【Python小游戏】使用tkinter和矩阵制作2048小游戏
目录
1. 2048小游戏基本介绍
2. 难点一：数据合并
3. 难点二：方向变化
4. 完整代码
1. 2048小游戏基本介绍
2048小游戏主要是在一个4×4的矩阵内，游戏初始化会有初始的数字2或4。通过四个方向的滑动，来对数据进行移动或合并，每一次有效的移动或合并后，会在随机的一个空白的格子内随机生成2或者是4，随机的概率为9:1。玩家通过不断地合并数字格，使得数字进行合并，当四个方向都无法实现数字移动或合并的时候游戏结束，所有数据之和为游戏分数。
本项目将会使用tkinter和numpy制作一个2048小游戏。由于代码不算麻烦，因此下面只对其中的两个较难的部分进行介绍。
2. 难点一：数据合并
2048小游戏，其主要的难点是在于如何对一列的数据进行“推箱子”般的计算。如一个[2,0,2,4]的列表，通过运算，得到[4,4,0,0]的列表结果。在这里，主要是由三步进行计算，即排序→相加→再排序，下面以[2,0,2,4]为例进行说明：
- 排序。第一次排序，把不为0的数据排在前面，在为0的数据排在后面，注意，不为0的数据虽然有大小之分，但是并不需要把这些数字再按大小进行排序，只需要对数据进行0和非0的区分。那么，[2,0,2,4]在第一次排序后，结果为[2,2,4,0]。
- 相加。将临近的两个相同的值进行相加。如在[2,2,4,0]中，将两个临近的2进行相加，得到4，注意，相加后的结果为[4,0,4,0]，此时两个4之间不再相邻，因此不会再进行相加。故[4,0,4,0]即为相加后的结果。
- 再排序。第二次排序，重复第一步的过程，得到最终的处理结果。[4,0,4,0]再进行排序后，得到的结果为[4,4,0,0]。[4,4,0,0]则为[2,0,2,4]在运算后的结果。
# 将列表重新排序，有数据的在前面，没数据的在后面
def list_order(alist):
blist = list(filter(lambda x: x > 0, alist))
clist = list(filter(lambda x: x == 0, alist))
dlist = blist + clist
return dlist
def list_merge(alist):
# 排序->相加->再排序
alist = list_order(alist)
for i in range(0, len(alist) - 1):
j = i + 1
if alist[j] > 0:
if alist[j] == alist[i]:
alist[i] += alist[j]
alist[j] = 0
alist = list_order(alist)
return alist3. 难点二：方向变化
从上面来讲，我们对于数据合并的操作都是类似于一个“从右往左推”的一个动作，这个动作对于向左的操作来说没有问题，但是对于向右、向下、向上的操作需要如何进行，总不能每个方面都单独写一个操作吧。在这里，我们对于该部分的操作巧妙地运用了矩阵的变换和列表的变换：
- 向上。对于向上操作，我们先对矩阵进行转置（T），然后向左推，接着再转回来，就实现了向上推的动作了。
- 向右。对于向右操作，我们对列表进行翻转（reversed），然后向左推，接着再转回来，就实现了向右推的动作了。
- 向下。对于向下操作，我们先对矩阵进行转置（T），然后再对列表进行翻转（reversed），转为向左推，再变换回来，就实现了向下推的动作了。
# 向左
raw_list = A.tolist()
new_list = [list_merge(i) for i in raw_list]
# 向右
raw_list = A.tolist()
new_list = [list(reversed(list_merge(list(reversed(i))))) for i in raw_list]
# 向上
A = np.transpose(A)
raw_list = A.tolist()
new_list = [list_merge(i) for i in raw_list]
# 向下
A = np.transpose(A)
raw_list = A.tolist()
new_list = [list(reversed(list_merge(list(reversed(i))))) for i in raw_list]4. 完整代码
# @author: moyuweiqing
# @date: 2023.04.14
from tkinter import *
import numpy as np
import random
root = Tk() # 创建窗口
root.geometry('280x320')
root.title("2048") # 窗口名字
w1 = Canvas(root, width=280,height=280,background='lightcyan')
w1.pack()
score_text = StringVar()
score_text.set('总分：')
score_label = Label(root, textvariable=score_text, font=('黑体', 12)).place_configure(x=0, y=290)
w1.pack()
A=np.full((4,4),0) # 储存数字
B=np.full((4,4),0) # 记录状态
score = 0 # 记录总分
# 色块映射情况
num_color_dic = {
'2': '#FFFF00',
'4': '#FFCC33',
'8': '#FF9900',
'16': '#FF33FF',
'32': '#66CCFF',
'64': '#66CC00',
'128': '#33CC33',
'256': '#009999',
'512': '#666699',
'1024': '#6633FF',
'2048': '#6600FF',
'4096': '#660066',
'8192': '#006644',
'16384': '#669999',
'32768': '#336633',
'65536': '#0033FF'
}
# 画线和画格子
for i in range(0, 5):
w1.create_line(i * 60 + 20, 20, i * 60 + 20, 260)
w1.create_line(20, i * 60 + 20, 260, i * 60 + 20)
for j in range(0, 4):
for i in range(0, 4):
w1.create_rectangle(i * 60 + 22, j * 60 + 22, i * 60 + 78, j * 60 + 78, fill='#FFFFCC')
# 计算分数
def cal_score():
global A, score, score_text
score = np.sum(A)
score_text.set('总分：' + str(score))
# 重新画线
def re_draw():
global A, B, w1
for i in range(0, 5):
w1.create_line(i * 60 + 20, 20, i * 60 + 20, 260)
w1.create_line(20, i * 60 + 20, 260, i * 60 + 20)
for i in range(0, 4):
for j in range(0, 4):
if B[i][j] == 0:
# 注意画布和矩阵之间的对应关系
w1.create_rectangle(j * 60 + 22, i * 60 + 22, j * 60 + 78, i * 60 + 78, fill='#ADD8E6')
else:
w1.create_rectangle(j * 60 + 22, i * 60 + 22, j * 60 + 78, i * 60 + 78, fill=num_color_dic[str(A[i][j])])
w1.create_text(j * 60 + 50, i * 60 + 50, text=A[i][j], font=('宋体', 20), fill='#000000')
# 生成随机的数字
def make_random_num():
global A, B, w1
# 获取所有的空格
nullblock_list = []
nullblocks = np.where(B == 0)
for i in zip(list(nullblocks[0]), list(nullblocks[1])):
nullblock_list.append(i)
# 随机是2或者是4
randint = random.randint(0, 10)
num = 2 if randint != 9 else 4
randint = random.randint(0, len(nullblock_list) - 1)
# 获取随机的位置x和y
x = nullblock_list[randint][0]
y = nullblock_list[randint][1]
A[x][y] = num
B[x][y] = 1
# 重新画图和计算分数
re_draw()
cal_score()
# 将列表重新排序，有数据的在前面，没数据的在后面
def list_order(alist):
blist = list(filter(lambda x: x > 0, alist))
clist = list(filter(lambda x: x == 0, alist))
dlist = blist + clist
return dlist
def list_merge(alist):
# 排序->相加->再排序
alist = list_order(alist)
for i in range(0, len(alist) - 1):
j = i + 1
if alist[j] > 0:
if alist[j] == alist[i]:
alist[i] += alist[j]
alist[j] = 0
alist = list_order(alist)
return alist
def right_press(event):
global A, B
# 先保存原矩阵
raw_A = A
raw_list = A.tolist()
new_list = [list(reversed(list_merge(list(reversed(i))))) for i in raw_list]
A = np.array(new_list)
B = np.full((4, 4), 0)
nullblocks = np.where(A > 0)
for i in zip(list(nullblocks[0]), list(nullblocks[1])):
B[i[0]][i[1]] = 1
if (A == raw_A).all() == False:
make_random_num()
def left_press(event):
global A, B
# 先保存原矩阵
raw_A = A
raw_list = A.tolist()
new_list = [list_merge(i) for i in raw_list]
A = np.array(new_list)
B = np.full((4, 4), 0)
nullblocks = np.where(A > 0)
for i in zip(list(nullblocks[0]), list(nullblocks[1])):
B[i[0]][i[1]] = 1
if (A == raw_A).all() == False:
make_random_num()
def up_press(event):
global A, B
# 先保存原矩阵
raw_A = A
A = np.transpose(A)
raw_list = A.tolist()
new_list = [list_merge(i) for i in raw_list]
A = np.array(new_list)
A = np.transpose(A)
B = np.full((4, 4), 0)
nullblocks = np.where(A > 0)
for i in zip(list(nullblocks[0]), list(nullblocks[1])):
B[i[0]][i[1]] = 1
if (A == raw_A).all() == False:
make_random_num()
def down_press(event):
global A, B
# 先保存原矩阵
raw_A = A
A = np.transpose(A)
raw_list = A.tolist()
new_list = [list(reversed(list_merge(list(reversed(i))))) for i in raw_list]
A = np.array(new_list)
A = np.transpose(A)
B = np.full((4, 4), 0)
nullblocks = np.where(A > 0)
for i in zip(list(nullblocks[0]), list(nullblocks[1])):
B[i[0]][i[1]] = 1
if (A == raw_A).all() == False:
make_random_num()
make_random_num()
root.bind("", right_press)
root.bind("", up_press)
root.bind("", left_press)
root.bind("", down_press)
mainloop()