基于pygame的贪吃蛇游戏

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项目选择了做小游戏，然后去网上查找了一些相关资料，觉得贪吃蛇的制作过程对初学者而言相对要简单，所以便用pygame这个模块来进行制作。这个游戏研究的意义就是为了熟悉pygame开发游戏的流程，这个游戏的功能有控制键盘能够操纵蛇的运行。
2.系统结构
2.1.系统总体设计
模块-功能对照表
|模块名称| 程序功能|
|–Pygame模块|-curses库为基于文本的终端提供独立于终端的屏幕绘制和键盘处理设施，显示字符界面，以及数据库操作-|
| random模块 | 产生随机数，以及随机选择。 |
2.2逻辑实现设计
此游戏设计和一般游戏设计流程一样，有游戏初始化init,游戏中game,游戏结束gameove，吃到食物增加蛇身长度，游戏继续,退出游戏可按Esc键。

2.3实现原理
将整个游戏区域划分成一个个的小格子，由一组连在一起的小格子组成“蛇”，我们可以用不同的颜色来表示。用坐标来表示每一个小方格，X 轴和 Y 轴的范围都是可以设定好的。用一个列表来存放“蛇身”的坐标，那么一条“蛇”就出来了，最后只要显示的时候以不同的颜色表示即可。蛇的移动则是将下一格的坐标添加到列表开头，并移除列表的最后一个元素，就相当于蛇向前移动了一格。蛇移动超出了游戏区的范围则判断游戏结束。
2.4逻辑图

3.实现代码
先安装pygame框架：pip install pygame下一步就是导入模块：`#!/usr/bin/env

python
import pygame,sys,time,random
from pygame.locals import *`
*

定义颜色变量*
由于我们需要用到一些颜色，而Python是不自带的。所以我们需要定义几个颜色。

redColour = pygame.Color(255,0,0)
blackColour = pygame.Color(0,0,0)
whiteColour = pygame.Color(255,255,255)
greyColour = pygame.Color(150,150,150)
lightColor = pygame.Color(220, 220, 220)`

定义gameover函数
所有游戏最重要的部分是循环。而GameOver函数就是跳出这个循环的条件。这里给出当蛇碰到边界时显示的界面。

def gameOver(playSurface):
    gameOverFont = pygame.font.Font('arial.ttf',72)
    gameOverSurf = gameOverFont.render('Game Over', True, greyColour)
    gameOverRect = gameOverSurf.get_rect()
    gameOverRect.midtop = (320, 10)
    playSurface.blit(gameOverSurf, gameOverRect)
    pygame.display.flip()
    time.sleep(5)
    pygame.quit()
    sys.exit()

初始设置
我们通过这几行代码来初始化pygame，定义窗口（边界）的大小，窗口的标题和图标。

`def main():
    # 初始化pygame
    pygame.init()
    fpsClock = pygame.time.Clock()
    # 创建pygame显示层
    playSurface = pygame.display.set_mode((640,480))
    pygame.display.set_caption('Raspberry Snake')`

定义初始位置
我们将整个界面看成许多20*20的小方块，每个方块代表一个单位，蛇的长度就可以用几个单位表示啦。这里蛇的身体用列表的形式存储，方便之后的删减。

    snakePosition = [100,100]
    snakeSegments = [[100,100],[80,100],[60,100]]
    raspberryPosition = [300,300]
    raspberrySpawned = 1
    direction = 'right'
    changeDirection = direction

键盘输入判断蛇的运动
我们需要通过键盘输入的上下左右键或WASD来控制蛇类运动，同时加入按下Esc就退出游戏的功能。

while True:
        # 检测例如按键等pygame事件
for event in pygame.event.get():
if event.type == QUIT:
                pygame.quit()
                sys.exit()
            elif event.type == KEYDOWN:
                # 判断键盘事件
if event.key == K_RIGHT or event.key == ord('d'):
                    changeDirection = 'right'
if event.key == K_LEFT or event.key == ord('a'):
                    changeDirection = 'left'
if event.key == K_UP or event.key == ord('w'):
                    changeDirection = 'up'
if event.key == K_DOWN or event.key == ord('s'):
                    changeDirection = 'down'
if event.key == K_ESCAPE:
                    pygame.event.post(pygame.event.Event(QUIT))

贪吃蛇运动有一个特点：不能反方向运动

if changeDirection == 'right' and not direction == 'left':
            direction = changeDirection
if changeDirection == 'left' and not direction == 'right':
            direction = changeDirection
if changeDirection == 'up' and not direction == 'down':
            direction = changeDirection
if changeDirection == 'down' and not direction == 'up':

接下来就是将蛇头按照键盘的输入进行转弯操作，并将蛇头当前的位置加入到蛇身的列表中，即吃完树莓后蛇身增长

        # 根据方向移动蛇头的坐标
if direction == 'right':
            snakePosition[0] += 20
if direction == 'left':
            snakePosition[0] -= 20
if direction == 'up':
            snakePosition[1] -= 20
if direction == 'down':
            snakePosition[1] += 20
        # 增加蛇的长度
        snakeSegments.insert(0,list(snakePosition))

判断是否吃到树莓
如果蛇头与树莓的方块重合，则判定吃到树莓，将树莓数量清零；而没吃到树莓的话，蛇身就会跟着蛇头运动，蛇身的最后一节将被踢出列表。

        # 判断是否吃掉了树莓
if snakePosition[0] == raspberryPosition[0] and snakePosition[1] == raspberryPosition[1]:
            raspberrySpawned = 0
else:
            snakeSegments.pop()

重新生成树莓
当树莓数量为0时，重新生成树。

      # 如果吃掉树莓，则重新生成树莓
if raspberrySpawned == 0:
            x = random.randrange(1,32)
            y = random.randrange(1,24)
            raspberryPosition = [int(x*20),int(y*20)]
            raspberrySpawned = 1代码片

刷新显示层
每次蛇与树莓的运动，都会进行刷新显示层的操作来显示。

        # 绘制pygame显示层
        playSurface.fill(blackColour)
        for position in snakeSegments:
            pygame.draw.rect(playSurface,whiteColour,Rect(position[0],position[1],20,20))
            pygame.draw.rect(playSurface, lightColor, Rect(snakePosition[0], snakePosition[1], 20, 20))
            pygame.draw.rect(playSurface,redColour,Rect(raspberryPosition[0], raspberryPosition[1],20,20))
            pygame.display.flip()
        # 刷新pygame显示层
        pygame.display.flip()

判断是否死亡
当蛇头超出边界时，蛇死亡，调用GameOver。

        # 判断是否死亡
        if snakePosition[0] > 620 or snakePosition[0] < 0:
            gameOver(playSurface)
        if snakePosition[1] > 460 or snakePosition[1] < 0:
            for snakeBody in snakeSegments[1:]:
                if snakePosition[0] == snakeBody[0] and snakePosition[1] == snakeBody[1]:
                    gameOver(playSurface)

控制游戏速度
为了增加难度，我们设置蛇身越长速度越快，直到达到一个上限

# 控制游戏速度
        if len(snakeSegments) < 40:
            speed = 6 * len(snakeSegments) // 4
        else:
            speed = 16
        fpsClock.tick(speed)

4.实验
用方向盘控制蛇的移动，然后通过吃掉食物来增长自身


若是触碰到游戏边界则游戏结束

5.总结和展望
通过这个游戏我对python简洁编程有了更深的印象了，同样的功能不同编程语言的代码量不同，而python是最少的，而且简单易用,也是第一次使用pygame进行编程，pygame相对来说比较简单。不足的地方是刚开始学习pygame所做出来的这个贪吃蛇小游戏功能不够完善，存在许多问题，比如蛇死亡条件之实现了一种，还有一种是蛇与自身重合时也会死亡的条件没有实现出来，并且没有通过吃事物增加分数的功能，还有一些背景音乐等等这些设置其实都没有，只是做了一个简单的贪吃蛇小游戏。所以我想以后学号pygame之后可以完善许多我这个贪吃蛇没有做到的东西。
参考文献：[1] 《Python编程：从入门到实践》，本书作者Eric Matthes，译者袁国忠，由人民邮电出版社于2016年7月出版。[2] CSDN博客