150行Python代碼實(shí)現(xiàn)帶界面的數(shù)獨(dú)游戲

更新時(shí)間：2020年04月04日 08:48:39 作者：HoLoong

這篇文章主要介紹了150行Python代碼實(shí)現(xiàn)帶界面的數(shù)獨(dú)游戲,文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，需要的朋友們下面隨著小編來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

今天閑著沒(méi)事干，以前做過(guò)html+js版的數(shù)獨(dú)，這次做個(gè)python版本的，界面由pygame完成，數(shù)獨(dú)生成由遞歸算法實(shí)現(xiàn)，由shuffle保證每次游戲都是不一樣的情況，have fun；

功能列表：

圖形化的數(shù)獨(dú)游戲；
python實(shí)現(xiàn)，依賴pygame庫(kù)；
隨機(jī)生成游戲，每次運(yùn)行都不一樣；
數(shù)字填入后的正確性判斷以及顏色提示；
顯示剩余需填入的空格，已經(jīng)操作的次數(shù)；
難度可選，通過(guò)修改需要填入的空的數(shù)量；

游戲界面

初始界面

過(guò)程中界面

運(yùn)行方式

python main.py 15

這里的15表示需要填入的空格數(shù)量為15，理論上這個(gè)值越大，難度就越高，大家可以隨機(jī)調(diào)整，或者設(shè)置容易、簡(jiǎn)單、困難、地獄等對(duì)應(yīng)不同的值即可，很方便修改；

程序分析

界面部分

這部分很簡(jiǎn)單的通過(guò)pygame來(lái)實(shí)現(xiàn)，主要使用了其中的主循環(huán)、鼠標(biāo)鍵盤(pán)監(jiān)聽(tīng)、畫(huà)矩形線條、字體、顏色控制等，理解起來(lái)很容易，對(duì)于這部分不太熟悉的同學(xué)，這樣理解就好： pygame的主循環(huán)中一方面負(fù)責(zé)接收用戶輸入，一般就是鼠標(biāo)和鍵盤(pán)，另一方面負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)更新界面顯示內(nèi)容；

對(duì)于界面上各部分內(nèi)容的繪制的函數(shù)封裝

# 繪制背景部分，這里就是9*9的九宮格
def draw_background():
  # white background
  screen.fill(COLORS['white'])

  # draw game board
  pygame.draw.rect(screen,COLORS['black'],(0,0,300,900),5)
  pygame.draw.rect(screen,COLORS['black'],(300,0,300,900),5)
  pygame.draw.rect(screen,COLORS['black'],(600,0,300,900),5)

  pygame.draw.rect(screen,COLORS['black'],(0,0,900,300),5)
  pygame.draw.rect(screen,COLORS['black'],(0,300,900,300),5)
  pygame.draw.rect(screen,COLORS['black'],(0,600,900,300),5)

# 將用戶選中的各自背景改為藍(lán)色塊表示選中
def draw_choose():
  pygame.draw.rect(screen,COLORS['blue'],(cur_j*100+5,cur_i*100+5,100-10,100-10),0)

# 繪制九宮格中的數(shù)字，包括本來(lái)就有的，以及用戶填入的，本來(lái)就在的用灰色，用戶填入的如何合法則為綠色，否則為紅色，是一種提示
def draw_number():
  for i in range(len(MATRIX)):
    for j in range(len(MATRIX[0])):
      _color = check_color(MATRIX,i,j) if (i,j) in BLANK_IJ else COLORS['gray']
      txt = font80.render(str(MATRIX[i][j] if MATRIX[i][j] not in [0,'0'] else ''),True,_color)
      x,y = j*100+30,i*100+10
      screen.blit(txt,(x,y))

# 繪制最下方的當(dāng)前空格子數(shù)量以及用戶的操作數(shù)量
def draw_context():
  txt = font100.render('Blank:'+str(cur_blank_size)+'  Change:'+str(cur_change_size),True,COLORS['black'])
  x,y = 10,900
  screen.blit(txt,(x,y))

主循環(huán)中對(duì)上述函數(shù)的調(diào)用以及鼠標(biāo)鍵盤(pán)事件處理

# 主循環(huán)，負(fù)責(zé)監(jiān)聽(tīng)鼠標(biāo)鍵盤(pán)時(shí)間，以及刷新界面內(nèi)容，以及檢查是否贏得了游戲
running = True
while running:
  for event in pygame.event.get():
    if event.type == pygame.QUIT:
      running = False
      break
    elif event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
      cur_j,cur_i = int(event.pos[0]/100),int(event.pos[1]/100)
    elif event.type == event.type == pygame.KEYUP:
      if chr(event.key) in ['1','2','3','4','5','6','7','8','9'] and (cur_i,cur_j) in BLANK_IJ:
        MATRIX[cur_i][cur_j] = int(chr(event.key))
        cur_blank_size = sum([1 if col==0 or col=='0' else 0 for row in MATRIX for col in row])
        cur_change_size +=1
  # background
  draw_background()
  # choose item
  draw_choose()
  # numbers
  draw_number()
  # point
  draw_context()
  # flip
  pygame.display.flip()

  # check win or not
  if check_win(MATRIX_ANSWER,MATRIX):
    print('You win, smarty ass!!!')
    break

pygame.quit()

生成表示數(shù)獨(dú)的二維數(shù)組

相對(duì)于界面部分，這部分在邏輯上要難一些，思路以遞歸為核心，輔以隨機(jī)性，得到一個(gè)每次生成都不一致的數(shù)獨(dú)游戲，生成思路簡(jiǎn)單描述如下：

遍歷每個(gè)空格，填入目前為止合法的數(shù)字；
如果有數(shù)字可以填入，則繼續(xù)向下一個(gè)空格；
如果沒(méi)有數(shù)字可以填入，表示之前的數(shù)字有問(wèn)題，則結(jié)束遞歸；
當(dāng)遞歸到最后一個(gè)格子的下一個(gè)時(shí)，表示已經(jīng)生成完畢，返回即可；
這個(gè)過(guò)程中對(duì)1~9這九個(gè)數(shù)字的遍歷數(shù)字會(huì)經(jīng)過(guò)shuffle處理，保證隨機(jī)性而不是每次都得到同一個(gè)合法的數(shù)獨(dú)數(shù)組；

生成過(guò)程代碼

遞歸的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是通常代碼都很短，當(dāng)然閱讀性不強(qiáng)，歡迎大佬們改為循環(huán)；

def shuffle_number(_list):
  random.shuffle(_list)
  return _list

def check(matrix,i,j,number):
  if number in matrix[i]:
    return False
  if number in [row[j] for row in matrix]:
    return False
  group_i,group_j = int(i/3),int(j/3)
  if number in [matrix[i][j] for i in range(group_i*3,(group_i+1)*3) for j in range(group_j*3,(group_j+1)*3)]:
    return False
  return True

def build_game(matrix,i,j,number):
  if i>8 or j>8:
    return matrix
  if check(matrix,i,j,number):
    _matrix = [[col for col in row] for row in matrix]
    _matrix[i][j] = number
    next_i,next_j = (i+1,0) if j==8 else (i,j+1)
    for _number in shuffle_number(number_list):
      __matrix = build_game(_matrix,next_i,next_j,_number)
      if __matrix and sum([sum(row) for row in __matrix])==(sum(range(1,10))*9):
        return __matrix
  return None

隨機(jī)覆蓋數(shù)獨(dú)數(shù)組中的N個(gè)位置

matrix_all表示整個(gè)數(shù)獨(dú)數(shù)組
matrix_blank表示部分被替換為0的用于顯示的數(shù)組
blank_ij表示被覆蓋位置的i和j

def give_me_a_game(blank_size=9):
  matrix_all = build_game(matrix,0,0,random.choice(number_list))
  set_ij = set()
  while len(list(set_ij))<blank_size:
    set_ij.add(str(random.choice([0,1,2,3,4,5,6,7,8]))+','+str(random.choice([0,1,2,3,4,5,6,7,8])))
  matrix_blank = [[col for col in row] for row in matrix_all]
  blank_ij = []
  for ij in list(set_ij):
    i,j = int(ij.split(',')[0]),int(ij.split(',')[1])
    blank_ij.append((i,j))
    matrix_blank[i][j] = 0
  return matrix_all,matrix_blank,blank_ij

最后附上全部代碼

大家也可以直接從我的 Github倉(cāng)庫(kù) fork下來(lái)直接運(yùn)行；

main.py：主流程+界面+執(zhí)行

import sys

import pygame
from pygame.color import THECOLORS as COLORS

from build import print_matrix,give_me_a_game,check

def draw_background():
  # white background
  screen.fill(COLORS['white'])

  # draw game board
  pygame.draw.rect(screen,COLORS['black'],(0,0,300,900),5)
  pygame.draw.rect(screen,COLORS['black'],(300,0,300,900),5)
  pygame.draw.rect(screen,COLORS['black'],(600,0,300,900),5)

  pygame.draw.rect(screen,COLORS['black'],(0,0,900,300),5)
  pygame.draw.rect(screen,COLORS['black'],(0,300,900,300),5)
  pygame.draw.rect(screen,COLORS['black'],(0,600,900,300),5)

def draw_choose():
  pygame.draw.rect(screen,COLORS['blue'],(cur_j*100+5,cur_i*100+5,100-10,100-10),0)

def check_win(matrix_all,matrix):
  if matrix_all == matrix:
    return True
  return False

def check_color(matrix,i,j):
  _matrix = [[col for col in row]for row in matrix]
  _matrix[i][j] = 0
  if check(_matrix,i,j,matrix[i][j]):
    return COLORS['green']
  return COLORS['red']

def draw_number():
  for i in range(len(MATRIX)):
    for j in range(len(MATRIX[0])):
      _color = check_color(MATRIX,i,j) if (i,j) in BLANK_IJ else COLORS['gray']
      txt = font80.render(str(MATRIX[i][j] if MATRIX[i][j] not in [0,'0'] else ''),True,_color)
      x,y = j*100+30,i*100+10
      screen.blit(txt,(x,y))

def draw_context():
  txt = font100.render('Blank:'+str(cur_blank_size)+'  Change:'+str(cur_change_size),True,COLORS['black'])
  x,y = 10,900
  screen.blit(txt,(x,y))

if __name__ == "__main__":
  # init pygame
  pygame.init()
  
  # contant
  SIZE = [900,1000]
  font80 = pygame.font.SysFont('Times', 80)
  font100 = pygame.font.SysFont('Times', 90)
  
  # create screen 500*500
  screen = pygame.display.set_mode(SIZE)
  
  # variable parameter
  cur_i, cur_j = 0,0
  cur_blank_size = int(sys.argv[1])
  cur_change_size = 0
  
  # matrix abount
  MATRIX_ANSWER,MATRIX,BLANK_IJ = give_me_a_game(blank_size=cur_blank_size)
  print(BLANK_IJ)
  print_matrix(MATRIX)
  
  # main loop
  running = True
  while running:
    for event in pygame.event.get():
      if event.type == pygame.QUIT:
        running = False
        break
      elif event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
        cur_j,cur_i = int(event.pos[0]/100),int(event.pos[1]/100)
      elif event.type == event.type == pygame.KEYUP:
        if chr(event.key) in ['1','2','3','4','5','6','7','8','9'] and (cur_i,cur_j) in BLANK_IJ:
          MATRIX[cur_i][cur_j] = int(chr(event.key))
          cur_blank_size = sum([1 if col==0 or col=='0' else 0 for row in MATRIX for col in row])
          cur_change_size +=1
    # background
    draw_background()
    # choose item
    draw_choose()
    # numbers
    draw_number()
    # point
    draw_context()
    # flip
    pygame.display.flip()
  
    # check win or not
    if check_win(MATRIX_ANSWER,MATRIX):
      print('You win, smarty ass!!!')
      break
  
  pygame.quit()

build.py：生成數(shù)獨(dú)數(shù)組部分

import random

def print_matrix(matrix):
  print('—'*19)
  for row in matrix:
    print('|'+' '.join([str(col) for col in row])+'|')
  print('—'*19)

def shuffle_number(_list):
  random.shuffle(_list)
  return _list

def check(matrix,i,j,number):
  if number in matrix[i]:
    return False
  if number in [row[j] for row in matrix]:
    return False
  group_i,group_j = int(i/3),int(j/3)
  if number in [matrix[i][j] for i in range(group_i*3,(group_i+1)*3) for j in range(group_j*3,(group_j+1)*3)]:
    return False
  return True

def build_game(matrix,i,j,number):
  if i>8 or j>8:
    return matrix
  if check(matrix,i,j,number):
    _matrix = [[col for col in row] for row in matrix]
    _matrix[i][j] = number
    next_i,next_j = (i+1,0) if j==8 else (i,j+1)
    for _number in shuffle_number(number_list):
      #_matrixs.append(build_game(_matrix,next_i,next_j,_number))
      __matrix = build_game(_matrix,next_i,next_j,_number)
      if __matrix and sum([sum(row) for row in __matrix])==(sum(range(1,10))*9):
        return __matrix
  #return _matrixs
  return None

def give_me_a_game(blank_size=9):
  matrix_all = build_game(matrix,0,0,random.choice(number_list))
  set_ij = set()
  while len(list(set_ij))<blank_size:
    set_ij.add(str(random.choice([0,1,2,3,4,5,6,7,8]))+','+str(random.choice([0,1,2,3,4,5,6,7,8])))
  matrix_blank = [[col for col in row] for row in matrix_all]
  blank_ij = []
  for ij in list(set_ij):
    i,j = int(ij.split(',')[0]),int(ij.split(',')[1])
    blank_ij.append((i,j))
    matrix_blank[i][j] = 0
  return matrix_all,matrix_blank,blank_ij

number_list = [1,2,3,4,5,6,7,8,9]
matrix = [([0]*9) for i in range(9)]
if __name__ == "__main__":
  print_matrix(build_game(matrix,0,0,random.choice(number_list)))

總結(jié)

如果刻意減少代碼的話，實(shí)際應(yīng)該控制在100行以內(nèi)，這也充分表達(dá)了python的強(qiáng)大，確實(shí)可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成一些看似復(fù)雜的工作，這個(gè)例子供一些同學(xué)上手python個(gè)人覺(jué)得還是不錯(cuò)的，沒(méi)有太復(fù)雜的用法，對(duì)界面開(kāi)發(fā)有一點(diǎn)點(diǎn)了解，對(duì)遞歸有一些理解基本就能完全掌握這份代碼，希望大家玩的開(kāi)心，挑戰(zhàn)一下50個(gè)空格唄，哈哈，反正我沒(méi)通過(guò)，太難了。。。。

最后

大家可以到我的Github上看看有沒(méi)有其他需要的東西，目前主要是自己做的機(jī)器學(xué)習(xí)項(xiàng)目、Python各種腳本工具、有意思的小項(xiàng)目以及Follow的大佬、Fork的項(xiàng)目等：

https://github.com/NemoHoHaloAi

到此這篇關(guān)于150行Python代碼實(shí)現(xiàn)帶界面的數(shù)獨(dú)游戲的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python 數(shù)獨(dú)游戲內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

作者:Ho Loong
Github:https://github.com/NemoHoHaloAi
Kaggle:https://www.kaggle.com/holoong9291

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