Python：游戲：300行代碼實現(xiàn)俄羅斯方塊

本文代碼基于 python3.6 和 pygame1.9.4密任。

俄羅斯方塊是兒時最經(jīng)典的游戲之一，剛開始接觸 pygame 的時候就想寫一個俄羅斯方塊塞颁。但是想到旋轉(zhuǎn)，停靠祠锣，消除等操作酷窥，感覺好像很難啊，等真正寫完了發(fā)現(xiàn)伴网，一共也就 300 行代碼蓬推，并沒有什么難的。

先來看一個游戲截圖澡腾，有點丑沸伏，好吧，我沒啥美術(shù)細(xì)胞动分，但是主體功能都實現(xiàn)了毅糟，可以玩起來。

image

現(xiàn)在來看一下實現(xiàn)的過程澜公。

外形

俄羅斯方塊整個界面分為兩部分姆另，一部分是左邊的游戲區(qū)域，另一部分是右邊的顯示區(qū)域坟乾，顯示得分迹辐、速度、下一個方塊樣式等甚侣。這里就不放截圖了明吩，看上圖就可以。

游戲區(qū)域跟貪吃蛇一樣殷费，是由一個個小方格組成的贺喝，為了看得直觀，我特意畫了網(wǎng)格線宗兼。

import sys
import pygame
from pygame.locals import *

SIZE = 30  # 每個小方格大小
BLOCK_HEIGHT = 20  # 游戲區(qū)高度
BLOCK_WIDTH = 10   # 游戲區(qū)寬度
BORDER_WIDTH = 4   # 游戲區(qū)邊框?qū)挾?BORDER_COLOR = (40, 40, 200)  # 游戲區(qū)邊框顏色
SCREEN_WIDTH = SIZE * (BLOCK_WIDTH + 5)  # 游戲屏幕的寬
SCREEN_HEIGHT = SIZE * BLOCK_HEIGHT      # 游戲屏幕的高
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(cè)信息顯示區(qū)域字體位置的X坐標(biāo)
    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)
        # 畫游戲區(qū)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(wǎng)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(wǎng)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()

方塊

接下來就是要定義方塊躏鱼，方塊的形狀一共有以下 7 種：

I 型

O 型

T 型

S 型

Z 型

L 型

J 型

這里我做了多次的更改，因為方塊最大的長度是長條形的殷绍，為4格染苛，所以我統(tǒng)一用了 4 × 4 的方格來定義。這也是可以的主到，只是后來發(fā)現(xiàn)不方便茶行。

為了直觀，直接以一個二維數(shù)組來定義方塊登钥，其中 . 表示空的畔师， 0 表示實心的。（用 . 表示空是為了看得直觀牧牢，如果用空格會看不清看锉。）
例如 I 行姿锭，以 4 × 4 方格定義為

['.0..',
 '.0..',
 '.0..',
 '.0..']

和

['....',
 '....',
 '0000',
 '....']

方塊最難的是需要實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)功能，比如 I 型伯铣，就有橫和豎兩種形態(tài)呻此。所謂旋轉(zhuǎn)，表面上看腔寡，是把方塊順時針旋轉(zhuǎn)了 90°焚鲜，但實際做的時候，我們并不需要正真的去實現(xiàn)這個“旋轉(zhuǎn)”的效果放前。

最終實現(xiàn)的時候忿磅，這些圖形都是我們畫在界面上的，而每一次刷新凭语，界面上所有內(nèi)容都會被清空重畫葱她，所以旋轉(zhuǎn)只是畫當(dāng)前方塊的時候不再畫之前的形狀，而是畫旋轉(zhuǎn)后的形狀叽粹。

比如這個 I 型，定義成了 4 × 4 的形狀却舀，但實際上只需要 1 × 4 或 4 × 1 就可以了虫几，其他剩下的地方都是空的。它不像 T 型挽拔，T 型不是一個矩形辆脸，如果用一個矩形來定義，必然有 2 個位置是空的螃诅。那么啡氢，I 型真的有必要定義成 4 × 4 嗎？

答案是肯定的术裸。想想看倘是，如果是 4 × 1 的一個橫條，旋轉(zhuǎn)后變成 1 × 4 的豎條袭艺，這個位置怎么確定搀崭？好像有點困難。但是如果是 4 × 4 的正方形猾编，我們只需要固定起點坐標(biāo)（左上角）不變瘤睹，把豎條的 4 × 4 直接替換掉橫條的 4 × 4 區(qū)域，是不是就實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)了答倡？而且位置很容易計算轰传。

另外一點，在有些情況下是不可以旋轉(zhuǎn)的瘪撇。比如 I 型的豎條获茬，在緊貼左右邊框的時候是不可以旋轉(zhuǎn)的港庄。這點我有印象，可以肯定锦茁。但是對于其他的形狀攘轩，我就不是很確定了，我百度搜了下码俩，找了個網(wǎng)頁版的俄羅斯方塊玩了下度帮，發(fā)現(xiàn)也是不可以的。例如：

在緊貼右邊框的時候是無法旋轉(zhuǎn)的稿存。如果要每一個形狀都去判斷一下笨篷，那實在是太煩了。從方塊的定義入手瓣履，就可以很簡單的實現(xiàn)率翅。

例如豎條行，定義是：

['.0..',
 '.0..',
 '.0..',
 '.0..']

豎條是可以貼邊的袖迎，所以當(dāng)它在最左邊的時候冕臭，X 軸坐標(biāo)是 -1，這是因為定義中左邊一豎排是空的燕锥。我們只需判定辜贵，當(dāng)方塊所定義的形狀（包括空的部分）完全在游戲區(qū)域內(nèi)時才可以旋轉(zhuǎn)。

我之前所說归形，全都定義成 4 × 4 不好托慨，原因就在這里，對于 T 型等其他形狀暇榴，無法做這個判定厚棵。所以，對于 T 型等形狀蔼紧，我們可以定義成 3 × 3 的格式：

['.0.',
 '000',
 '...']

還有一種情況是無法旋轉(zhuǎn)的婆硬，就是旋轉(zhuǎn)后的位置已經(jīng)被別的方塊占了。另外下落奸例，左右移動柿祈，都要做這個判斷。既然這些是一致的哩至，那么就可以用同一個方法來判斷躏嚎。

先要定義一個 game_area 變量，用于存放整個游戲區(qū)域當(dāng)前的狀態(tài)：

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

初始狀態(tài)全是空的菩貌，所以全部用 . 初始化就可以了卢佣。
另外，需要一些變量定義當(dāng)前下落方塊的狀態(tài)

cur_block = None   # 當(dāng)前下落方塊
cur_pos_x, cur_pos_y = 0, 0  # 當(dāng)前下落方塊的坐標(biāo)

方塊我們是以二維數(shù)組的方式定義的箭阶，并且存在空行和空列虚茶，如果我們遍歷這個二維數(shù)組判斷其所在的區(qū)域在當(dāng)前游戲區(qū)域內(nèi)是否已經(jīng)被別的方塊所占戈鲁，這個是可以實現(xiàn)的。我們考慮另外一種情況嘹叫，一個豎條形婆殿，左邊一排是空的，這空的一排是可以移出游戲區(qū)域的罩扇，這個怎么判斷婆芦？每次左移的時候都去判斷一下左邊一排全都是空嗎？這太麻煩了喂饥。并且方塊都是固定的消约，所以這些我們可以提前定義好。最終方塊定義如下：

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)]

方塊需要包含兩個方法员帮，獲取隨機(jī)一個方塊和旋轉(zhuǎn)時獲取旋轉(zhuǎn)后的方塊

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(zhuǎn)后的方塊
def get_next_block(block):
    b = BLOCKS[block.name]
    return b[block.next]

判斷是否可以旋轉(zhuǎn)或粮，下落，移動的方法也很容易實現(xiàn)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

屠谈撸靠

最后一個問題是吐炔模靠，當(dāng)方塊下落到底或者遇到別的方塊之后硝岗，就不能在下落了氢哮。我將此稱之為”停靠“辈讶，有個名字說起來也方便一點命浴。

首先是要判斷是否可以吐γǎ靠贱除，停靠發(fā)生之后媳溺，就是將當(dāng)前方塊的非空點畫到游戲區(qū)域上月幌，說白了，就是將cur_block的非空點按對應(yīng)位置復(fù)制到game_area里去悬蔽。并且計算是否有一排被全部填滿了扯躺，全部填滿則消除。

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

至此蝎困，整個俄羅斯方塊的主體功能就算是完成了录语。

這里很多參數(shù)是可以調(diào)的，例如覺得旋轉(zhuǎn)別扭禾乘，可以直接調(diào)整方塊的定義澎埠，而無需去改動代碼邏輯。

后臺回復(fù) 俄羅斯方塊始藕，獲取源碼蒲稳。

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