综合案例：2048游戏

游戏简介

2048是一款比较流行的数字游戏。游戏规则：每次可按上、下、左、右方向键滑动数字，每滑动一次，所有数字都会往滑动方向靠拢，同时在空白位置随机出现一个数字，相同数字在靠拢时会相加。不断叠加最终拼出2048这个数字算成功。

2048最早于2014年3月20日发行。原版2048首先在GitHub上发布，原作者是Gabriele Cirulli，后被移植到各个平台。

本例难度为初级，适合具有Python基础和Tkinter组件编程知识的用户学习。

用户可以下载完整示例代码，作为参照对比进行学习。

设计原理

这个游戏的本质是二位数组，就以4*4的二位数组来分析关键的逻辑以及实现。二位数组如图1。

图1 图2 图3

所有的操作都是对这个二维数组的数据的操作。分为上下左右四个方向。先说向左的方向（如图2）。向左操作的结果如图3；当向左的方向是，所有的数据沿着水平方向向左跑。

水平说明操作的是二维数组的一行，而垂直操作的则是二位数组的一列。这样就可以将二维数组的操作变成遍历后对一维数组的操作。向左说明数据的优先考虑的位置是从左开始的。这样就确定了一维数组的遍历开始的位置。

图2中共四行，每一个行都能得到一个数组。

arr1：[0,0,2,0]
arr2：[0,4,2,0]
arr3：[0,0,4,4]
arr4：[2,0,2,0]

这样一来向左的方向就变成。从上到下获得每一行的数组，方向向左。参数（row,left）。

其他的三个方向在开始的时候记住是怎样获得以为数组的，等操作完才放回去这样就能实现了。

示例效果

示例源码

完整示例代码

import random
import sys
import pygame
from pygame.locals import *

PIXEL = 150
SCORE_PIXEL = 100
SIZE = 4

# 地图的类


class Map:
    def __init__(self, size):
        self.size = size
        self.score = 0
        self.map = [[0 for i in range(size)] for i in range(size)]
        self.add()
        self.add()

    # 新增2或4，有1/4概率产生4
    def add(self):
        while True:
            p = random.randint(0, self.size * self.size - 1)
            if self.map[int(p / self.size)][int(p % self.size)] == 0:
                x = random.randint(0, 3) > 0 and 2 or 4
                self.map[int(p / self.size)][int(p % self.size)] = x
                self.score += x
                break

    # 地图向左靠拢，其他方向的靠拢可以通过适当旋转实现，返回地图是否更新
    def adjust(self):
        changed = False
        for a in self.map:
            b = []
            last = 0
            for v in a:
                if v != 0:
                    if v == last:
                        b.append(b.pop() << 1)
                        last = 0
                    else:
                        b.append(v)
                        last = v
            b += [0] * (self.size - len(b))
            for i in range(self.size):
                if a[i] != b[i]:
                    changed = True
            a[:] = b
        return changed

    # 逆时针旋转地图90度
    def rotate90(self):
        self.map = [[self.map[c][r]
                     for c in range(self.size)] for r in reversed(range(self.size))]

    # 判断游戏结束
    def over(self):
        for r in range(self.size):
            for c in range(self.size):
                if self.map[r][c] == 0:
                    return False
        for r in range(self.size):
            for c in range(self.size - 1):
                if self.map[r][c] == self.map[r][c + 1]:
                    return False
        for r in range(self.size - 1):
            for c in range(self.size):
                if self.map[r][c] == self.map[r + 1][c]:
                    return False
        return True

    def moveUp(self):
        self.rotate90()
        if self.adjust():
            self.add()
        self.rotate90()
        self.rotate90()
        self.rotate90()

    def moveRight(self):
        self.rotate90()
        self.rotate90()
        if self.adjust():
            self.add()
        self.rotate90()
        self.rotate90()

    def moveDown(self):
        self.rotate90()
        self.rotate90()
        self.rotate90()
        if self.adjust():
            self.add()
        self.rotate90()

    def moveLeft(self):
        if self.adjust():
            self.add()

# 更新屏幕


def show(map):
    for i in range(SIZE):
        for j in range(SIZE):
            # 背景颜色块
            screen.blit(map.map[i][j] == 0 and block[(i + j) % 2]
                        or block[2 + (i + j) % 2], (PIXEL * j, PIXEL * i))
            # 数值显示
            if map.map[i][j] != 0:
                map_text = map_font.render(
                    str(map.map[i][j]), True, (106, 90, 205))
                text_rect = map_text.get_rect()
                text_rect.center = (PIXEL * j + PIXEL / 2,
                                    PIXEL * i + PIXEL / 2)
                screen.blit(map_text, text_rect)
    # 分数显示
    screen.blit(score_block, (0, PIXEL * SIZE))
    score_text = score_font.render((map.over(
    ) and "Game over with score " or "Score: ") + str(map.score), True, (106, 90, 205))
    score_rect = score_text.get_rect()
    score_rect.center = (PIXEL * SIZE / 2, PIXEL * SIZE + SCORE_PIXEL / 2)
    screen.blit(score_text, score_rect)
    pygame.display.update()


map = Map(SIZE)
pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((PIXEL * SIZE, PIXEL * SIZE + SCORE_PIXEL))
pygame.display.set_caption("2048")
block = [pygame.Surface((PIXEL, PIXEL)) for i in range(4)]
# 设置颜色
block[0].fill((152, 251, 152))
block[1].fill((240, 255, 255))
block[2].fill((0, 255, 127))
block[3].fill((225, 255, 255))
score_block = pygame.Surface((PIXEL * SIZE, SCORE_PIXEL))
score_block.fill((245, 245, 245))
# 设置字体
map_font = pygame.font.Font(None, int(PIXEL * 2 / 3))
score_font = pygame.font.Font(None, int(SCORE_PIXEL * 2 / 3))
clock = pygame.time.Clock()
show(map)

while not map.over():
    # 12为实验参数
    clock.tick(12)
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == QUIT:
            sys.exit()
    # 接收玩家操作
    pressed_keys = pygame.key.get_pressed()
    if pressed_keys[K_w] or pressed_keys[K_UP]:
        map.moveUp()
    elif pressed_keys[K_s] or pressed_keys[K_DOWN]:
        map.moveDown()
    elif pressed_keys[K_a] or pressed_keys[K_LEFT]:
        map.moveLeft()
    elif pressed_keys[K_d] or pressed_keys[K_RIGHT]:
        map.moveRight()
    show(map)

# 游戏结束
pygame.time.delay(3000)