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致青春--Python实现俄罗斯方块


俄罗斯方块游戏是世界上最流行的游戏之一。是由一名叫Alexey Pajitnov的俄罗斯程序员在1985年制作的,从那时起,这个游戏就风靡了各个游戏平台,而且俄罗斯方块是现在很多80,90后的青春,最经典最好玩则是小时候10块钱的那种掌机上的俄罗斯方块,游戏从画面音乐,到经典玩法,具有充实的内容,满满的都是爱,今天怀念一下逝去的青春,用Python实现俄罗斯方块。

程序介绍

可以将俄罗斯方块归类为下落块迷宫游戏。游戏有7个基本形状:S、Z、T、L、反向L、直线、方块,每个形状都由4个方块组成,方块最终都会落到屏幕底部。所以玩家通过控制形状的左右位置和旋转,让每个形状都以合适的位置落下,如果有一行全部被方块填充,这行就会消失,并且得分。游戏结束的条件是有形状接触到了屏幕顶部。

PyQt5是专门为创建图形界面产生的,里面一些专门为制作游戏而开发的组件,所以此次开发是以PyQt5来实现的。

工作流程

  • QtCore.QBasicTimer()创建一个游戏循环
  • 模型是一直下落的
  • 模型的运动是以小块为基础单位的,不是按像素
  • 从数学意义上来说,模型就是就是一串数字而已

代码由四个类组成:

Tetris,BoardTetrominoeShape

Tetris类创建游戏,Board是游戏主要逻辑。Tetrominoe包含了所有的砖块,Shape是所有砖块的代码。

具体实现

程序加载之后游戏也就直接开始了,可以用P键暂停游戏,空格键让方块直接落到最下面。游戏的速度是固定的,并没有实现加速的功能。分数就是游戏中消除的行数。

1self.tboard = Board(self)
2self.setCentralWidget(self.tboard)

创建了一个Board类的实例,并设置为应用的中心组件。

1self.statusbar = self.statusBar()        
2self.tboard.msg2Statusbar[str].connect(self.statusbar.showMessage)

创建一个statusbar来显示三种信息:消除的行数,游戏暂停状态或者游戏结束状态。msg2Statusbar是一个自定义的信号,用在(和)Board类(交互),showMessage()方法是一个内建的,用来在statusbar上显示信息的方法。

1self.tboard.start()

初始化游戏:

1class Board(QFrame):
2
3    msg2Statusbar = pyqtSignal(str)
4...    

创建了一个自定义信号msg2Statusbar,当我们想往statusbar里显示信息的时候,发出这个信号就行了。

1BoardWidth = 10
2BoardHeight = 22
3Speed = 300

这些是Board类的变量。BoardWidthBoardHeight分别是board的宽度和高度。Speed是游戏的速度,每300ms出现一个新的方块。

1...
2self.curX = 0
3self.curY = 0
4self.numLinesRemoved = 0
5self.board = []
6...

initBoard()里初始化了一些重要的变量。self.board定义了方块的形状和位置,取值范围是0-7。

1def shapeAt(self, x, y):
2    return self.board[(y * Board.BoardWidth) + x] []
3...

shapeAt()决定了board里方块的的种类。

1def squareWidth(self):
2    return self.contentsRect().width() // Board.BoardWidth

board的大小可以动态的改变。所以方格的大小也应该随之变化。squareWidth()计算并返回每个块应该占用多少像素--也即Board.BoardWidth

 1def pause(self):
 2    '''pauses game'''
 3
 4    if not self.isStarted:
 5        return
 6
 7    self.isPaused = not self.isPaused
 8
 9    if self.isPaused:
10        self.timer.stop()
11        self.msg2Statusbar.emit("paused")
12
13    else:
14        self.timer.start(Board.Speed, self)
15        self.msg2Statusbar.emit(str(self.numLinesRemoved))
16
17    self.update()

pause()方法用来暂停游戏,停止计时并在statusbar上显示一条信息。

1def paintEvent(self, event):
2    '''paints all shapes of the game'''
3
4    painter = QPainter(self)
5    rect = self.contentsRect()
6...

渲染是在paintEvent()方法里发生的QPainter负责PyQt5里所有低级绘画操作。

1for i in range(Board.BoardHeight):
2    for j in range(Board.BoardWidth):
3        shape = self.shapeAt(j, Board.BoardHeight - i - 1)
4
5        if shape != Tetrominoe.NoShape:
6            self.drawSquare(painter,
7                rect.left() + j * self.squareWidth(),
8                boardTop + i * self.squareHeight(), shape)

渲染游戏分为两步。第一步是先画出所有已经落在最下面的的图,这些保存在self.board里。可以使用shapeAt()查看这个这个变量。

1if self.curPiece.shape() != Tetrominoe.NoShape:
2
3    for i in range(4):
4
5        x = self.curX + self.curPiece.x(i)
6        y = self.curY - self.curPiece.y(i)
7        self.drawSquare(painter, rect.left() + x * self.squareWidth(),
8            boardTop + (Board.BoardHeight - y - 1) * self.squareHeight(),
9            self.curPiece.shape())

第二步是画出更在下落的方块。

1elif key == Qt.Key_Right:
2    self.tryMove(self.curPiece, self.curX + 1, self.curY)

keyPressEvent()方法获得用户按下的按键。如果按下的是右方向键,就尝试把方块向右移动,说尝试是因为有可能到边界不能移动了。

1elif key == Qt.Key_Up:
2    self.tryMove(self.curPiece.rotateLeft(), self.curX, self.curY)

上方向键是把方块向左旋转一下

1elif key == Qt.Key_Space:
2    self.dropDown()

空格键会直接把方块放到底部

1elif key == Qt.Key_D:
2    self.oneLineDown()

D键是加速一次下落速度。

 1def tryMove(self, newPiece, newX, newY):
 2
 3    for i in range(4):
 4
 5        x = newX + newPiece.x(i)
 6        y = newY - newPiece.y(i)
 7
 8        if x < 0 or x >= Board.BoardWidth or y < 0 or y >= Board.BoardHeight:
 9            return False
10
11        if self.shapeAt(x, y) != Tetrominoe.NoShape:
12            return False
13
14    self.curPiece = newPiece
15    self.curX = newX
16    self.curY = newY
17    self.update()
18    return True

tryMove()是尝试移动方块的方法。如果方块已经到达board的边缘或者遇到了其他方块,就返回False。否则就把方块下落到想要

 1def timerEvent(self, event):
 2
 3    if event.timerId() == self.timer.timerId():
 4
 5        if self.isWaitingAfterLine:
 6            self.isWaitingAfterLine = False
 7            self.newPiece()
 8        else:
 9            self.oneLineDown()
10
11    else:
12        super(Board, self).timerEvent(event)

在计时器事件里,要么是等一个方块下落完之后创建一个新的方块,要么是让一个方块直接落到底(move a falling piece one line down)。

1def clearBoard(self):
2
3    for i in range(Board.BoardHeight * Board.BoardWidth):
4        self.board.append(Tetrominoe.NoShape)

clearBoard()

方法通过Tetrominoe.NoShape清空broad

 1def removeFullLines(self):
 2
 3    numFullLines = 0
 4    rowsToRemove = []
 5
 6    for i in range(Board.BoardHeight):
 7
 8        n = 0
 9        for j in range(Board.BoardWidth):
10            if not self.shapeAt(j, i) == Tetrominoe.NoShape:
11                n = n + 1
12
13        if n == 10:
14            rowsToRemove.append(i)
15
16    rowsToRemove.reverse()
17
18
19    for m in rowsToRemove:
20
21        for k in range(m, Board.BoardHeight):
22            for l in range(Board.BoardWidth):
23                    self.setShapeAt(l, k, self.shapeAt(l, k + 1))
24
25    numFullLines = numFullLines + len(rowsToRemove)

如果方块碰到了底部,就调用removeFullLines()方法,找到所有能消除的行消除它们。消除的具体动作就是把符合条件的行消除掉之后,再把它上面的行下降一行。注意移除满行的动作是倒着来的,因为我们是按照重力来表现游戏的,如果不这样就有可能出现有些方块浮在空中的现象。

 1def newPiece(self):
 2
 3    self.curPiece = Shape()
 4    self.curPiece.setRandomShape()
 5    self.curX = Board.BoardWidth // 2 + 1
 6    self.curY = Board.BoardHeight - 1 + self.curPiece.minY()
 7
 8    if not self.tryMove(self.curPiece, self.curX, self.curY):
 9
10        self.curPiece.setShape(Tetrominoe.NoShape)
11        self.timer.stop()
12        self.isStarted = False
13        self.msg2Statusbar.emit("Game over")

newPiece()方法是用来创建形状随机的方块。如果随机的方块不能正确的出现在预设的位置,游戏结束。

 1class Tetrominoe(object):
 2
 3    NoShape = 0
 4    ZShape = 1
 5    SShape = 2
 6    LineShape = 3
 7    TShape = 4
 8    SquareShape = 5
 9    LShape = 6
10    MirroredLShape = 7

Tetrominoe类保存了所有方块的形状。我们还定义了一个NoShape的空形状。

Shape类保存类方块内部的信息。

1class Shape(object):
2
3    coordsTable = (
4        ((0, 0),     (0, 0),     (0, 0),     (0, 0)),
5        ((0, -1),    (0, 0),     (-1, 0),    (-1, 1)),
6        ...
7    )
8...    

coordsTable元组保存了所有的方块形状的组成。是一个构成方块的坐标模版。

1self.coords = [[0,0] for i in range(4)]

上面创建了一个新的空坐标数组,这个数组将用来保存方块的坐标。

坐标系示意图:

上面的图片可以帮助我们更好的理解坐标值的意义。比如元组(0, -1), (0, 0), (-1, 0), (-1, -1)代表了一个Z形状的方块。这个图表就描绘了这个形状。

 1def rotateLeft(self):
 2
 3    if self.pieceShape == Tetrominoe.SquareShape:
 4        return self
 5
 6    result = Shape()
 7    result.pieceShape = self.pieceShape
 8
 9    for i in range(4):
10
11        result.setX(i, self.y(i))
12        result.setY(i, -self.x(i))
13
14    return result

rotateLeft()方法向右旋转一个方块。正方形的方块就没必要旋转,就直接返回了。其他的是返回一个新的,能表示这个形状旋转了的坐标。

效果展示:

写在最后

上述完整代码并没有贴出来,后台回复【俄罗斯方块】获取

文章转载自思否【派森学python】

本文分享自微信公众号 - 程序员小王(PythonLearningCamp)

原文出处及转载信息见文内详细说明,如有侵权,请联系 yunjia_community@tencent.com 删除。

原始发表时间:2019-01-17

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    用户6021899

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