用Python寫了一個貪吃蛇大冒險小游戲

一、游戲簡介

1.1 游戲操作及游戲規則

（1）游戲開始后，通過鍵盤上下左右鍵控制貪吃蛇移動尋找食物；
（2）貪吃蛇每吃一個食物，身長會增加一個單位；
（3）在正常模式中，貪吃蛇如果碰到墻面或咬到自身，則游戲失敗；
（4）在可穿墻模式中，貪吃蛇可以穿過墻面，但咬到自身后，游戲失敗。

二、游戲總體設計

2.1 游戲總體設計框架圖

三、編譯語言以及用到的庫文件描述

3.1 Python語言
Python是一種跨平臺的計算機程序設計語言。是一種面向對象的動態類型語言，最初被設計用于編寫自動化腳本(shell)，Python語言具有非常簡潔且清晰的語法特點，隨著版本的不斷更新和語言新功能的添加，越來越多被用于獨立的、大型項目的開發。目前，基于Python語言的相關技術正在飛速發展，用戶數量急劇增大，相關的資源越來越多。

3.2 pygame庫
Pygame是跨平臺Pyth，Pygame 作者是 Pete Shinners，協議為 GNU Lesser General Public License。Pygame包含圖像、聲音。建立在SDL基礎上，允許實時電子游戲研發而無需被低級語言（如機器語言和匯編語言）束縛。基于這樣一個設想，所有需要的游戲功能和理念（主要是圖像方面）都完全簡化為游戲邏輯本身，所有的資源結構都可以由高級語言提供，如Python。

3.3 random庫
Random是產生隨機數的庫，即隨機數發生器，random產生的是偽隨機數或者說是用一種復雜的方法計算得到的序列值，因此每次運算時需要一個不同的種子值。種子值不同，得到的序列值也不同。

3.4 time庫
time庫是Python中處理時間的標準庫，用于計算機時間的表達，提供獲取系統時間并格式化輸出功能，提供系統級精確計時功能，也可用于程序性能分析。

3.5 sys庫
sys.exit（[ arg ]）用于程序的退出，sys.exit(n) 退出程序，正常退出時exit(0)。這是通過引發SystemExit 異常來實現的，因此遵循finally語句的子句所指定的清理操作try ，并且可以攔截外層的退出嘗試。可選參數arg可以是一個整數，給出退出狀態（默認為零）或其他類型的對象。如果它是整數，則零被認為是“成功終止”，并且任何非零值等視為“異常終止”。

四、游戲設計與實現

4.1 游戲整體設計

定義貪吃蛇對象，包括蛇頭和蛇身兩個部分，蛇頭單獨設置，蛇身使用列表來存儲；
定義食物對象，包括食物對象的初始化、隨機顏色和隨機位置的設置；
定義初始化界面，在該界面中設置文本為“正常模式”、“可穿墻模式”和“退出”的三個按鈕供玩家選擇；
定義正常模式，包括游戲窗口顯示、主循環和判斷貪吃蛇死亡的設置；
定義可穿墻模式，包括游戲窗口顯示、主循環和判斷貪吃蛇死亡的設置；
定義游戲結束窗口，包括窗口顯示和最后得分顯示的設置。

4.2 主要函數解析

4.2.1 new_food()函數

食物對象初始化函數，傳入形參為貪吃蛇蛇頭坐標。當貪吃蛇吃掉食物后，通過該函數生成新的食物。通過傳入形參判斷新生成的食物坐標是否與蛇頭坐標相同，若相同則重新生成新的坐標。

4.2.2 start_game()函數

正常模式的主循環函數，通過該函數進行正常模式下貪吃蛇和食物的初始化、玩家控制貪吃蛇運動、蛇頭和蛇身的判斷更新和得分統計實現。

4.2.3 die_snake()函數

正常模式下貪吃蛇死亡判斷函數，傳入形參為貪吃蛇蛇頭和蛇身坐標數據。在該函數中設置布爾型變量die_flag，若死亡設置為Ture并返回，沒有死亡為False。通過遍歷蛇身存儲列表，判斷蛇身坐標是否與蛇頭坐標相同，若相同則判定貪吃蛇咬到自身，死亡。同時，判斷貪吃蛇是否撞墻，及判斷蛇頭的x和y坐標是否窗體的寬高，若超過則死亡。

4.2.4 start_kgame()函數

可穿墻模式的主循環函數，通過該函數進行可穿墻模式下貪吃蛇和食物的初始化、玩家控制貪吃蛇運動、蛇頭和蛇身的判斷更新和得分統計實現。

4.2.5 through_snake()函數

可穿墻模式下貪吃蛇死亡判斷函數，傳入形參為貪吃蛇蛇頭和蛇身坐標數據。在該函數中設置布爾型變量die_flag，若死亡設置為Ture并返回，沒有死亡為False。通過遍歷蛇身存儲列表，判斷蛇身坐標是否與蛇頭坐標相同，若相同則判定貪吃蛇咬到自身，死亡。

4.2.6 show_end()函數

游戲結束時，結束界面設置函數。在該函數中進行結束界面窗體的初始化，在窗體中顯示玩家的最終得分，并在改函數中調用pygame庫quit方法，使該庫停止工作。

4.2.7 into_game()函數

游戲初始界面實現函數，在該函數中進行游戲初始界面窗體的初始化。在該界面窗體中設置文本為“正常模式”、“可穿墻模式”和“退出”的三個點擊按鈕，通過設置循環，調用button函數（詳細見6.2.8）監聽玩家的點擊。

4.2.8 button()函數

游戲初始界面按鈕監聽函數，在該函數中實現對玩家鼠標點擊事件和鍵盤輸入事件的監聽。并根據玩家選擇，運行按鈕對應的觸發函數。即點擊“正常模式”按鈕，運行正常模式的主循環函數，以此類推。

五、運行模塊代碼結構

在運行模塊，進行pygame庫的初始化、設置游戲背景音樂、顯示窗口各個參數的設置以及游戲初始界面的顯示設置，具體結果代碼如下圖：

六、游戲運行測試（截圖）

1. 游戲初始選擇界面

2. 正常模式運行界面

3. 可穿墻模式運行界面

4. 游戲結束界面

七、游戲完整代碼

import sys
import time
import pygame
from random import *
# Position類，通過其構造函數，設置x和y
class Position(object):def __init__(self, x, y):self.x = xself.y = y
# 生成隨機的食物
def new_food(head):while True:new_food = Position(randint(0, 48) * 20, randint(0, 29) * 20)# 判斷新生成的事物是否和貪吃蛇蛇頭重合，重合則不創鍵if new_food.x != head.x and new_food.y != head.y:breakelse:continuereturn new_food
# 繪制，在窗體中繪制貪吃蛇、食物
# color:顏色，position: 坐標
def rect(color, position):pygame.draw.circle(window, color, (position.x, position.y), 10)
# 初始界面和游戲中點差退出游戲時
def exit_end():pygame.quit()quit()
# 游戲結束時，顯示得分的窗體的設置
def show_end():# 設計窗口# 定義窗口大小small_window = pygame.display.set_mode((960, 600))init_background = pygame.image.load("image/init_bgimg.jpg")small_window.blit(init_background, (0, 0))# 定義標題pygame.display.set_caption("貪吃蛇大冒險")# 定義背景圖片font = pygame.font.SysFont("simHei", 40)fontsurf = font.render('游戲結束! 你的得分為: %s' % score, False, black)small_window.blit(fontsurf, (250, 200))pygame.display.update()time.sleep(2)pygame.quit()sys.exit()
# 正常模式死亡設置
# head: 蛇頭， snake_body:蛇身
def die_snake(head, snake_body):# 定義標志物，默認為false，true時判定貪吃蛇碰到自己，死亡die_flag = False# 遍歷存放貪吃蛇位姿的列表，從第1個開始，(第0個位蛇頭)for body in snake_body[1:]:# 如果蛇頭的xy和蛇身xy相等，則判定相撞，設置flag為tureif head.x == body.x and head.y == body.y:die_flag = True# 若蛇頭的xy在顯示窗體外，或flag為true，則顯示結束界面，并退出游戲if head.x < 0 or head.x > 960 or head.y < 0 or head.y > 600 or die_flag:pygame.mixer.music.stop()show_end()
# 正常模式主體設置
def start_game():# 定義存分數的全局變量global scoreglobal colorcolor = (randint(10, 255), randint(10, 255), randint(10, 255))# 定義存放玩家鍵盤輸入運動方向的變量，初始為向右run_direction = "right"# 定義貪吃蛇運動方向的變量，初始為玩家鍵入方向run = run_direction# 實例化蛇頭、蛇身、食物對象head = Position(160, 160)# 初始化蛇身長度為3個單位snake_body = [Position(head.x, head.y + 20), Position(head.x, head.y + 40), Position(head.x, head.y + 60)]# 初始化食物位置food = Position(300, 300)# 死循環while True:window.blit(background, (0,0))# 監聽玩家鍵盤輸入的運動方向值，并根據輸入轉為up、down、right或left，方便程序中調用for event in pygame.event.get():if event.type == pygame.QUIT:show_end()elif event.type == pygame.KEYDOWN:if event.key == pygame.K_UP:run_direction = "up"elif event.key == pygame.K_RIGHT:run_direction = "right"elif event.key == pygame.K_LEFT:run_direction = "left"elif event.key == pygame.K_DOWN:run_direction = "down"# 食物rect(color, food)# 蛇頭rect(black, head)# 蛇身for pos in snake_body:rect(white, pos)# 判斷貪吃蛇原運動方向與玩家鍵盤輸入的運動方向是否違反正常運動情況if run == "up" and not run_direction == "down":run = run_directionelif run == "down" and not run_direction == "up":run = run_directionelif run == "left" and not run_direction == "right":run = run_directionelif run == "right" and not run_direction == "left":run = run_direction# 插入蛇頭位置到蛇身列表中snake_body.insert(0, Position(head.x, head.y))# 根據玩家鍵入方向進行蛇頭xy的更新if run == "up":head.y -= 20elif run == "down":head.y += 20elif run == "left":head.x -= 20elif run == "right":head.x += 20# 判斷是否死亡die_snake(head, snake_body)# 判斷蛇頭和食物坐標，若相等，則加分，并生成新的食物if head.x == food.x and head.y == food.y:score += 1food = new_food(head)color = (randint(10, 255), randint(10, 255), randint(10, 255))else:snake_body.pop()font = pygame.font.SysFont("simHei", 25)mode_title = font.render('正常模式', False, grey)socre_title = font.render('得分: %s' % score, False, grey)window.blit(mode_title, (50, 30))window.blit(socre_title, (50, 65))# 繪制更新pygame.display.update()# 通過幀率設置貪吃蛇速度clock.tick(8)
# 可穿墻模式死亡設置
# head:蛇頭，snake_body:蛇身
def through_snake(head, snake_body):# 定義標志位die_flag = False# 遍歷，蛇頭碰到蛇身時，flag為true退出游戲for body in snake_body[1:]:if head.x == body.x and head.y == body.y:die_flag = Trueif die_flag:pygame.mixer.music.stop()show_end()else:  # 當蛇頭的xy出窗體時# 四種穿墻情況，分別設置if head.x < 0:head.x = 960if head.x > 960:head.x = 0if head.y < 0:head.y = 600if head.y > 600:head.y = 0
# 穿墻模式主體設置
def start_kgame():global scoreglobal colorcolor = (randint(10, 255), randint(10, 255), randint(10, 255))# 定義蛇初始方向run_direction = "up"run = run_direction# 實例化蛇頭、蛇身、食物對象head = Position(160, 160)# 三格snake_body = [Position(head.x, head.y + 20), Position(head.x, head.y + 40), Position(head.x, head.y + 60)]# 初始化事物位置food = Position(300, 300)# 死循環，監聽鍵盤鍵值while True:window.blit(background, (0, 0))for event in pygame.event.get():if event.type == pygame.QUIT:show_end()elif event.type == pygame.KEYDOWN:if event.key == pygame.K_UP:run_direction = "up"elif event.key == pygame.K_RIGHT:run_direction = "right"elif event.key == pygame.K_LEFT:run_direction = "left"elif event.key == pygame.K_DOWN:run_direction = "down"# 食物rect(color, food)# 蛇頭rect(black, head)# 蛇身for pos in snake_body:rect(white, pos)# 判斷貪吃蛇原運動方向與玩家鍵盤輸入的運動方向是否違反正常運動情況if run == "up" and not run_direction == "down":  # 若運動方向為向上，玩家輸入運動方向向下，則違背貪吃蛇正常運動情況run = run_directionelif run == "down" and not run_direction == "up":run = run_directionelif run == "left" and not run_direction == "right":run = run_directionelif run == "right" and not run_direction == "left":run = run_direction# 插入蛇頭位置到蛇身列表中snake_body.insert(0, Position(head.x, head.y))# 根據玩家鍵入方向進行蛇頭xy的更新if run == "up":head.y -= 20elif run == "down":head.y += 20elif run == "left":head.x -= 20elif run == "right":head.x += 20# 穿墻實現through_snake(head, snake_body)# 判斷是否加分和隨機生成新的食物if head.x == food.x and head.y == food.y:score += 1food = new_food(head)color = (randint(10, 255), randint(10, 255), randint(10, 255))else:snake_body.pop()font = pygame.font.SysFont("simHei", 25)mode_title = font.render('穿墻模式', False, grey)socre_title = font.render('得分: %s' % score, False, grey)window.blit(mode_title, (50, 30))window.blit(socre_title, (50, 65))# 繪制更新pygame.display.update()# 通過幀率設置貪吃蛇速度clock.tick(8)
# 監聽函數，監聽鍵盤輸入
# msg: 按鈕信息，x: 按鈕的x軸，y: 按鈕的y軸，w: 按鈕的寬，h: 按鈕的高，ic: 按鈕初始顏色，ac: 按鈕按下顏色，action: 按鈕按下的動作
def button(msg, x, y, w, h, ic, ac, action=None):# 獲取鼠標位置mouse = pygame.mouse.get_pos()# 獲取鍵盤輸入click = pygame.mouse.get_pressed()if x + w > mouse[0] > x and y + h > mouse[1] > y:pygame.draw.rect(window, ac, (x, y, w, h))if click[0] == 1 and action != None:action()else:pygame.draw.rect(window, ic, (x, y, w, h))# 設置按鈕中的文字樣式和居中對齊font = pygame.font.SysFont('simHei', 20)smallfont = font.render(msg, True, white)smallrect = smallfont.get_rect()smallrect.center = ((x + (w / 2)), (y + (h / 2)))window.blit(smallfont, smallrect)
# 游戲初始界面，選擇模式
def into_game():into = Truewhile into:window.blit(init_background, (0, 0))for event in pygame.event.get():if event.type == pygame.QUIT:exit_end()# 設置字體font = pygame.font.SysFont("simHei", 50)# 初始界面顯示文字fontsurf = font.render('歡迎來到貪吃蛇大冒險!', True, black)  # 文字fontrect = fontsurf.get_rect()fontrect.center = ((width / 2), 200)window.blit(fontsurf, fontrect)button("正常模式", 370, 370, 200, 40, blue, brightred, start_game)button("可穿墻模式", 370, 420, 200, 40, violte, brightred, start_kgame)button("退出", 370, 470, 200, 40, red,brightred, exit_end)pygame.display.update()clock.tick(15)
if __name__ == '__main__':# 定義畫布顏色white = (255, 255, 255)red = (200, 0, 0)green = (0, 128, 0)blue = (0, 202, 254)violte = (194, 8, 234)brightred = (255, 0, 0)brightgreen = (0, 255, 0)black = (0, 0, 0)grey = (129, 131, 129)score = 0# 設計窗口# 定義窗口大小width = 960height = 600window = pygame.display.set_mode((width, height))# 定義標題pygame.display.set_caption("貪吃蛇大冒險")# 定義背景圖片init_background = pygame.image.load("image/init_bgimg.jpg")background = pygame.image.load("image/bgimg.jpg")# 背景音樂pygame.mixer.init()pygame.mixer.music.load("background.mp3")pygame.mixer.music.play(-1)# 創建時鐘clock = pygame.time.Clock()# 初始化pygame.init()# 初始界面into_game()