Pygame实战项目：用300行代码写出贪吃蛇小游戏
贪吃蛇是一款逻辑清晰、操作简单、老少咸宜、备受欢迎的休闲小游戏。
下面就给大家介绍一下贪吃蛇游戏的基本原理，以及实现贪吃蛇所需要的相关方法。
一、主要思路
我们的贪吃蛇游戏将主要包括三个核心模块，分别是游戏开始模块、游戏运行模块、游戏结束模块。这三个模块是这样配合工作的：先是显示游戏开始模块，然后一个循环一直在游戏运行模块和显示游戏结束模块之间运行。
游戏主要思路
1. 绘制一个 640*480 的窗口
2. 定义小方格的大小（必须要能被 640 和 480 整除）
3. 绘制游戏开始的画面，等待按键事件输入
4. 程序主循环里面包含两个模块，一个是游戏运行模块，另一个是显示游戏结束画面的模块
5. 游戏运行模块：
- 随机初始化设置一个点作为贪吃蛇的起点
- 以这个点为起点，建立一个长度为 3 格的贪吃蛇（列表）
- 初始化一个运动的方向
- 随机一个苹果的位置
- 在游戏循环里处理事件
- 根据按键改变蛇的运动方向
- 检查游戏是否结束（撞到边界或者撞到自己）
- 检查贪吃蛇是否吃到苹果
- 绘制背景，方格，贪吃蛇，苹果，分数等游戏的元素
6. 显示游戏结束画面的模块
- 绘制 Game Over
- 等待用户按键重新开始游戏
二、核心框架
在编写核心模块之前，我们先将这个程序的核心框架和一些必要的方法实现出来，之后再去逐步完善。
我们把蛇身看成是一个个小方格组成的，用常量 CELLSIZE 表示方格的大小，我们把游戏屏幕也看成是由同样的小方格组成的，我们可以通过方格来与屏幕具体像素联系起来，简化编程，所以有了 CELLWIDTH 和 CELLHEIGHT 两个变量。
在 main()方法中，我们初始化 pygame，并进行一些基本设置，然后显示游戏开始画面，之后进入游戏主循环。
我们定义 drawGrid()方法用于绘制所有方格，getRandomLocation()方法用于随机生成苹果的位置，生成的坐标用字典保存，drawApple(coord)方法用于根据生成的坐标字典绘制苹果，同样，drawWorm(wormCoords)方法用于根据贪吃蛇的坐标字典列表绘制贪吃蛇，drawScore(score)方法用于显示分数，terminate()方法用于退出游戏，在我们的游戏开始画面和游戏结束画面中，使用 drawPressKeyMsg()方法用于提示按键消息，checkForKeyPress()方法用于检测按键事件以决定是否退出循环进入游戏运行画面。
# -*- coding: UTF-8 -*-
# snake.py
import random, sys, time, pygame
from pygame.locals import *
# 屏幕刷新率（在这里相当于贪吃蛇的速度）
FPS = 5
# 屏幕宽度
WINDOWWIDTH = 640
# 屏幕高度
WINDOWHEIGHT = 480
# 小方格的大小
CELLSIZE = 20
# 断言，屏幕的宽和高必须能被方块大小整除
assert WINDOWWIDTH % CELLSIZE == 0, "Window width must be a multiple of cell size."
assert WINDOWHEIGHT % CELLSIZE == 0, "Window height must be a multiple of cell size."
# 横向和纵向的方格数
CELLWIDTH = int(WINDOWWIDTH / CELLSIZE)
CELLHEIGHT = int(WINDOWHEIGHT / CELLSIZE)
# 定义常用颜色
WHITE = (255, 255, 255)
BLACK = ( 0, 0, 0)
RED = (255, 0, 0)
GREEN = ( 0, 255, 0)
DARKGREEN = ( 0, 155, 0)
DARKGRAY = ( 40, 40, 40)
BGCOLOR = BLACK
# 定义贪吃蛇的动作
UP = 'up'
DOWN = 'down'
LEFT = 'left'
RIGHT = 'right'
# 贪吃蛇的头（后面会经常用到）
HEAD = 0
def main():
# 定义全局变量
global FPSCLOCK, DISPLAYSURF, BASICFONT
# 初始化pygame
pygame.init()
# 获得pygame时钟
FPSCLOCK = pygame.time.Clock()
# 设置屏幕宽高
DISPLAYSURF = pygame.display.set_mode((WINDOWWIDTH, WINDOWHEIGHT))
# 设置基本字体
BASICFONT = pygame.font.Font('resources/ARBERKLEY.ttf', 18)
# 设置窗口的标题
pygame.display.set_caption('Snake')
# 显示游戏开始画面
showStartScreen()
while True:
# 这里一直循环于游戏运行时和显示游戏结束画面之间，运行游戏里有一个循环，显示游戏结束画面也有一个循环，两个循环都有相应的return，这样就可以达到切换这两个模块的效果
# 运行游戏
runGame()
# 显示游戏结束画面
showGameOverScreen()
# 绘制所有的方格
def drawGrid():
for x in range(0, WINDOWWIDTH, CELLSIZE):
# 绘制垂直线
pygame.draw.line(DISPLAYSURF, DARKGRAY, (x, 0), (x, WINDOWHEIGHT))
for y in range(0, WINDOWHEIGHT, CELLSIZE):
# 绘制水平线
pygame.draw.line(DISPLAYSURF, DARKGRAY, (0, y), (WINDOWWIDTH, y))
# 随机生成一个苹果的坐标位置
def getRandomLocation():
return {'x': random.randint(0, CELLWIDTH - 1), 'y': random.randint(0, CELLHEIGHT - 1)}
# 根据coord绘制苹果
def drawApple(coord):
x = coord['x'] * CELLSIZE
y = coord['y'] * CELLSIZE
appleRect = pygame.Rect(x, y, CELLSIZE, CELLSIZE)
pygame.draw.rect(DISPLAYSURF, RED, appleRect)
# 根据wormCoords列表绘制贪吃蛇
def drawWorm(wormCoords):
for coord in wormCoords:
x = coord['x'] * CELLSIZE
y = coord['y'] * CELLSIZE
wormSegmentRect = pygame.Rect(x, y, CELLSIZE, CELLSIZE)
pygame.draw.rect(DISPLAYSURF, DARKGREEN, wormSegmentRect)
wormInnerSegmentRect = pygame.Rect(x + 4, y + 4, CELLSIZE - 8, CELLSIZE - 8)
pygame.draw.rect(DISPLAYSURF, GREEN, wormInnerSegmentRect)
# 显示分数
def drawScore(score):
scoreSurf = BASICFONT.render('Score: %s' % (score), True, WHITE)
scoreRect = scoreSurf.get_rect()
scoreRect.topleft = (WINDOWWIDTH - 120, 10)
DISPLAYSURF.blit(scoreSurf, scoreRect)
# 退出游戏
def terminate():
pygame.quit()
sys.exit()
# 提示按键消息
def drawPressKeyMsg():
pressKeySurf = BASICFONT.render('Press a key to play.', True, DARKGRAY)
pressKeyRect = pressKeySurf.get_rect()
pressKeyRect.topleft = (WINDOWWIDTH - 200, WINDOWHEIGHT - 30)
DISPLAYSURF.blit(pressKeySurf, pressKeyRect)
# 检测按键事件
def checkForKeyPress():
if len(pygame.event.get(QUIT)) > 0:
terminate()
keyUpEvents = pygame.event.get(KEYUP)
if len(keyUpEvents) == 0:
return None
if keyUpEvents[0].key == K_ESCAPE:
terminate()
return keyUpEvents[0].key
# 显示游戏开始画面
def showStartScreen():
pass
# 游戏运行时
def runGame():
pass
# 显示游戏结束画面
def showGameOverScreen():
pass
if __name__ == '__main__':
main()
三、游戏开始模块
游戏开始画面主要显示游戏名称和提示按键信息，同时调用检测按键事件以确定是否有按键事件产生，若有，则退出开始画面，进入游戏运行画面，或是直接退出游戏。 showStartScreen()的具体实现如下：
# 显示游戏开始画面
def showStartScreen():
DISPLAYSURF.fill(BGCOLOR)
titleFont = pygame.font.Font('resources/ARBERKLEY.ttf', 100)
titleSurf = titleFont.render('Snake!', True, GREEN)
titleRect = titleSurf.get_rect()
titleRect.center = (WINDOWWIDTH / 2, WINDOWHEIGHT / 2)
DISPLAYSURF.blit(titleSurf, titleRect)
drawPressKeyMsg()
pygame.display.update()
while True:
if checkForKeyPress():
pygame.event.get()
return
四、游戏运行模块
为了防止蛇身一出来就离墙太近，导致游戏失败，所以我们的蛇身会离墙有一段距离。产生的随机数范围为（5,CELLWIDTH-6）。我们用字典这种数据结构将坐标存放起来，用列表把这些字典元素包容在一起。wormCoords 为蛇身的坐标表示，则 wormCoords[0]为蛇头的表示，也就是 wormCoords[HEAD]。蛇身的移动实际上就是不断删除尾端，添加头端的过程。 runGame()的具体实现如下：
# 游戏运行画面
def runGame():
# 随机初始化设置一个点作为贪吃蛇的起点
startx = random.randint(5, CELLWIDTH - 6)
starty = random.randint(5, CELLHEIGHT - 6)
# 以这个点为起点，建立一个长度为3格的贪吃蛇（列表）
wormCoords = [{'x': startx, 'y': starty},
{'x': startx - 1, 'y': starty},
{'x': startx - 2, 'y': starty}]
direction = RIGHT # 初始化一个运动的方向
# 随机一个苹果的位置
apple = getRandomLocation()
# 游戏主循环
while True:
# 事件处理
for event in pygame.event.get():
# 退出事件
if event.type == QUIT:
terminate()
# 按键事件
elif event.type == KEYDOWN:
#如果按下的是左键或a键，且当前的方向不是向右，就改变方向，以此类推
if (event.key == K_LEFT or event.key == K_a) and direction != RIGHT:
direction = LEFT
elif (event.key == K_RIGHT or event.key == K_d) and direction != LEFT:
direction = RIGHT
elif (event.key == K_UP or event.key == K_w) and direction != DOWN:
direction = UP
elif (event.key == K_DOWN or event.key == K_s) and direction != UP:
direction = DOWN
elif event.key == K_ESCAPE:
terminate()
# 检查贪吃蛇是否撞到撞到边界，即检查蛇头的坐标
if wormCoords[HEAD]['x'] == -1 or wormCoords[HEAD]['x'] == CELLWIDTH or wormCoords[HEAD]['y'] == -1 or wormCoords[HEAD]['y'] == CELLHEIGHT:
# game over
return
# 检查贪吃蛇是否撞到自己，即检查蛇头的坐标是否等于蛇身的坐标
for wormBody in wormCoords[1:]:
if wormBody['x'] == wormCoords[HEAD]['x'] and wormBody['y'] == wormCoords[HEAD]['y']:
# game over
return
# 检查贪吃蛇是否吃到苹果，若没吃到，则删除尾端，蛇身前进一格
if wormCoords[HEAD]['x'] == apple['x'] and wormCoords[HEAD]['y'] == apple['y']:
# 不移除蛇的最后一个尾巴格
# 重新随机生成一个苹果
apple = getRandomLocation()
else:
# 移除蛇的最后一个尾巴格
del wormCoords[-1]
# 根据方向，添加一个新的蛇头，以这种方式来移动贪吃蛇
if direction == UP:
newHead = {'x': wormCoords[HEAD]['x'], 'y': wormCoords[HEAD]['y'] - 1}
elif direction == DOWN:
newHead = {'x': wormCoords[HEAD]['x'], 'y': wormCoords[HEAD]['y'] + 1}
elif direction == LEFT:
newHead = {'x': wormCoords[HEAD]['x'] - 1, 'y': wormCoords[HEAD]['y']}
elif direction == RIGHT:
newHead = {'x': wormCoords[HEAD]['x'] + 1, 'y': wormCoords[HEAD]['y']}
# 插入新的蛇头在数组的最前面
wormCoords.insert(0, newHead)
# 绘制背景
DISPLAYSURF.fill(BGCOLOR)
# 绘制所有的方格
drawGrid()
# 绘制贪吃蛇
drawWorm(wormCoords)
# 绘制苹果
drawApple(apple)
# 绘制分数（分数为贪吃蛇列表当前的长度-3）
drawScore(len(wormCoords) - 3)
# 更新屏幕
pygame.display.update()
# 设置帧率
FPSCLOCK.tick(FPS)
五、游戏结束模块
游戏结束画面与游戏开始画面类似，showGameOverScreen()的具体实现如下：
# 显示游戏结束画面
def showGameOverScreen():
gameOverFont = pygame.font.Font('resources/ARBERKLEY.ttf', 50)
gameSurf = gameOverFont.render('Game', True, WHITE)
overSurf = gameOverFont.render('Over', True, WHITE)
gameRect = gameSurf.get_rect()
overRect = overSurf.get_rect()
gameRect.midtop = (WINDOWWIDTH / 2, WINDOWHEIGHT / 2-gameRect.height-10)
overRect.midtop = (WINDOWWIDTH / 2, WINDOWHEIGHT / 2)
DISPLAYSURF.blit(gameSurf, gameRect)
DISPLAYSURF.blit(overSurf, overRect)
drawPressKeyMsg()
pygame.display.update()
pygame.time.wait(500)
checkForKeyPress()
while True:
if checkForKeyPress():
pygame.event.get()
return
尝试运行代码
if __name__ == "__main__":
main()
执行 python snake.py
总结
我们通过简单的pygame程序编写实现了经典的贪吃蛇游戏，通过上文，你应当掌握实现贪吃蛇游戏的基本原理以及 Pygame 的深入应用，同时，你也可以使用食物图片和贪吃蛇图片修改代码以使游戏更加美观，最后，你应当使用其他编程语言实现贪吃蛇游戏，来加深对原理的理解。
参考资料
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