使用pygame实现一个简单的五子棋游戏

前言
写程序已经丢掉很长一段时间了，最近觉得完全把技术丢掉可能是个死路，还是应该捡起来，所以打算借CSDN来记录学习过程， 由于以前没事的时候断断续续学习过python和用flask框架写过点web，所以第一步想捡起python，但是，单纯学习python有点枯燥，正好看到pygame，感觉还挺简单，所以想先写个小游戏练练手。

准备
python基础相关准备：

1. pygame的基础知识，参考目光博客的“用Python和Pygame写游戏-从入门到精通”
2. 安装python 3.8.0 在python官网下载，不多说。
3. 安装pygame，命令：pip install pygame
4. 如安装较慢，可以参考如下命令，更改pip源为国内镜像站点：
5. pip config set global.index-url https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
6. 讨论群887934385 有为解决问题及需要相关素材群内提供

计划

 

准备完成五子棋单机人机游戏，目前已完成界面以及判定输赢等功能，还未加入电脑AI，以后有时间再加（不知是否会坑），目前实现主要功能如下：

1. 五子棋界面的绘制，鼠标左键点击落子（黑子先下，黑白子交替顺序）。
2. 判定黑子或白子五子连珠。
3. 一方胜利后弹出提示，结束游戏。

游戏界面是下面这个样子：

开始

设计思路

整个游戏的核心是将棋盘分成两个层面，第一个层面是物理层面上的，代表在物理像素的位置，主要用于绘图等操作，另外一个层面是将棋盘抽象成15*15的一个矩阵，黑子和白子是落在这个矩阵上的某个位置，具体位置用坐标(i,j)(0<=i,j<15)来表示,主要用于判断输赢和落子等。

1. 棋盘的绘制，网上有棋盘和黑白子的图片资源可以下载使用，我下载后由于棋盘图片格子线像素位置不太精确，所以自己用ps做了一张544544的木质背景图，然后用程序来绘制棋盘线（如果PS更熟悉点的话，建议棋盘格线之类就画在棋盘背景图上），棋盘格线上下左右空20像素，棋盘格子大小36像素，网上下载的棋子大小是3232像素的。
2. 输赢的判断，由于未出输赢的时候肯定没有五子连成线的，所以只需要判断最后落子位置的横、竖、斜、反斜四个方向上有没有五子连成线即可。

主要代码

1. main函数，pygame的主要控制流程，缩写代码如下：

def main():
    pygame.init()   #pygame初始化
    size = width,height = 544,544
    screen = pygame.display.set_mode(size, 0, 32)
    pygame.display.set_caption('五子棋')
    font = pygame.font.Font('simhei.ttf', 48)
    clock = pygame.time.Clock()    #设置时钟
    game_over = False
    renju = Renju()    # Renju是核心类，实现落子及输赢判断等
    renju.init()   # 初始化

    while True:
        clock.tick(20)    # 设置帧率
        for event in pygame.event.get():
            if event.type == pygame.QUIT:
                sys.exit()
            if event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN and (not game_over):
                if event.button == 1:    # 按下的是鼠标左键
                    i,j = renju.get_coord(event.pos)    # 将物理坐标转换成矩阵的逻辑坐标
                    if renju.check_at(i, j):    # 检查(i,j)位置能否被占用，如未被占用返回True
                        renju.drop_at(i, j)        # 在(i,j)位置落子，该函数将黑子或者白子画在棋盘上
                        if renju.check_over():    # 检查是否存在五子连线，如存在则返回True
                            text = ''
                            if renju.black_turn:    #check_at会切换落子的顺序，所以轮到黑方落子，意味着最后落子方是白方，所以白方顺利
                                text = '白方获胜，游戏结束！'
                            else:
                                text = '黑方获胜，游戏结束！'
                            gameover_text = font.render(text, True, (255,0,0))
                            renju.chessboard().blit(gameover_text, (round(width/2-gameover_text.get_width()/2), round(height/2-gameover_text.get_height()/2)))
                            game_over = True
                    else:
                        print('此位置已占用，不能在此落子')
        
        screen.blit(renju.chessboard(),(0,0))
        pygame.display.update()
    pygame.quit()

2. renju类，核心类，落子及判断输赢等操作，代码如下:

Position = namedtuple('Position', ['x', 'y'])

class Renju(object):
    
    background_filename = 'chessboard.png'
    white_chessball_filename = 'white_chessball.png'
    black_chessball_filename = 'black_chessball.png'
    top, left, space, lines = (20, 20, 36, 15)    # 棋盘格子位置相关???
    color  = (0, 0, 0)    # 棋盘格子线颜色
    
    black_turn = True    # 黑子先手
    ball_coord  = []    # 记录黑子和白子逻辑位置
    
    def init(self):
        try:
            self._chessboard = pygame.image.load(self.background_filename)
            self._white_chessball = pygame.image.load(self.white_chessball_filename).convert_alpha()
            self._black_chessball = pygame.image.load(self.black_chessball_filename).convert_alpha()
            self.font = pygame.font.SysFont('arial', 16)
            self.ball_rect = self._white_chessball.get_rect()
            self.points = [[] for i in range(self.lines)]
            for i in range(self.lines):
                for j in range(self.lines):
                    self.points[i].append(Position(self.left + i*self.space, self.top + j*self.space))
            self._draw_board()
        except pygame.error as e:
            print(e)
            sys.exit()
    
    def chessboard(self):
        return self._chessboard
    
    # 在(i,j)位置落子    
    def drop_at(self, i, j):
        pos_x = self.points[i][j].x - int(self.ball_rect.width/2)
        pos_y = self.points[i][j].y - int(self.ball_rect.height/2)

        ball_pos = {'type':0 if self.black_turn else 1, 'coord':Position(i,j)}
        if self.black_turn:    # 轮到黑子下
            self._chessboard.blit(self._black_chessball, (pos_x, pos_y))
        else:
            self._chessboard.blit(self._white_chessball, (pos_x, pos_y))    
            
        self.ball_coord.append(ball_pos)    # 记录已落子信息
        self.black_turn = not self.black_turn    # 切换黑白子顺序
    
    # 画棋盘上的格子线，如果棋盘背景图做的足够精确，可省略此步骤
    def _draw_board(self):    
        # 画坐标数字
        for i in range(1, self.lines):
            coord_text = self.font.render(str(i), True, self.color)
            self._chessboard.blit(coord_text, (self.points[i][0].x-round(coord_text.get_width()/2), self.points[i][0].y-coord_text.get_height()))
            self._chessboard.blit(coord_text, (self.points[0][i].x-coord_text.get_width(), self.points[0][i].y-round(coord_text.get_height()/2)))
            
        for x in range(self.lines):
            # 画横线
            pygame.draw.line(self._chessboard, self.color, self.points[0][x], self.points[self.lines-1][x])
            # 画竖线
            pygame.draw.line(self._chessboard, self.color, self.points[x][0], self.points[x][self.lines-1])
    
    # 判断是否已产生胜方
    def check_over(self):
        if len(self.ball_coord)>8:    # 只有黑白子已下4枚以上才判断
            direct = [(1,0),(0,1),(1,1),(1,-1)]    #横、竖、斜、反斜 四个方向检查
            for d in direct:
                if self._check_direct(d):
                    return True
        return False
    
    # 判断最后一个棋子某个方向是否连成5子，direct:(1,0),(0,1),(1,1),(1,-1)
    def _check_direct(self, direct):
        dt_x, dt_y = direct    
        last = self.ball_coord[-1]
        line_ball = []    # 存放在一条线上的棋子
        for ball in self.ball_coord:
            if ball['type'] == last['type']:
                x = ball['coord'].x - last['coord'].x 
                y = ball['coord'].y - last['coord'].y
                if dt_x == 0:
                    if x == 0:
                        line_ball.append(ball['coord'])
                        continue
                if dt_y == 0:
                    if y == 0:
                        line_ball.append(ball['coord'])
                        continue
                if x*dt_y == y*dt_x:
                    line_ball.append(ball['coord'])

        if len(line_ball) >= 5:    # 只有5子及以上才继续判断
            sorted_line = sorted(line_ball)
            for i,item in enumerate(sorted_line): 
                index = i+4
                if index < len(sorted_line):
                    if dt_x == 0:
                        y1 = item.y
                        y2 = sorted_line[index].y
                        if abs(y1-y2) == 4:    # 此点和第5个点比较y值，如相差为4则连成5子
                            return True
                    else:
                        x1 = item.x
                        x2 = sorted_line[index].x
                        if abs(x1-x2) == 4: # 此点和第5个点比较x值，如相差为4则连成5子
                            return True
                else:
                    break
        return False
        
    # 检查(i,j)位置是否已占用    
    def check_at(self, i, j):
        for item in self.ball_coord:
            if (i,j) == item['coord']:
                return False
        return True
    
    # 通过物理坐标获取逻辑坐标        
    def get_coord(self, pos):
        x, y = pos
        i, j = (0, 0)
        oppo_x = x - self.left
        if oppo_x > 0:
            i = round(oppo_x / self.space)    # 四舍五入取整
        oppo_y = y - self.top
        if oppo_y > 0:
            j = round(oppo_y / self.space)
        return (i, j)

Renju类有几个函数说明：

1. init()方法主要做了几件事：

• 载入资源，建立了_chessboard这个棋盘的surface对象
• 计算棋盘所有落子点的物理坐标，并存放如points属性中，points是个二维数组，这样points[i][j]就可以表示逻辑位置(i,j)所对应的物理坐标了。
• 调用_draw_board()方法，在_chessboard上画格线及标注等。

1. drop_at(i,j)方法，在逻辑位置(i,j)落子，至于是落白子和黑子通过Renju类的控制开关black_turn来决定。画图，并将已落子信息存入ball_coord列表中。
2. check_at(i,j)方法，通过遍历ball_coord列表来查看(i,j)位置是否能落子。
3. check_over()方法判断是否存在五子连线的情况，主要通过调用_check_direct方法分别判断四个方向上的情况。
4. _check_direct(direct)方法是判断五子连线的主要逻辑，通过判断最后一颗落子的某个方向落子实现。

结束