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Python 2048游戏代码实现（Pygame仿真带移动动画）

网友: 文档中心 2022-03-18 15:00:47

前些天发现没有博主用Pygame实现比较漂亮的2048游戏，于是就自己做了一版。功能及特色包括：全套经典配色和数字块图片、记分牌（分数和历史最高分）以及移动动画效果。效果图如下：

本文全套代码和资源在这里付费获取：2048游戏源码（Pygame仿真带移动动画）「恰饭需要，恳请各位支持！博主必定尽力为大家奉上最详尽的讲解文章。」

总目录

    • 主函数
    • 载入图片：load_images()
    • 读入最高分：read_best()
    • 初始化地图：load_images()
    • 随机加入块：add_randnum(map)
    • 绘制窗口：draw_all(screen, map, images)
      • 绘制背景
      • 绘制标题栏
      • 绘制数字块
    • 移动函数
      • 向上移动：move_up(screen, map, images)
      • 向下移动：move_down(screen, map, images)
      • 向左移动：move_left(screen, map, images)
      • 向右移动：move_right(screen, map, images)
    • 附录：程序开头定义的常量

在这里插入图片描述

主函数

我把大部分功能的实现都封装为函数了，所以主函数里的内容还是比较简洁的：

def main():# 初始化部分    global best_score    pygame.init()     #初始化pyamge库    images = load_images()     #载入数字块图片    best_score = read_best()#读入历史最高分数    screen = pygame.display.set_mode((WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT))     #新建窗口对象    pygame.display.set_caption('2048')      #设置窗口标题    map = init_map()#初始化游戏地图二维列表    map = add_randnum(map) #随机加入一个新数字块    draw_all(screen, map, images) #绘制窗口    # 主循环部分    while True: for event in pygame.event.get():     # 获取事件(鼠标、键盘等)     if event.type == pygame.QUIT:     # 如果按下关闭按钮  pygame.quit()     # 退出pygame窗口  sys.exit()     # 结束主循环     if event.type == pygame.KEYDOWN:     #鼠标事件  if event.key == pygame.K_UP or event.key == pygame.K_w:    #按下向上键或w键      map = move_up(screen, map, images)      #获取移动后的地图，函数中完成移动动画效果（下同）  if event.key == pygame.K_DOWN or event.key == pygame.K_s:    #按下向下键或s键      map = move_down(screen, map, images)  if event.key == pygame.K_LEFT or event.key == pygame.K_a:    #按下向左键或a键      map = move_left(screen, map, images)  if event.key == pygame.K_RIGHT or event.key == pygame.K_d:    #按下向右键或d键      map = move_right(screen, map, images)

下面我把主程序里面用到的函数按顺序盘点一遍，方便大家参考借鉴。

载入图片：load_images()

将数字块图片都放在 block\ 文件夹下，图片 n.png 表示的是 2n 的数字块：

在这里插入图片描述
将图片用 pygame.image.load() 函数载入后存入列表，再使用 pygame.transform.scale() 函数调整图片大小以适应游戏界面。然后返回图片列表。

def load_images():    images = [0]    for i in range(1, 16): images.append(pygame.image.load("block/"+str(i)+".png")) images[i] = pygame.transform.scale(images[i], (int(BOLCK_WIDTH), int(BOLCK_WIDTH)))    return images

读入最高分：read_best()

将最高分数存储在当前目录下的 best 文件，在载入游戏时读取。

def read_best():    f = open('best', 'r')    score = int(f.read())    return score

初始化地图：load_images()

首先需要放出我定义的数字块类 numBlock（因为平常没怎么用过类与对象，所以可能这个类抽象得有点生涩，欢迎大家多多指教）：

class numBlock:      #数字块类    def __init__(self): self.num = 0  #数字 self.rect = pygame.Rect(0, 0, BOLCK_WIDTH, BOLCK_WIDTH)#所在矩形    def set_position(self, x, y): #根据数组下标设置矩形位置 self.rect.x = GAMEBOX_LEFT+UNIT_WIDTH*(8*x+1) self.rect.y = GAMEBOX_TOP+UNIT_WIDTH*(8*y+1)

这个类里面有两个属性：数字块的数字和所在矩形。矩形使用的是 pygame 的 Rect 类，可以表示矩形的左上坐标和长宽。

另外还有一个函数 set_position(x, y) ，可以根据数字块的行列坐标将其移动到对应位置。

而 load_images() 函数就是用 numBlock 类生成了一个二维列表用来表示游戏地图：

def init_map():    map = []    for i in range(4): line = [] for j in range(4):     line.append(numBlock()) map.append(line)    return map

随机加入块：add_randnum(map)

随机选取地图上一个没有数字的位置，填入数字 1 或 2。需要注意，在我的数组里，n 表示的是 2n ，即随机加入的数字块是 2 或者 4。

def add_randnum(map):    x = random.randint(0, 3)    y = random.randint(0, 3)    while map[y][x].num != 0: x = random.randint(0, 3) y = random.randint(0, 3)    map[y][x].num = random.randint(1, 2)    map[y][x].set_position(x, y)    return map

绘制窗口：draw_all(screen, map, images)

我在这个函数里封装了三部分的绘制。首先先给出这个函数的定义：

def draw_all(screen, map, images):    draw_bg(screen)    draw_titlebar(screen)    draw_blocks(screen, map, images)    pygame.display.update()

看函数名就可以得知，这三部分分别是：绘制背景、绘制标题栏 和 绘制数字块。绘制完成后调用 pygame.display.update() 刷新窗口。

绘制背景

先填充背景色为浅黄色，然后绘制褐色游戏底盘，最后绘制八个浅褐色的数字框。相关颜色常量和位置常量的定义放在文章的最后。

def draw_bg(screen):    screen.fill(YELLOW_LIGHT)    gamebox_rect = pygame.Rect(GAMEBOX_LEFT, GAMEBOX_TOP, GAMEBOX_WIDTH, GAMEBOX_WIDTH)    pygame.draw.rect(screen, BROWN_NORMAL, gamebox_rect, 0, 5)    for i in range(4): for j in range(4):     block_rect = pygame.Rect(GAMEBOX_LEFT+UNIT_WIDTH*(8*i+1), GAMEBOX_TOP+UNIT_WIDTH*(8*j+1), BOLCK_WIDTH, BOLCK_WIDTH)     pygame.draw.rect(screen, BROWN_LIGHT, block_rect, 0, 5)

绘制标题栏

标题栏包括：2048 logo、记分牌底板、记分牌标题 和 记分牌数字。

def draw_titlebar(screen):    #绘制2048标题    title_font = pygame.font.Font('font/ClearSansBold.woff.ttf', TITLE_SIZE)    title_text = title_font.render('2048', True, BROWN_DEEP)    screen.blit(title_text, (GAMEBOX_LEFT, GAMEBOX_TOP/2-TITLE_SIZE*3/4))    #绘制记分牌背板    scoreboard_rect = pygame.Rect(WINDOW_WIDTH-GAMEBOX_LEFT-SCOREBOARD_WIDTH*15/7,GAMEBOX_TOP/2-SCOREBOARD_HEIGHT*3/4, SCOREBOARD_WIDTH, SCOREBOARD_HEIGHT)    pygame.draw.rect(screen, BROWN_NORMAL, scoreboard_rect, 0, 3)    bestboard_rect = pygame.Rect(WINDOW_WIDTH - GAMEBOX_LEFT - SCOREBOARD_WIDTH,      GAMEBOX_TOP / 2 - SCOREBOARD_HEIGHT * 3 / 4, SCOREBOARD_WIDTH, SCOREBOARD_HEIGHT)    pygame.draw.rect(screen, BROWN_NORMAL, bestboard_rect, 0, 3)    #绘制记分牌标题文字    scoretitle_font = pygame.font.SysFont('Arial', SCORETITLE_SIZE, True)    scoretitle_text = scoretitle_font.render('SCORE', True, BROWN_MORE_LIGHT)    scoretitle_rect = scoretitle_text.get_rect()    scoretitle_rect.center = (WINDOW_WIDTH-GAMEBOX_LEFT-SCOREBOARD_WIDTH*(15/7-1/2), GAMEBOX_TOP/2-SCOREBOARD_HEIGHT/2)    screen.blit(scoretitle_text, scoretitle_rect)    besttitle_font = pygame.font.SysFont('Arial', SCORETITLE_SIZE, True)    besttitle_text = besttitle_font.render('BEST', True, BROWN_MORE_LIGHT)    besttitle_rect = besttitle_text.get_rect()    besttitle_rect.center = (WINDOW_WIDTH-GAMEBOX_LEFT-SCOREBOARD_WIDTH/2, GAMEBOX_TOP/2-SCOREBOARD_HEIGHT/2)    screen.blit(besttitle_text, besttitle_rect)    #绘制分数    global score, best_score    score_font = pygame.font.Font('font/ClearSansBold.woff.ttf', SCORE_SIZE)    score_text = score_font.render(str(score), True, WHITE)    score_rect = score_text.get_rect()    score_rect.center = (WINDOW_WIDTH - GAMEBOX_LEFT - SCOREBOARD_WIDTH * (15 / 7 - 1 / 2), GAMEBOX_TOP / 2 - SCOREBOARD_HEIGHT / 10)    screen.blit(score_text, score_rect)    best_font = pygame.font.Font('font/ClearSansBold.woff.ttf', SCORE_SIZE)    best_text = best_font.render(str(best_score), True, WHITE)    best_rect = best_text.get_rect()    best_rect.center = (WINDOW_WIDTH - GAMEBOX_LEFT - SCOREBOARD_WIDTH / 2, GAMEBOX_TOP / 2 - SCOREBOARD_HEIGHT / 10)    screen.blit(best_text, best_rect)

绘制数字块

遍历二维列表，如果数字不为0，则根据元素的 rect 所定义位置绘制出数字块。

def draw_blocks(screen, map, images):    for i in range(4): for j in range(4):     if map[i][j].num != 0:  screen.blit(images[map[i][j].num], (map[i][j].rect.x,map[i][j].rect.y))

移动函数

按下方向键时的执行的程序我封装为了四个函数，这四个函数大概是这个游戏的代码的精髓吧。这是我根据自己的思路写的，如有问题请大家不吝指正。

下面仅以 move_up() 函数为例来讲解实现原理。其他三个方向的代码类似，只贴出完整代码，不做讲解。

向上移动：move_up(screen, map, images)

先贴上完整代码，然后再分块说明：

def move_up(screen, map, images):    global score, best_score    pre_map = copy.deepcopy(map)    map = copy.deepcopy(map)    move_step = [[0, 0, 0, 0],   [0, 0, 0, 0],   [0, 0, 0, 0],   [0, 0, 0, 0]]    for j in range(4): k = 0 pre_num = numBlock() for i in range(4):     if map[i][j].num == 0:  k += 1     else:  if map[i][j].num == pre_num.num:      pre_num.num += 1      score += pow(2, pre_num.num)      if best_score < score:   best_score = score   write_best(score)      map[i][j] = numBlock()      k += 1      move_step[i][j] = k  else:      t = map[i][j]      map[i][j] = numBlock()      map[i - k][j] = t      map[i - k][j].set_position(j, i - k)      move_step[i][j] = k  pre_num = map[i - k][j]    is_moving = True    k = 0    while is_moving: is_moving = False k += 1 for i in range(4):     for j in range(4):  if move_step[i][j] > 0.1:      is_moving = True      move_step[i][j] -= 1/10      pre_map[i][j].set_position(j, i-k*1/10) draw_all(screen, pre_map, images)    if not equal_map(map, pre_map): add_randnum(map)    draw_all(screen, map, images)    return map

在这段程序的开头先引入全局变量 score 和 best_score，因为每次移动完都需要计分。然后将地图用深拷贝 copy.deepcopy() 复制两份进行后续操作。初始化列表 move_step 用于存储每个数字块将要移动的格数，这个数组是为移动动画准备的。

global score, best_score    pre_map = copy.deepcopy(map)    map = copy.deepcopy(map)    move_step = [[0, 0, 0, 0],   [0, 0, 0, 0],   [0, 0, 0, 0],   [0, 0, 0, 0]]

这里是游戏规则的核心算法，用到一个双重循环来模拟获得出移动后的新地图。对于每一列，从上到下遍历这一列，用变量k表示当前数字块需要上移几格，然后上移。

过程中判断如果当前数字与前一个数字相同，则删除该块并给上一块升级，即合块。

当然，计分也是在这里完成的。每次合块后，增加的分数为合块后的数字。

    for j in range(4): k = 0 pre_num = numBlock() for i in range(4):     if map[i][j].num == 0:  k += 1     else:  if map[i][j].num == pre_num.num:      pre_num.num += 1      score += pow(2, pre_num.num)      if best_score < score:   best_score = score   write_best(score)      map[i][j] = numBlock()      k += 1      move_step[i][j] = k  else:      t = map[i][j]      map[i][j] = numBlock()      map[i - k][j] = t      map[i - k][j].set_position(j, i - k)      move_step[i][j] = k  pre_num = map[i - k][j]

接着是完成移动动画，循环小步移动需要移动的数字块，每移动一小步使用之前定义的 draw_all() 函数刷新窗口，直至移动完成。

    is_moving = True    k = 0    while is_moving: is_moving = False k += 1 for i in range(4):     for j in range(4):  if move_step[i][j] > 0.1:      is_moving = True      move_step[i][j] -= 1/10      pre_map[i][j].set_position(j, i-k*1/10) draw_all(screen, pre_map, images)

最后，判断移动地图是否相等，即移动前的地图是否可以移动。如果没有移动则不用增加新的随机数字块。

if not equal_map(map, pre_map): add_randnum(map)

这里的 equal_map(map, pre_map) 函数定义如下：

def equal_map(map1, map2):    equal = True    for i in range(4): for j in range(4):     if map1[i][j].num != map2[i][j].num:  equal = False  break    return equal

向下移动：move_down(screen, map, images)

def move_down(screen, map, images):    global score, best_score    pre_map = copy.deepcopy(map)    map = copy.deepcopy(map)    move_step = [[0, 0, 0, 0],   [0, 0, 0, 0],   [0, 0, 0, 0],   [0, 0, 0, 0]]    for j in range(4): k = 0 pre_num = numBlock() for i in range(3, -1, -1):     if map[i][j].num == 0:  k += 1     else:  if map[i][j].num == pre_num.num:      pre_num.num += 1      score += pow(2, pre_num.num)      if best_score < score:   best_score = score   write_best(score)      map[i][j] = numBlock()      k += 1      move_step[i][j] = k  else:      t = map[i][j]      map[i][j] = numBlock()      map[i + k][j] = t      map[i + k][j].set_position(j, i + k)      move_step[i][j] = k  pre_num = map[i + k][j]    is_moving = True    k = 0    while is_moving: is_moving = False k += 1 for i in range(4):     for j in range(4):  if move_step[i][j] > 0.1:      is_moving = True      move_step[i][j] -= 1/10      pre_map[i][j].set_position(j, i+k*1/10) draw_all(screen, pre_map, images)    if not equal_map(map, pre_map): add_randnum(map)    draw_all(screen, map, images)    return map

向左移动：move_left(screen, map, images)

def move_left(screen, map, images):    global score, best_score    pre_map = copy.deepcopy(map)    map = copy.deepcopy(map)    move_step = [[0, 0, 0, 0],   [0, 0, 0, 0],   [0, 0, 0, 0],   [0, 0, 0, 0]]    for i in range(4): k = 0 pre_num = numBlock() for j in range(4):     if map[i][j].num == 0:  k += 1     else:  if map[i][j].num == pre_num.num:      pre_num.num += 1      score += pow(2, pre_num.num)      if best_score < score:   best_score = score   write_best(score)      map[i][j] = numBlock()      k += 1      move_step[i][j] = k  else:      t = map[i][j]      map[i][j] = numBlock()      map[i][j - k] = t      map[i][j - k].set_position(j - k, i)      move_step[i][j] = k  pre_num = map[i][j - k]    is_moving = True    k = 0    while is_moving: is_moving = False k += 1 for i in range(4):     for j in range(4):  if move_step[i][j] > 0.1:      is_moving = True      move_step[i][j] -= 1/10      pre_map[i][j].set_position(j-k*1/10, i) draw_all(screen, pre_map, images)    if not equal_map(map, pre_map): add_randnum(map)    draw_all(screen, map, images)    return map

向右移动：move_right(screen, map, images)

def move_right(screen, map, images):    global score, best_score    pre_map = copy.deepcopy(map)    map = copy.deepcopy(map)    move_step = [[0, 0, 0, 0],   [0, 0, 0, 0],   [0, 0, 0, 0],   [0, 0, 0, 0]]    for i in range(4): k = 0 pre_num = numBlock() for j in range(3, -1, -1):     if map[i][j].num == 0:  k += 1     else:  if map[i][j].num == pre_num.num:      pre_num.num += 1      score += pow(2, pre_num.num)      if best_score < score:   best_score = score   write_best(score)      map[i][j] = numBlock()      k += 1      move_step[i][j] = k  else:      t = map[i][j]      map[i][j] = numBlock()      map[i][j + k] = t      map[i][j + k].set_position(j + k, i)      move_step[i][j] = k  pre_num = map[i][j + k]    is_moving = True    k = 0    while is_moving: is_moving = False k += 1 for i in range(4):     for j in range(4):  if move_step[i][j] > 0.1:      is_moving = True      move_step[i][j] -= 1/10      pre_map[i][j].set_position(j+k*1/10, i) draw_all(screen, pre_map, images)    if not equal_map(map, pre_map): add_randnum(map)    draw_all(screen, map, images)    return map

附录：程序开头定义的常量

# 位置常量WINDOW_WIDTH = 600WINDOW_HEIGHT = 750GAMEBOX_LEFT = 50GAMEBOX_TOP = 200GAMEBOX_WIDTH = 500UNIT_WIDTH = GAMEBOX_WIDTH/33BOLCK_WIDTH = UNIT_WIDTH*7SCOREBOARD_WIDTH = 120SCOREBOARD_HEIGHT = 55# 字体大小TITLE_SIZE = 60SCORETITLE_SIZE = 14SCORE_SIZE = 24# 颜色常量BROWN_DEEP = (119, 110, 101)BROWN_NORMAL = (187, 173, 160)BROWN_LIGHT = (205, 193, 180)BROWN_MORE_LIGHT = (238, 228, 218)YELLOW_LIGHT = (250, 248, 239)WHITE = (255, 255, 255)

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