右边开始运动，即按→方向键
        self.body = []                     #6 为实例创建一个名为body的空列表
        for x in range(5):                 #7 将addnote()函数从0到4循环五次
            self.addnode()                 #8 初始设定贪吃蛇有5个蛇块

类中的函数在Python中叫做方法（method）。在类中的方法具有函数的一切特征，也有一些区别。

创建函数的一般语法为

def funcitonname(parameter1, parameter2, ...):

parameter 参数

#4处的__init__是一类特殊的函数。当我们根据类创建了一个实例时，Python会自动调用__init__函数。 在Python中的每个类中都必须要有__init__函数。

#4处定义的__init__函数一个参数self。**self参数在每一个类的每一个方法里都是必须的，而且顺序必须是第一个。**因为当我们根据类创建实例后，每一个与实例相关联的方法的调用会自动传递self参数，self是对实例本身的引用，它可以让各个实例可以访问类中的属性。在我们创建的__init__函数中，不需要其他参数，所以只需要self一个必须参数就可以了。

#5处的变量self.dirction带有self的前缀。在类中任何以self为前缀的变量都可以被类中的每个方法调用(因为每个方法中都有参数self)，我们也可以通过从类中创建的任何实例来访问这些变量。

#5处的pygame.K_RIGHT是Pygame库中的属性，作用是使创建的对象（在这里是贪吃蛇）向右运动，相当于键入→方向键。

同理 pygame.K_UP使创建的对象向上运动。

同理 pygame.K_DOWN使创建的对象向下运动。
Pygame库中可以用字符常量表示输入键盘中的特定键位。

Pygame Constant The key in keyboard
K_UP up arrow
K_DOWN down arrow
K_LEFT left arrow
K_RIGHT right arrow
K_SPACE space

#6处为self参数创建一个body的属性，body初始化为空列表，利用列表的可变性（列表中元素的值和数量都可以变化）存放蛇块。

#7&#8处，为self参数创建一个addnote()的属性，用以增加蛇块的数量，初始化蛇块数量设定为5(可以根据个人喜好修改，但不宜过多)

设定贪吃蛇移动时的蛇块变化

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# 无论何时 都在前端增加蛇块
def addnode(self):                                      #9
# 设定贪吃蛇从屏幕的右上角开始出现
    left,top = (0,0)                                    #10                     
    if self.body:
        left,top = (self.body[0].left,self.body[0].top) #11
# 定义蛇在游戏开始时出现的位置，以及蛇的每一节身体的长宽（单位为分辨率）
    node = pygame.Rect(left, top, 25, 25)               #12                   
    if self.dirction == pygame.K_LEFT:                  #13                    
        node.left -= 25
    elif self.dirction == pygame.K_RIGHT:               #14
        node.left += 25
    elif self.dirction == pygame.K_UP:                  #15
        node.top -= 25
    elif self.dirction == pygame.K_DOWN:                #16
        node.top += 25
    self.body.insert(0,node)                            #17
    
# 删除最后一个块
def delnode(self):                                      #18
    self.body.pop()                                     #19

#9 在这段代码中我们创建了addnode方法，该方法有且self这一个必须参数

#10 设定贪吃蛇的出现位置在最右上角。left, top在后文代表的意思可以用下面这张图片解释。

#11处出现的rect函数中的left, top指的是矩形区域（白色部分）距离x轴和y轴的水平距离和垂直距离。

Pygame 通过 Rect 对象存储和操作矩形区域，由pygame.Rect(left, top, width, height)命令创建。

该一整段代码的运行流程：

在__init__函数中有一个for循环，使addnote()方法按照该流程循环了5次。

第一次循环并没有执行if self.body：后的语句，因为我们最初定义的self.body是一个空列表。所以第一次循环首先执行node = pygame.Rect(left, top, 25, 25)。这时我们创建了一个在游戏界面最右上角，大小为25*25像素的矩形对象node。因为在__init__函数中我们self.dirction = pygame.K_RIGHT语句使对象向右移动，所以判定向右运动为真，node变量的left参数加25——即向右运动了25像素。这样实现了一个像素块向右的移动。最后的self.body.insert(0,node)命令在self.body列表的插入node变量，并将其放在第一位。

之后四次循环中，因为self.body列表不再是空列表，所以总是执行第一个if语句后的命令，将参数left，top赋值为self.body列表中的第一位，这样做，使得每次循环之初的node对象总是上一次循环得到的移动过后的像素块，并在此基础上根据运动方向再次移动——这样做实现 贪吃蛇身体的连续，使得贪吃蛇刚出来就是完整的五个25*25像素块

这样做是不够的，因为随着贪吃蛇的移动，是不断右像素块（图中绿色，颜色可自定义）产生和像素块的消失。在最后的像素块总是最先消失的。也就是self.body[-1]会随着每次移动而删去。

所以我们需要另外创建一个delnode函数

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def delnode(self):
self.body.pop()

delnode方法同样仅有self这一必须参数，pop函数可以删去列表中的最后一个元素。

我们需要同时同刷新率运行addnode和delnode方法。这时，又需要创建一个方法move.在运行addnode增加蛇块的同时运行delnode减少蛇块。

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# 移动！
def move(self):
    self.addnode()
    self.delnode()

那么，除非吃到食物（后面会设置），我们以类创建出来的贪吃蛇的蛇块增加速度等于删除速度，最后蛇的长度不变。又因为蛇块总是在动态变化，我们就用程序完成了蛇的移动。

效果图

改变方向 但是左右、上下不能被逆向改变

但这样是不够的。在经典的贪吃蛇游戏中，蛇是不能逆向运动的。我们需要在蛇左右或上下运动的同时对其运动方向做出限制。

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# 改变方向 但是左右、上下不能被逆向改变
def changedirection(self,curkey):                            #20
    LR = [pygame.K_LEFT,pygame.K_RIGHT]                      #21
    UD = [pygame.K_UP,pygame.K_DOWN]                          
    if curkey in LR+UD:                                      #22
        if (curkey in LR) and (self.dirction in LR):         #23
            return self.dirction                             #24
        if (curkey in UD) and (self.dirction in UD):       
            return self.dirction
        self.dirction = curkey                               #25

我的方案是将左右运动和上下运动分开讨论，因为两者的情况是不一样。

在左右运动时，无论是按←还是→键，蛇总是按照原来的方向前进。左右运动时情况类似。

#21 我们分别创建LR和UD列表代表左右运动和上下运动。

#20 这时我们需要输入蛇当前的运动方向，所以在定义方法时在self参数后加了curkey参数。

#23&#24 我们需要判定curkey是否与self.dirction都处于向左或向右运动方向上，如果为真，则返回self.dirction。后面的语句就不会执行了。

#25 若curkey与当前的self.dirction不冲突，则将curkey的值赋予self.dirction，这样贪吃蛇的方向就发生了改变。

贪吃蛇的死亡判断

经典的贪吃蛇中有两种死亡方式，一是碰撞到墙壁（在这里我们用屏幕边界代替），而是头碰到自己的身体。这两者只要满足一个就可以判定为死亡。

这里先做一个简单的死亡判断函数，对死亡前后的各种对象的设置将会在main函数中进行。

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# 死亡判断
def isdead(self):
    # 撞墙
    if self.body[0].x  not in range(SCREEN_X): # 若蛇块不在屏幕范围内，判定死亡为真         
        return True
    if self.body[0].y  not in range(SCREEN_Y):
        return True
    # 撞自己
    if self.body[0] in self.body[1:]:          # 如果撞到自己，判定为死亡         
        return True
    return False

一开始，我们需要在主函数中初始化isdead方法为否，即

isdead = False

self.body列表中存储着一些代表蛇块的矩形对象。当任何一个矩形对象超出屏幕范围内时，则返回isdead为真；或者，当代表蛇头的矩形对象(在self.body列表中总是第一个元素)的位置（left和top参数）包含于蛇身（self.body[1:])时，则返回isdead为真。

当两个条件都不满足时，返回isdead = False

用类创建一个“食物”模板

食物所具有的特征就贪吃蛇简单多了，我们需要创建关于食物的类，满足下列的要求：

1.食物出现的位置随机

2.食物被贪吃蛇碰到后会更换位置出现在界面上

3.食物的大小适中（在这里我们固定食物的大小为25*25像素，等于一个蛇块的大小）

创建一个食物的类

初始化

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class Food:
    def __init__(self):                                       
        self.rect = pygame.Rect(0,0,25,25)                    # rect对象是用来存储矩形对象的
    def remove(self):                                         # 去除食物
        self.rect.left=0
    
    def set(self):                                            # 随机设置食物的出现地点
        if self.rect.left == 0:
            allpos = []                                       # 26
            # 不靠墙太近 25 ~ SCREEN_X-25 之间fenb
            for pos in range(25,SCREEN_X-25,25): 
  # 将屏幕减小外围25分辨率后的所有位置（以25*25像素块为单位）都添加到allpos列表中
                allpos.append(pos)
            self.rect.left = random.choice(allpos)
            self.rect.top  = random.choice(allpos)
            print(self.rect)

我们需要一个刷新食物出现地点的判定标准，当类Food的实例被创建时，python会自动调用__init__函数，这时就应该自动刷新食物出现的地点。当食物被贪吃蛇吃掉时，也应该自动刷新食物出现的地点。

在这里我选择self.rect.left == 0为真，作为食物刷新的条件。所以在__init__方法中，我将0赋给了self.rect.left,并设定了食物的大小为25*25分辨率。

在remove方法中，我选择直接赋值，因为食物大小已经设置过了，不需要再次设置。

之后，很容易想到可以用random函数随机分配食物的位置。

这时可以选择先构建一个包含所有位置的库（为了降低游戏难度，删除了外围25分辨率），在用choice函数在位置库中随机选取。也可以直接在random函数中选构建所有位置的表达式后一步解决。这里选择较简单的前一种。

#26 用for循环将除外围25分辨率的所有位置加入空列表allpos，再用random.choice()方法随机返回。choice() 方法返回一个列表，元组或字符串的随机项。

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import random
random.choice( seq  )

注意：choice()是不能直接访问的，需要导入 random 模块，然后通过 random 静态对象调用该方法。

seq – 可以是一个列表，元组或字符串。

实例化类Snack和类Food

从该分隔线以下代码均在main函数内

从该分隔线以下代码均在main函数内

从该分隔线以下代码均在main函数内

实例化类的语法为instancename = ClassName（parameter1, parameter2, ...)

在python中一般用全小写字母表示实例，与类做出区分。

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snack = Snack()
food = Food()

在pygame中，设定游戏开始有相对固定的一套代码

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while True:
        for event in pygame.event.get():           # 设定游戏开始
            if event.type == pygame.QUIT:          # 判定玩家是否退出（点击窗口的X关闭游戏）
                pygame.quit()
            if event.type == pygame.KEYDOWN:       # 检查玩家是否按下关键键位，为真则执行if后语句
                snake.changedirection(event.key)   # 玩家按下方向键以后执行改变方向
            # 死后按space重新开始
             if event.key == pygame.K_SPACE and isdead:  
            # 如果贪吃蛇死亡判定为真，且玩家按了space键则重新开始游戏
                    return main()

pygame提供了现成的方法检测玩家按下输入关键键位

pygame.KEYDOWN 按下键盘时所按下的键

pygame.KEYUP 释放键盘时

event.key 指的是玩家按下的关键键位

构建蛇身体

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if not isdead:                               # 如果蛇没有死，那么蛇会一直移动
    snake.move()
for rect in snake.body:
    pygame.draw.rect(screen,(20,220,39),rect)  #27 设置贪吃蛇的颜色（RGB颜色）

如果isdead参数为否，则执行snake实例中的move方法。

#27 rect表示矩形对象, 对snake.body中的每一个矩形对象，用pygame.draw.rect(screen, RGB，shape)绘制矩形（贪吃蛇就是由矩形构成）。 screen表示屏幕界面，RGB用三元元组表示，rect为固定参数。

加入食物与蛇的互动

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# 食物处理 / 吃到+50分
        # 当食物rect与蛇头重合,吃掉 -> Snake增加一个Node
        if food.rect == snake.body[0]:      
            food.remove()                                       # 移除
            snake.addnode()                                     # 增加蛇的一节身体
        
        # 食物投递
        food.set()                                              # 刷新一个食物
        pygame.draw.rect(screen,(136,0,21),food.rect)           # 绘制矩形对象

计算分数并在屏幕上打印文字

添加语句创建scores 变量并赋初值为0

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def main():
    pygame.init()                                    #初始化pygame模块，确保pygame模块完整可用
    screen_size = (SCREEN_X,SCREEN_Y)
    screen = pygame.display.set_mode(screen_size)    #设定游戏窗口的大小（分辨率吧）
    pygame.display.set_caption('Snake')              #设定游戏窗口的标题
    clock = pygame.time.Clock()                      #创建一个名字为clock的对象来记录时间
    # 这是添加的语句
    scores = 0                                       #初始化分数为0
    isdead = False                                   #创建死亡判定参数isdead,初始为False

构建在屏幕上打印字体的函数

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def show_text(screen, pos, text, color, font_bold = False, font_size = 60, font_italic = False):   
    #获取系统字体，并设置文字大小                                             
    cur_font = pygame.font.SysFont("宋体", font_size)  
    #设置是否加粗属性  
    cur_font.set_bold(font_bold)                                           
    #设置是否斜体属性                                                        
    cur_font.set_italic(font_italic)  
    #设置文字内容  
    text_fmt = cur_font.render(text, 1, color)                              
    #绘制文字  
    screen.blit(text_fmt, pos)

代码中方法均为pygame库内置。

用函数在屏幕上显示分数

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# 显示分数文字
show_text(screen,(50,500),'Scores: '+str(scores),(223,223,223))
# The Pygame.display.update() 该方法可重新绘制屏幕 
pygame.display.update()           
# The clock.tick() method 设定一秒内刷新的次数（数值越大，蛇运动的越快）
clock.tick(10)

显示死亡文字

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# 显示死亡文字
isdead = snake.isdead()
if isdead:                                    # 判断贪吃蛇是否死亡
    show_text(screen,(100,200),'YOU DEAD!',(227,29,18),False,100)
    show_text(screen,(150,260),'press space to try again...',(0,0,22),False,30)

运行和调试

最后来一个main函数就可以运行游戏了！

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main()

项目源代码地址

github.com/ZhangChunXian/learn-python-by-projects/tree/master/项目源代码

最终效果：

写在最后

感谢各位的阅读！你的阅读是我更新的动力源泉。请根据博文质量点击相应的星级。

这是我第一次做python方面的项目。在尚无基础的情况下上手，我翻阅了一些书籍，还有不少大牛的博客，最终写下了这篇博文。有许多不足，望诸位谅解并指出在评论区，也可以通过邮件告诉我，我将逐一听取。感谢各位在我成长过程中给予的帮助。

同时也欢迎各位计算机学习者前来交流。