简单350 发表于 2022-3-26 11:04:11

Python实现自动玩贪吃蛇程序

目录


[*]实现效果
[*]代码

实现效果

先看看效果
这比我手动的快多了,而且是单机的,自动玩没惹骂我,哈哈 ,多人游戏整个自动玩会被骂死~


代码

没装软件的先安装一下软件,没装模块的安装一下pygame模块。
pip install pygame导入模块
import pygame,sys,time,random
from pygame.locals import *定义颜色变量
redColour = pygame.Color(255,0,0)
blackColour = pygame.Color(0,0,0)
whiteColour = pygame.Color(255,255,255)
greenColour = pygame.Color(0,255,0)
headColour = pygame.Color(0,119,255)在所有后续的除法中,为预防pygame输出出现偏差,必须取除数(//)而不是单纯除法(/)
程序界面
第0行,HEIGHT行,第0列,WIDTH列为围墙,所以实际大小是13*13
IGHT = 15
WIDTH = 15
FIELD_SIZE = HEIGHT * WIDTH
# 蛇头位于snake数组的第一个元素
HEAD = 0用数字代表不同的对象,因为运动时矩阵上每个格子会处理成到达食物的路径长度,因此这三个变量间需要有足够大的间隔(>HEIGHT*WIDTH)来互相区分,小写一般是坐标,大写代表常量。
FOOD = 0
UNDEFINED = (HEIGHT + 1) * (WIDTH + 1)
SNAKE = 2 * UNDEFINEDsnake是一维数组,对应元素直接加上以下值就表示向四个方向移动。
LEFT = -1
RIGHT = 1
UP = -WIDTH # 一维数组,所以需要整个宽度都加上才能表示上下移动。
DOWN = WIDTH 错误码
ERR = -2333用一维数组来表示二维的东西,board表示蛇运动的矩形场地,初始化蛇头在(1,1)的地方,初始蛇长度为1。
board = * FIELD_SIZE #
snake = * (FIELD_SIZE+1)
snake = 1*WIDTH+1
snake_size = 1与上面变量对应的临时变量,蛇试探性地移动时使用。
tmpboard = * FIELD_SIZE
tmpsnake = * (FIELD_SIZE+1)
tmpsnake = 1*WIDTH+1
tmpsnake_size = 1food:食物位置初始在(4, 7),best_move: 运动方向。
food = 4 * WIDTH + 7
best_move = ERR运动方向数组,游戏分数(蛇长)
mov =                                           
score = 1 检查一个cell有没有被蛇身覆盖,没有覆盖则为free,返回true 。
def is_cell_free(idx, psize, psnake):
    return not (idx in psnake[:psize]) 检查某个位置idx是否可向move方向运动
def is_move_possible(idx, move):
    flag = False
    if move == LEFT:
      #因为实际范围是13*13,*,所以idx为1时不能往左跑,此时取余为1所以>1
      flag = True if idx%WIDTH > 1 else False
    elif move == RIGHT:
      #这里的<WIDTH-2跟上面是一样的道理
      flag = True if idx%WIDTH < (WIDTH-2) else False
    elif move == UP:
      #这里向上的判断画图很好理解,因为在*的实际运动范围外,还有个
      #大框是围墙,就是之前说的那几个行列,下面判断向下运动的条件也是类似的
      flag = True if idx > (2*WIDTH-1) else False
    elif move == DOWN:
      flag = True if idx < (FIELD_SIZE-2*WIDTH) else False
    return flag重置board
board_BFS后,UNDEFINED值都变为了到达食物的路径长度。
如需要还原,则要重置它。
def board_reset(psnake, psize, pboard):
    for i in range(FIELD_SIZE):
      if i == food:
            pboard = FOOD
      elif is_cell_free(i, psize, psnake): # 该位置为空
            pboard = UNDEFINED
      else: # 该位置为蛇身
            pboard = SNAKE广度优先搜索遍历整个board,计算出board中每个非SNAKE元素到达食物的路径长度。
def board_BFS(pfood, psnake, pboard):
    queue = []
    queue.append(pfood)
    inqueue = * FIELD_SIZE
    found = False
    # while循环结束后,除了蛇的身体,
    # 其它每个方格中的数字为从它到食物的曼哈顿间距
    while len(queue)!=0:
      idx = queue.pop(0)#初始时idx是食物的坐标
      if inqueue == 1: continue
      inqueue = 1
      for i in range(4):#左右上下
            if is_move_possible(idx, mov):
                if idx + mov == psnake:
                  found = True
                if pboard] < SNAKE: # 如果该点不是蛇的身体
                  if pboard] > pboard+1:#小于的时候不管,不然会覆盖已有的路径数据。
                        pboard] = pboard + 1
                  if inqueue] == 0:
                        queue.append(idx+mov)
    return found从蛇头开始,根据board中元素值,从蛇头周围4个领域点中选择最短路径。
def choose_shortest_safe_move(psnake, pboard):
    best_move = ERR
    min = SNAKE
    for i in range(4):
      if is_move_possible(psnake, mov) and pboard+mov]<min:
          #这里判断最小和下面的函数判断最大,都是先赋值,再循环互相比较
            min = pboard+mov]
            best_move = mov
    return best_move检查是否可以追着蛇尾运动,即蛇头和蛇尾间是有路径的,为的是避免蛇头陷入死路。虚拟操作,在tmpboard,tmpsnake中进行。
def is_tail_inside():
    global tmpboard, tmpsnake, food, tmpsnake_size
    tmpboard] = 0 # 虚拟地将蛇尾变为食物(因为是虚拟的,所以在tmpsnake,tmpboard中进行)
    tmpboard = SNAKE # 放置食物的地方,看成蛇身
    result = board_BFS(tmpsnake, tmpsnake, tmpboard) # 求得每个位置到蛇尾的路径长度
    for i in range(4): # 如果蛇头和蛇尾紧挨着,则返回False。即不能follow_tail,追着蛇尾运动了
      if is_move_possible(tmpsnake, mov) and tmpsnake+mov==tmpsnake and tmpsnake_size>3:
            result = False
    return result让蛇头朝着蛇尾运行一步,不管蛇身阻挡,朝蛇尾方向运行。
def follow_tail():
    global tmpboard, tmpsnake, food, tmpsnake_size
    tmpsnake_size = snake_size
    tmpsnake = snake[:]
    board_reset(tmpsnake, tmpsnake_size, tmpboard) # 重置虚拟board
    tmpboard] = FOOD # 让蛇尾成为食物
    tmpboard = SNAKE # 让食物的地方变成蛇身
    board_BFS(tmpsnake, tmpsnake, tmpboard) # 求得各个位置到达蛇尾的路径长度
    tmpboard] = SNAKE # 还原蛇尾
    return choose_longest_safe_move(tmpsnake, tmpboard) # 返回运行方向(让蛇头运动1步)在各种方案都不行时,随便找一个可行的方向来走(1步)
def any_possible_move():
    global food , snake, snake_size, board
    best_move = ERR
    board_reset(snake, snake_size, board)
    board_BFS(food, snake, board)
    min = SNAKE

    for i in range(4):
      if is_move_possible(snake, mov) and board+mov]<min:
            min = board+mov]
            best_move = mov
    return best_move转换数组函数
def shift_array(arr, size):
    for i in range(size, 0, -1):
      arr = arr

def new_food():#随机函数生成新的食物
    global food, snake_size
    cell_free = False
    while not cell_free:
      w = random.randint(1, WIDTH-2)
      h = random.randint(1, HEIGHT-2)
      food = WIDTH*h + w
      cell_free = is_cell_free(food, snake_size, snake)
    pygame.draw.rect(playSurface,redColour,Rect(18*(food//WIDTH), 18*(food%WIDTH),18,18))真正的蛇在这个函数中,朝pbest_move走1步。
def make_move(pbest_move):
    global snake, board, snake_size, score
    shift_array(snake, snake_size)
    snake += pbest_move
    p = snake
    for body in snake:#画蛇,身体,头,尾
      pygame.draw.rect(playSurface,whiteColour,Rect(18*(body//WIDTH), 18*(body%WIDTH),18,18))
    pygame.draw.rect(playSurface,greenColour,Rect(18*(snake//WIDTH),18*(snake%WIDTH),18,18))
    pygame.draw.rect(playSurface,headColour,Rect(18*(p//WIDTH), 18*(p%WIDTH),18,18))
    #下面一行是把初始情况会出现的第一个白块bug填掉
    pygame.draw.rect(playSurface,(255,255,0),Rect(0,0,18,18))
    # 刷新pygame显示层
    pygame.display.flip()
   
    # 如果新加入的蛇头就是食物的位置
    # 蛇长加1,产生新的食物,重置board(因为原来那些路径长度已经用不上了)
    if snake == food:
      board] = SNAKE # 新的蛇头
      snake_size += 1
      score += 1
      if snake_size < FIELD_SIZE: new_food()
    else: # 如果新加入的蛇头不是食物的位置
      board] = SNAKE # 新的蛇头
      board] = UNDEFINED # 蛇尾变为UNDEFINED,黑色
      pygame.draw.rect(playSurface,blackColour,Rect(18*(snake//WIDTH),18*(snake%WIDTH),18,18))
      # 刷新pygame显示层
      pygame.display.flip() 虚拟地运行一次,然后在调用处检查这次运行可否可行,可行才真实运行。
虚拟运行吃到食物后,得到虚拟下蛇在board的位置。
def virtual_shortest_move():
    global snake, board, snake_size, tmpsnake, tmpboard, tmpsnake_size, food
    tmpsnake_size = snake_size
    tmpsnake = snake[:] # 如果直接tmpsnake=snake,则两者指向同一处内存
    tmpboard = board[:] # board中已经是各位置到达食物的路径长度了,不用再计算
    board_reset(tmpsnake, tmpsnake_size, tmpboard)
   
    food_eated = False
    while not food_eated:
      board_BFS(food, tmpsnake, tmpboard)   
      move = choose_shortest_safe_move(tmpsnake, tmpboard)
      shift_array(tmpsnake, tmpsnake_size)
      tmpsnake += move # 在蛇头前加入一个新的位置
      # 如果新加入的蛇头的位置正好是食物的位置
      # 则长度加1,重置board,食物那个位置变为蛇的一部分(SNAKE)
      if tmpsnake == food:
            tmpsnake_size += 1
            board_reset(tmpsnake, tmpsnake_size, tmpboard) # 虚拟运行后,蛇在board的位置
            tmpboard = SNAKE
            food_eated = True
      else: # 如果蛇头不是食物的位置,则新加入的位置为蛇头,最后一个变为空格
            tmpboard] = SNAKE
            tmpboard] = UNDEFINED如果蛇与食物间有路径,则调用本函数。
def find_safe_way():
    global snake, board
    safe_move = ERR
    # 虚拟地运行一次,因为已经确保蛇与食物间有路径,所以执行有效
    # 运行后得到虚拟下蛇在board中的位置,即tmpboard
    virtual_shortest_move() # 该函数唯一调用处
    if is_tail_inside(): # 如果虚拟运行后,蛇头蛇尾间有通路,则选最短路运行(1步)
      return choose_shortest_safe_move(snake, board)
    safe_move = follow_tail() # 否则虚拟地follow_tail 1步,如果可以做到,返回true
    return safe_move初始化pygame 模块
pygame.init()定义一个变量用来控制游戏速度
fpsClock = pygame.time.Clock()创建pygame显示层
playSurface = pygame.display.set_mode((270,270))
pygame.display.set_caption('贪吃蛇')绘制pygame显示层
playSurface.fill(blackColour)初始化食物
pygame.draw.rect(playSurface,redColour,Rect(18*(food//WIDTH), 18*(food%WIDTH),18,18))

while True:
    for event in pygame.event.get():#循环监听键盘和退出事件
      if event.type == QUIT:#如果点了关闭
            print(score)#游戏结束后打印分数
            pygame.quit()
            sys.exit()
      elif event.type == KEYDOWN:#如果esc键被按下
            if event.key==K_ESCAPE:
                print(score)#游戏结束后打印分数
                pygame.quit()
                sys.exit()
    # 刷新pygame显示层
    pygame.display.flip()
    #画围墙,255,255,0是黄色,边框是36是因为,pygame矩形是以边为初始,向四周填充边框
    pygame.draw.rect(playSurface,(255,255,0),Rect(0,0,270,270),36)
    # 重置距离
    board_reset(snake, snake_size, board)
    # 如果蛇可以吃到食物,board_BFS返回true
    # 并且board中除了蛇身(=SNAKE),其它的元素值表示从该点运动到食物的最短路径长
    if board_BFS(food, snake, board):
      best_move= find_safe_way() # find_safe_way的唯一调用处
    else:
      best_move = follow_tail()
    if best_move == ERR:
      best_move = any_possible_move()
    # 上面一次思考,只得出一个方向,运行一步
    if best_move != ERR: make_move(best_move)
    else:
      print(score)#游戏结束后打印分数
      break
    # 控制游戏速度
    fpsClock.tick(20)#20看上去速度正好以上就是Python实现自动玩贪吃蛇程序的详细内容,更多关于Python自动玩贪吃蛇的资料请关注脚本之家其它相关文章!
                                                      
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