python项目分享 - python走迷宫小游戏

0 项目简介

🔥 Hi，各位同学好呀，这里是L学长！

🥇今天向大家分享一个今年(2022)最新完成的毕业设计项目作品

python小游戏毕设 走迷宫小游戏设计与实现 (源码)

🥇 学长根据实现的难度和等级对项目进行评分(最低0分，满分5分)

• 难度系数：3分

• 工作量：3分

• 创新点：4分

• 项目获取：https://gitee.com/sinonfin/system-sharing

1 课题背景

人类建造迷宫已有5000年的历史。在世界的不同文化发展时期，这些奇特的建筑物始终吸引人们沿着弯弯曲曲、困难重重的小路吃力地行走，寻找真相。迷宫类小游戏应运而生。

今天我们用pygame做一个走迷宫小游戏，游戏规则如下：

玩家通过↑↓←→键控制主角行动，使主角从出发点(左上角)绕出迷宫，到达终点(右下角)即为游戏胜利。

2 实现效果

3 Pygame介绍

简介

Pygame是一系列专门为编写电子游戏而设计的Python模块(modules)。Pygame在已经非常优秀的SDL库的基础上增加了许多功能。这让你能够用Python语言编写出丰富多彩的游戏程序。

Pygame可移植性高，几乎能在任何平台和操作系统上运行。

Pygame已经被下载过数百万次。

Pygame免费开源。它在LGPL许可证(Lesser General Public License，GNU宽通用公共许可证)下发行。使用Pygame，你可以创造出免费开源，可共享，或者商业化的游戏。详情请见LGPL许可证。

优点

• 能够轻松使用多核CPU(multi core CPUs) :如今双核CPU很常用，8核CPU在桌面系统中也很便宜，而利用好多核系统，能让你在你的游戏中实现更多东西。特定的pygame函数能够释放令人生畏的python GIL(全局解释器锁),这几乎是你用C语言才能做的事。

• 核心函数用最优化的C语言或汇编语言编写:C语言代码通常比Python代码运行速度快10-20倍。而汇编语言编写的代码(assembly code)比Python甚至快到100多倍。

• 安装便捷:一般仅需包管理程序或二进制系统程序便能安装。

• 真正地可移植:支持Linux (主要发行版), Windows (95, 98, ME, 2000, XP, Vista, 64-bit Windows,), Windows CE, BeOS, MacOS, Mac OS X, FreeBSD, NetBSD, OpenBSD, BSD/OS, Solaris, IRIX, and QNX等操作系统.也能支持AmigaOS, Dreamcast, Atari, AIX, OSF/Tru64, RISC OS, SymbianOS and OS/2，但是还没有受到官方认可。你也可以在手持设备,游戏控制台， One Laptop Per Child (OLPC) computer项目的电脑等设备中使用pygame.

• 用法简单:无论是小孩子还是大人都能学会用pygame来制作射击类游戏。

• 很多Pygame游戏已发行:其中包括很多游戏大赛入围作品、非常受欢迎的开源可分享的游戏。

• 由你来控制主循环:由你来调用pygame的函数，pygame的函数并不需要调用你的函数。当你同时还在使用其他库来编写各种各种的程序时，这能够为你提供极大的掌控权。

• 不需要GUI就能使用所有函数:仅在命令行中，你就可以使用pygame的某些函数来处理图片，获取游戏杆输入，播放音乐……

• 对bug反应迅速:很多bug在被上报的1小时内就能被我们修复。虽然有时候我们确实会卡在某一个bug上很久，但大多数时候我们都是很不错的bug修复者。如今bug的上报已经很少了，因为许多bug早已被我们修复。

• 代码量少:pygame并没有数以万计的也许你永远用不到的冗杂代码。pygame的核心代码一直保持着简洁特点，其他附加物诸如GUI库等，都是在核心代码之外单独设计研发的。

• 模块化:你可以单独使用pygame的某个模块。想要换着使用一个别的声音处理库？没问题。pygame的很多核心模块支持独立初始化与使用。

最小开发框架

import pygame,sys #sys是python的标准库，提供Python运行时环境变量的操控

pygame.init()  #内部各功能模块进行初始化创建及变量设置，默认调用
size = width,height = 800,600  #设置游戏窗口大小，分别是宽度和高度
screen = pygame.display.set_mode(size)  #初始化显示窗口
pygame.display.set_caption("小游戏程序")  #设置显示窗口的标题内容，是一个字符串类型
while True:  #无限循环，直到Python运行时退出结束
    for event in pygame.event.get():  #从Pygame的事件队列中取出事件，并从队列中删除该事件
        if event.type == pygame.QUIT:  #获得事件类型，并逐类响应
            sys.exit()   #用于退出结束游戏并退出          
    pygame.display.update()  #对显示窗口进行更新，默认窗口全部重绘

代码执行流程

4 具体实现

4.1 创建迷宫

首先，当然是创建迷宫啦，为了方便，这里采用随机生成迷宫的方式(人工设计真的费眼睛，弄到一半不想弄了，有兴趣的可以自行尝试。)。思路其实很简单，就是把游戏界面划分成多个cell，类似这样子：

然后设计算法遍历所有的cell，每个被遍历到的cell在某几个随机的方向上打开一堵墙(就是去掉分割cell的线条)就ok啦~

算法如下：

'''随机生成迷宫类'''
class RandomMaze():
  def __init__(self, maze_size, block_size, border_size, **kwargs):
    self.block_size = block_size
    self.border_size = border_size
    self.maze_size = maze_size
    self.blocks_list = RandomMaze.createMaze(maze_size, block_size, border_size)
    self.font = pygame.font.SysFont('Consolas', 15)
  '''画到屏幕上'''
  def draw(self, screen):
    for row in range(self.maze_size[0]):
      for col in range(self.maze_size[1]):
        self.blocks_list[row][col].draw(screen)
    # 起点和终点标志
    showText(screen, self.font, 'S', (255, 0, 0), (self.border_size[0]-10, self.border_size[1]))
    showText(screen, self.font, 'D', (255, 0, 0), (self.border_size[0]+(self.maze_size[1]-1)*self.block_size, self.border_size[1]+self.maze_size[0]*self.block_size+5))
  '''创建迷宫'''
  @staticmethod
  def createMaze(maze_size, block_size, border_size):
    def nextBlock(block_now, blocks_list):
      directions = ['top', 'bottom', 'left', 'right']
      blocks_around = dict(zip(directions, [None]*4))
      block_next = None
      count = 0
      # 查看上边block
      if block_now.coordinate[1]-1 >= 0:
        block_now_top = blocks_list[block_now.coordinate[1]-1][block_now.coordinate[0]]
        if not block_now_top.is_visited:
          blocks_around['top'] = block_now_top
          count += 1
      # 查看下边block
      if block_now.coordinate[1]+1 < maze_size[0]:
        block_now_bottom = blocks_list[block_now.coordinate[1]+1][block_now.coordinate[0]]
        if not block_now_bottom.is_visited:
          blocks_around['bottom'] = block_now_bottom
          count += 1
      # 查看左边block
      if block_now.coordinate[0]-1 >= 0:
        block_now_left = blocks_list[block_now.coordinate[1]][block_now.coordinate[0]-1]
        if not block_now_left.is_visited:
          blocks_around['left'] = block_now_left
          count += 1
      # 查看右边block
      if block_now.coordinate[0]+1 < maze_size[1]:
        block_now_right = blocks_list[block_now.coordinate[1]][block_now.coordinate[0]+1]
        if not block_now_right.is_visited:
          blocks_around['right'] = block_now_right
          count += 1
      if count > 0:
        while True:
          direction = random.choice(directions)
          if blocks_around.get(direction):
            block_next = blocks_around.get(direction)
            if direction == 'top':
              block_next.has_walls[1] = False
              block_now.has_walls[0] = False
            elif direction == 'bottom':
              block_next.has_walls[0] = False
              block_now.has_walls[1] = False
            elif direction == 'left':
              block_next.has_walls[3] = False
              block_now.has_walls[2] = False
            elif direction == 'right':
              block_next.has_walls[2] = False
              block_now.has_walls[3] = False
            break
      return block_next
    blocks_list = [[Block([col, row], block_size, border_size) for col in range(maze_size[1])] for row in range(maze_size[0])]
    block_now = blocks_list[0][0]
    records = []
    while True:
      if block_now:
        if not block_now.is_visited:
          block_now.is_visited = True
          records.append(block_now)
        block_now = nextBlock(block_now, blocks_list)
      else:
        block_now = records.pop()
        if len(records) == 0:
          break
    return blocks_list

4.2 定义角色类

角色类需要根据用户的操作进行上下左右的移动，同时，保证移动是不能跨越墙的就OK了~具体而言，以下两点：

定义角色

'''定义hero'''
class Hero(pygame.sprite.Sprite):
  def __init__(self, imagepath, coordinate, block_size, border_size, **kwargs):
    pygame.sprite.Sprite.__init__(self)
    self.image = pygame.image.load(imagepath)
    self.image = pygame.transform.scale(self.image, (block_size, block_size))
    self.rect = self.image.get_rect()
    self.rect.left, self.rect.top = coordinate[0] * block_size + border_size[0], coordinate[1] * block_size + border_size[1]
    self.coordinate = coordinate
    self.block_size = block_size
    self.border_size = border_size

移动设置

'''移动'''
  def move(self, direction, maze):
    blocks_list = maze.blocks_list
    if direction == 'up':
      if blocks_list[self.coordinate[1]][self.coordinate[0]].has_walls[0]:
        return False
      else:
        self.coordinate[1] = self.coordinate[1] - 1
        return True
    elif direction == 'down':
      if blocks_list[self.coordinate[1]][self.coordinate[0]].has_walls[1]:
        return False
      else:
        self.coordinate[1] = self.coordinate[1] + 1
        return True
    elif direction == 'left':
      if blocks_list[self.coordinate[1]][self.coordinate[0]].has_walls[2]:
        return False
      else:
        self.coordinate[0] = self.coordinate[0] - 1
        return True
    elif direction == 'right':
      if blocks_list[self.coordinate[1]][self.coordinate[0]].has_walls[3]:
        return False
      else:
        self.coordinate[0] = self.coordinate[0] + 1
        return True
    else:
      raise ValueError('Unsupport direction <%s> in Hero.move...' % direction)
  '''绑定到屏幕'''
  def draw(self, screen):
    self.rect.left, self.rect.top = self.coordinate[0] * self.block_size + self.border_size[0], self.coordinate[1] * self.block_size + self.border_size[1]
    screen.blit(self.image, self.rect)

绑定到屏幕

 '''绑定到屏幕'''
  def draw(self, screen):
    self.rect.left, self.rect.top = self.coordinate[0] * self.block_size + self.border_size[0], self.coordinate[1] * self.block_size + self.border_size[1]
    screen.blit(self.image, self.rect)

4.3 界面切换

最后要完成游戏主循环，只要每次载入一个随机生成的迷宫地图和实例化一个主角，不断进行按键检测，并根据按键检测的结果移动主角，最后根据行动结果更新界面数据就可以了

若主角到达了终点，则进入关卡切换界面。

具体而言，代码实现如下：

'''主函数'''
def main(cfg):
  # 初始化
  pygame.init()
  pygame.mixer.init()
  pygame.font.init()
  pygame.mixer.music.load(cfg.BGMPATH)
  pygame.mixer.music.play(-1, 0.0)
  screen = pygame.display.set_mode(cfg.SCREENSIZE)
  pygame.display.set_caption('Maze - 微信公众号: Charles的皮卡丘')
  font = pygame.font.SysFont('Consolas', 15)
  # 开始界面
  Interface(screen, cfg, 'game_start')
  # 记录关卡数
  num_levels = 0
  # 记录最少用了多少步通关
  best_scores = 'None'
  # 关卡循环切换
  while True:
    num_levels += 1
    clock = pygame.time.Clock()
    screen = pygame.display.set_mode(cfg.SCREENSIZE)
    # --随机生成关卡地图
    maze_now = RandomMaze(cfg.MAZESIZE, cfg.BLOCKSIZE, cfg.BORDERSIZE)
    # --生成hero
    hero_now = Hero(cfg.HEROPICPATH, [0, 0], cfg.BLOCKSIZE, cfg.BORDERSIZE)
    # --统计步数
    num_steps = 0
    # --关卡内主循环
    while True:
      dt = clock.tick(cfg.FPS)
      screen.fill((255, 255, 255))
      is_move = False
      # ----↑↓←→控制hero
      for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
          pygame.quit()
          sys.exit(-1)
        elif event.type == pygame.KEYDOWN:
          if event.key == pygame.K_UP:
            is_move = hero_now.move('up', maze_now)
          elif event.key == pygame.K_DOWN:
            is_move = hero_now.move('down', maze_now)
          elif event.key == pygame.K_LEFT:
            is_move = hero_now.move('left', maze_now)
          elif event.key == pygame.K_RIGHT:
            is_move = hero_now.move('right', maze_now)
      num_steps += int(is_move)
      hero_now.draw(screen)
      maze_now.draw(screen)
      # ----显示一些信息
      showText(screen, font, 'LEVELDONE: %d' % num_levels, (255, 0, 0), (10, 10))
      showText(screen, font, 'BESTSCORE: %s' % best_scores, (255, 0, 0), (210, 10))
      showText(screen, font, 'USEDSTEPS: %s' % num_steps, (255, 0, 0), (410, 10))
      showText(screen, font, 'S: your starting point    D: your destination', (255, 0, 0), (10, 600))
      # ----判断游戏是否胜利
      if (hero_now.coordinate[0] == cfg.MAZESIZE[1] - 1) and (hero_now.coordinate[1] == cfg.MAZESIZE[0] - 1):
        break
      pygame.display.update()
    # 更新最优成绩
    if best_scores == 'None':
      best_scores = num_steps
    else:
      if best_scores > num_steps:
        best_scores = num_steps
    # 关卡切换
    Interface(screen, cfg, mode='game_switch')

5 最后

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