一起来写2048(160行python代码)
前言：
Life is short ,you need python.
--Bruce Eckel
我与2048的缘，不是缘于一个玩家，而是一次，一次，又一次的ACM比赛.四月份校赛初赛，第一次碰到2048，两周后决赛再次遇到2048,后来五月份的广东省赛，又出现了2048。在这三次比赛过程中，我一次2048都没玩过..全靠队友的解释，直到昨天，我突然想起写个2048吧，于是下了个2048玩了几盘，之后就开始用python来写了，心想就不写界面了，为了简洁。
我对python并不熟悉，但是我在之前的博文就提过我希望成为一个python的玩家，所以我选择了python,同时，也希望大家也可以用非常简单的代码取实现2048。
首先，如果你没有玩过2048，没关系，你只要随便在网上或电子市场一搜索肯定会有各种版本，之后玩几把就会了。
来到这里，我假设大家都玩过2048了，于是我们先分析一下怎么来写一个简单的2048？回想一下，游戏的过程是很简单的：
开始===>( 进行操作(上下左右)===>矩阵移动===>数字合并===>计分 )===>退出
括号内就是游戏的进行过程了，我们退出大概就是两个：1.出现2048,胜利退出 2.无法合并同时无法出现新数（是且的关系）
懂得这个运行过程后，我们就一步步来写，整个过程也不会难，哪怕你跟我一样基本是新手。
先看看简略图，看起来虽然真的很朴素，但是爱美的你，可以在看完我的程序后自己美化。
储存结构：列表，其中包括二维矩阵列表，即所谓的mtr[4][4],以及栈，栈是用于退回，如果大家不想要这个功能可以直接忽略。
我们的变量定义：
declare = "←：a/h ↓: s/j ↑: w/k →: d/l ,q(uit),b(ack)"
illegal = "Illegal operation!"
noefficient = "This move has no efficient"
score = 0
step = 0
mtr = init() # init the matrix
mtr_stk = [] # use step for back
scr_stk = []稍微解释一下： declare是解释操作提示，自己喜欢怎么写就怎么写～
illegal是我们输入非正常操作提示,，可以省略
noefficient是我们往这个方向没效果，也可以省略～
score是得分，step是走了多少步，
mtr是我们的二维方阵，
mtr_stk，scr_stk是储存栈，用于后退功能,如果不要后退，还是可以省略～
算法实现：
·「注：其实没有算法可言....更准确叫函数实现。」
（1）.在我们这个没有界面的2048中，我们只能用制表符啦，所以我们需要一个display函数。
这是一个非常简单的事情，跟C语言的printf基本一致, 像如下代码，基本就能绘制出一个固定数字的表格了。
print "┌"+("─"*5+"┬")*3+"─"*5+"┐"
print "│%4d │%4d │%4d │%4d │"%(1,2048,25,4)
print "├"+("─"*5+"┼")*3+"─"*5+"┤"
print "│%4d │%4d │%4d │%4d │"%(1,2048,25,4)
print "├"+("─"*5+"┼")*3+"─"*5+"┤"
print "│%4d │%4d │%4d │%4d │"%(1,2048,25,4)
print "├"+("─"*5+"┼")*3+"─"*5+"┤"
print "│%4d │%4d │%4d │%4d │"%(1,2048,25,4)
print "└"+("─"*5+"┴")*3+"─"*5+"┘"但是我们需要的是将固定的数字变成我们矩阵mtr的数字。
另外可以，注意到一点，数字输出的形式是固定的，表格边线，只有交叉点是不同，其他是0。而交叉点有五个，我们可以走循环（觉得麻烦可以直接忽略）
为了美观，我们不将0输出，所以我们输出时候选择的是字符串即%s,这样，我们遇到0,就可以输出' ',其他直接输出。
我们可以用python的三目运算符号
print "%4s " %(mtr[i][j] if mtr[i][j] else ' ')def T(a):
return a if a else ' '
def display(mtr):
print "┌"+("─"*5+"┬")*3+"─"*5+"┐"
print "│%4s │%4s │%4s │%4s │"%(T(mtr[0][0]),T(mtr[0][1]),T(mtr[0][2]),T(mtr[0][3]))
print "├"+("─"*5+"┼")*3+"─"*5+"┤"
print "│%4s │%4s │%4s │%4s │"%(T(mtr[1][0]),T(mtr[1][1]),T(mtr[1][2]),T(mtr[1][3]))
print "├"+("─"*5+"┼")*3+"─"*5+"┤"
print "│%4s │%4s │%4s │%4s │"%(T(mtr[2][0]),T(mtr[2][1]),T(mtr[2][2]),T(mtr[2][3]))
print "├"+("─"*5+"┼")*3+"─"*5+"┤"
print "│%4s │%4s │%4s │%4s │"%(T(mtr[3][0]),T(mtr[3][1]),T(mtr[3][2]),T(mtr[3][3]))
print "└"+("─"*5+"┴")*3+"─"*5+"┘"
如果 走循环可以这样写：就是枚举交叉点情况。
def display(mtrx): #output function
a = ("┌", "├", "├", "├", "└")
b = ("┬", "┼", "┼", "┼", "┴")
c = ("┐", "┤", "┤", "┤", "┘")
for i in range(4):
print a[i] + ("─" * 5 + b[i]) * 3 + ("─" * 5 + c[i])
for j in range(4):
print "│%4s" % (mtrx[i][j] if mtrx[i][j] else ' '),
print "│"
print a[4] + ("─" * 5 + b[4]) * 3 + ("─" * 5 + c[4])初始化矩阵是非常简单的，我们在矩阵中选两个不同位置，设置为2其他为0即可。
先设置为0(没有memset，╮(╯▽╰)╭)
但是这样就可以啦：(看不惯？没关系，非常容易理解，慢慢习惯吧！)
mtr = [[0 for i in range(4)] for j in range(4)] 我们选的位置是采取随机的，要保证不同，方法很多，但是我们python的random.sample就非常棒了！
我们用简单的一句
ran_pos = random.sample(range(16), 2)之后我们通过 4*i+j 进行二维到一维的映射，同样也用（ num/4 ，num%4）进行一维到二维的映射
所以我们初始话的过程也是十分简单。(要是偷懒，也可以直接忽略随机过程，自己指定吧！哈哈)
def init(): #initial of matrix
mtr = [[0 for i in range(4)] for j in range(4)]
ran_pos = random.sample(range(16), 2)
mtr[ran_pos[0]/4][ran_pos[0]%4] = mtr[ran_pos[1]/4][ran_pos[1]%4] = 2
return mtr(3)动起来！！让我们的2048动起来！
老实说，这个过程是全个程序最核心的部分，也是最难过的～不过理解了也就不难了。
我们先看向左移动吧。
记得我们玩的时候，合并过的格子是不会再在这次合并的，比如 某一行为 2 2 2 2 最后移动到的结果是4 4 0 0 而不是 8 0 0 0。我们要理解这个过程：
我们对于每一行的操作是一样的，即行间无关，所以我们现在要讨论第i行，当我们向左动起来的时候，我们从最左开始确定，我们一开始合并前两个，再合并前三个，再合并前4个。比如
2 2 4 4 => 4 0 4 4 => 4 4 0 4 =>4 4 4 0 => 4 8 0 0
注意两点： 1.合并过的不再参与合并，所以我们需要一个visit列表,用到前面所讲的映射
2.合并的情况=>相邻的相等，移动的情况=>当前元素为0
python代码
visit=[]
score=0
for i in range(4):
for j in range(1, 4):
for k in range(j,0,-1):
if mtr[i][k - 1] == 0 :
mtr[i][k - 1] = mtr[i][k]
mtr[i][k] = 0
elif mtr[i][k - 1] == mtr[i][k] and 4 * i + k - 1 not in visit and 4 * i + k not in visit:
mtr[i][k - 1] *= 2
mtr[i][k] = 0
score += mtr[i][k - 1]
visit.append(4 * i + k)
visit.append(4 * i + k - 1)def move(mtr, dirct):#the core code!move by the four direction
score = 0
visit = []
if dirct == 0: # left
for i in range(4):
for j in range(1, 4):
for k in range(j,0,-1):
if mtr[i][k - 1] == 0 :
mtr[i][k - 1] = mtr[i][k]
mtr[i][k] = 0
elif mtr[i][k - 1] == mtr[i][k] and 4 * i + k - 1 not in visit and 4 * i + k not in visit:
mtr[i][k - 1] *= 2
mtr[i][k] = 0
score += mtr[i][k - 1]
visit.append(4 * i + k)
visit.append(4 * i + k - 1)
elif dirct == 1: # down
for j in range(4):
for i in range(3, 0, -1):
for k in range(0,i):
if mtr[k+1][j] == 0:
mtr[k+1][j] = mtr[k][j]
mtr[k][j]=0
elif mtr[k+1][j]==mtr[k][j] and (4 *(k+1)+j) not in visit and (4*k+j) not in visit:
mtr[k+1][j]*=2
mtr[k][j]=0
score=mtr[k+1][j]
visit.append(4*(k)+j)
visit.append(4*(k+1)+j)
elif dirct == 2: # up
for j in range(4):
for i in range(1,4):
for k in range(i,0,-1):
if mtr[k-1][j]==0:
mtr[k-1][j]=mtr[k][j]
mtr[k][j]=0
elif mtr[k-1][j]==mtr[k][j] and (4 *(k-1)+j) not in visit and (4*k+j) not in visit:
mtr[k-1][j]*=2
mtr[k][j]=0
score += mtr[k-1][j]
visit.append(4*(k)+j)
visit.append(4*(k-1)+j)
elif dirct == 3: # right
for i in range(4):
for j in range(3, 0, -1):
for k in range(j):
if mtr[i][k+1] == 0:
mtr[i][k+1] = mtr[i][k]
mtr[i][k]=0
elif mtr[i][k] ==mtr[i][k+1] and 4 * i + k + 1 not in visit and 4 * i + k not in visit:
mtr[i][k+1]*=2
mtr[i][k]=0
score+=mtr[i][k+1]
visit.append(4*i+k+1)
visit.append(4*i+k)
return score
dirct = raw_input("Step :%d Score :%d (%s):" % (step, score, declare))
dirct = dirct.lower() if dirct == "q":
break
elif dirct == "a" or dirct == "h":
dirct = 0
elif dirct == "s" or dirct == "j":
dirct = 1
elif dirct == "w" or dirct == "k":
dirct = 2
elif dirct == "d" or dirct == "l":
dirct = 3
elif dirct == "b":
if len(mtr_stk) == 1:
print "Can't Back.."
else:
mtr_stk.pop()
scr_stk.pop()
mtr = copy.deepcopy(mtr_stk[-1])
score = scr_stk[-1]
step -= 1
continue
else:
print illegal
continue上面最麻烦最值得注意的就是要用深复制.这个bug我调了很久啊亲，用"="伤不起啊。
上面的处理意思就是： 映射方向，和b,q的处理（有continue是因为我们将嵌套于while中）。
(6)移动的处理
在上面处理后，筛选出移动的操作，之后我们调用移动函数，进行加分，和比较。
tmp = copy.deepcopy(mtr)
op_scr = move(mtr, dirct)
if tmp != mtr:
score = score + op_scr
update(mtr) #更新
display(mtr)
tmp = copy.deepcopy(mtr)
mtr_stk.append(tmp) # 插入后退队列
scr_stk.append(int(score))
step = step + 1 # 步数加1
else:
print noefficient注意： 不能仅仅用加分来判断！因为我们很多时候都是没有碰撞合并，等待下一个2,4出现
我们用深复制，将老的矩阵放在tmp上，再移动，将老新矩阵比较，没改变的时候就输出 noefficient,否则就加分，插入新数字，并显示，最后将矩阵压入栈中，因为要后退！
(7)插入新数字
我们遍历0-16,并映射后，将对应0的位置放入random列表，我们用random.choice选出一个，同理我们生成一个ran_num=[2,4],选取加分
之后对应位置加分咯！但是注意，当我们没有空位时候不要插数字。
def update(mtr):
ran_pos=[]
ran_num=[2,4]
for i in range(4):
for j in range(4):
if mtr[i][j]==0:
ran_pos.append(4*i+j)
if len(ran_pos)>0:
k=random.choice(ran_pos)
n=random.choice(ran_num)
mtr[k/4][k%4]=n
这个还是很简单的。游戏进行，当前仅当：没有2048且（有0或者可以合并）。
所以我们只需要判断2048 in mtr,有就结束，没有 == > 0 in mtr ?有就继续，没有==>可以合并？有继续，没有==》，就返回结束啦
def go_on(mtr, score):
if 2048 in mtr:
print "Great!You win!Your score is ", score
raw_input("Press any key to continue...")
exit()
if 0 in mtr:
return True
for i in range(4):
for j in range(4):
if i < 3 and mtr[i][j] == mtr[i + 1][j]:
return True
if j < 3 and mtr[i][j] == mtr[i][j + 1]:
return True
print "Gameover!"
return False注意一开始要画出开始的画面（循环外），一开始要将初始矩阵，初始分数，压入栈。
最后来个最终版本的
#!/usr/bin/env python
# coding=utf-8
#********************************************************
# > OS : Linux 3.2.0-60-generic #91-Ubuntu
# > Author : yaolong
# > Mail : [email protected]
# > Time : 2014年06月01日 星期日 13:13:39
#********************************************************
import random
import copy
def T(a):
return a if a else ' '
def display(mtr):
print "┌"+("─"*5+"┬")*3+"─"*5+"┐"
print "│%4s │%4s │%4s │%4s │"%(T(mtr[0][0]),T(mtr[0][1]),T(mtr[0][2]),T(mtr[0][3]))
print "├"+("─"*5+"┼")*3+"─"*5+"┤"
print "│%4s │%4s │%4s │%4s │"%(T(mtr[1][0]),T(mtr[1][1]),T(mtr[1][2]),T(mtr[1][3]))
print "├"+("─"*5+"┼")*3+"─"*5+"┤"
print "│%4s │%4s │%4s │%4s │"%(T(mtr[2][0]),T(mtr[2][1]),T(mtr[2][2]),T(mtr[2][3]))
print "├"+("─"*5+"┼")*3+"─"*5+"┤"
print "│%4s │%4s │%4s │%4s │"%(T(mtr[3][0]),T(mtr[3][1]),T(mtr[3][2]),T(mtr[3][3]))
print "└"+("─"*5+"┴")*3+"─"*5+"┘"
def init():
mtr = [[0 for i in range(4)] for j in range(4)] # 小小蛋疼..
ran_pos = random.sample(range(16), 2)
mtr[ran_pos[0]/4][ran_pos[0]%4] = mtr[ran_pos[1]/4][ran_pos[1]%4] = 2
return mtr
def go_on(mtr, score):
if 2048 in mtr:
print "Great!You win!Your score is ", score
raw_input("Press any key to continue...")
exit()
if 0 in mtr:
return True
for i in range(4):
for j in range(4):
if i < 3 and mtr[i][j] == mtr[i + 1][j]:
return True
if j < 3 and mtr[i][j] == mtr[i][j + 1]:
return True
print "Gameover!"
return False
def move(mtr, dirct):
score = 0
visit = []
if dirct == 0: # left
for i in range(4):
for j in range(1, 4):
for k in range(j,0,-1):
if mtr[i][k - 1] == 0 :
mtr[i][k - 1] = mtr[i][k]
mtr[i][k] = 0
elif mtr[i][k - 1] == mtr[i][k] and 4 * i + k - 1 not in visit and 4 * i + k not in visit:
mtr[i][k - 1] *= 2
mtr[i][k] = 0
score += mtr[i][k - 1]
visit.append(4 * i + k)
visit.append(4 * i + k - 1)
# for i in range(4):
# for j in range(3):
elif dirct == 1: # down
for j in range(4):
for i in range(3, 0, -1):
for k in range(0,i):
if mtr[k+1][j] == 0:
mtr[k+1][j] = mtr[k][j]
mtr[k][j]=0
elif mtr[k+1][j]==mtr[k][j] and (4 *(k+1)+j) not in visit and (4*k+j) not in visit:
mtr[k+1][j]*=2
mtr[k][j]=0
score=mtr[k+1][j]
visit.append(4*(k)+j)
visit.append(4*(k+1)+j)
elif dirct == 2: # up
for j in range(4):
for i in range(1,4):
for k in range(i,0,-1):
if mtr[k-1][j]==0:
mtr[k-1][j]=mtr[k][j]
mtr[k][j]=0
elif mtr[k-1][j]==mtr[k][j] and (4 *(k-1)+j) not in visit and (4*k+j) not in visit:
mtr[k-1][j]*=2
mtr[k][j]=0
score += mtr[k-1][j]
visit.append(4*(k)+j)
visit.append(4*(k-1)+j)
elif dirct == 3: # right
for i in range(4):
for j in range(3, 0, -1):
for k in range(j):
if mtr[i][k+1] == 0:
mtr[i][k+1] = mtr[i][k]
mtr[i][k]=0
elif mtr[i][k] ==mtr[i][k+1] and 4 * i + k + 1 not in visit and 4 * i + k not in visit:
mtr[i][k+1]*=2
mtr[i][k]=0
score+=mtr[i][k+1]
visit.append(4*i+k+1)
visit.append(4*i+k)
return score
def update(mtr):
ran_pos=[]
ran_num=[2,4]
for i in range(4):
for j in range(4):
if mtr[i][j]==0:
ran_pos.append(4*i+j)
if len(ran_pos)>0:
k=random.choice(ran_pos)
n=random.choice(ran_num)
mtr[k/4][k%4]=n
# map 0 left,1 down,2 up ,3 right
# a,h=> left ,s,j=>down, w,k=>up, d,l=>right
declare = "←：a/h ↓: s/j ↑: w/k →: d/l ,q(uit),b(ack)"
illegal = "Illegal operation!"
noefficient = "This move has no efficient"
if __name__ == '__main__':
score = 0
step = 0
mtr = init()
mtr_stk = [] # for back
scr_stk = []
tmp = copy.deepcopy(mtr)
mtr_stk.append(tmp)
scr_stk.append(0)
display(mtr)
while go_on(mtr, score):
dirct = raw_input("Step :%d Score :%d (%s):" % (step, score, declare))
dirct = dirct.lower()
if dirct == "q":
break
elif dirct == "a" or dirct == "h":
dirct = 0
elif dirct == "s" or dirct == "j":
dirct = 1
elif dirct == "w" or dirct == "k":
dirct = 2
elif dirct == "d" or dirct == "l":
dirct = 3
elif dirct == "b":
if len(mtr_stk) == 1:
print "Can't Back.."
else:
mtr_stk.pop()
scr_stk.pop()
mtr = copy.deepcopy(mtr_stk[-1])
score = scr_stk[-1]
step -= 1
continue
else:
print illegal
continue
tmp = copy.deepcopy(mtr)
op_scr = move(mtr, dirct)
if tmp != mtr:
score = score + op_scr
update(mtr) #更新
display(mtr)
tmp = copy.deepcopy(mtr)
mtr_stk.append(tmp) # 插入后退队列
scr_stk.append(int(score))
step = step + 1 # 步数加1
else:
print noefficient还有我github的版本，大致一样,点 这里
如果我的算法有什么不对，请提出，因为写得匆忙，我未能很完整第测试，但是我自己玩了几把还是OK了，没玩到2048╮(╯▽╰)╭。。。