pygame开发:马赛逻辑小游戏的代码实现-巨人网络通讯

一、游戏简介

马赛逻辑，是一个类似数独和扫雷的逻辑小游戏，根据棋盘周围的数据提示点亮方格，因外形像马赛克而得名。在手机游戏中有多款 APP 可以体验该游戏，如 Peak、Nonogram、Crossme 等。但在 PC 端，笔者暂时还未发现复刻版，于是打算自己动手实现一番。

马赛逻辑的基本玩法如下图所示，上侧横向的各组数字为：对每一列中存在的目标方格的标注，如 2 表示该列有 2 个连续的目标，1 2 表示该列有 1 个独立的目标 + 2 个连续的目标。左侧纵向的各组数据为对每一行的标注。通过上、左两侧的提示，将所有目标方格点亮即为通关。

二、核心代码解析

在正式开始游戏开发之前，我们可以先想想实现这个项目的关键点在哪。首先，方格有选中和未选中两种状态，那可以用 1 表示选中、0 表示未选中。要判断玩家点亮的方格是否正确，只需将方块矩阵映射成 01 矩阵，再与答案矩阵对比即可。如此一来，出题也很容易，随机生成一串 01 组合即可。

而最重要的地方在于，如何生成提示数值？我们需要分别对每行每列进行遍历，找出单独的 1 和连续的 1。下面以棋盘的一行为例进行说明。

首先，准备一个列表类型的变量 remind 用于储存多个提示数值，并准备一个位移标记 flag 用于记录当前是在答案阵列的哪一位进行判断，以及一个数值记录 num ，再将答案阵列 [0, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1] 传入计数器。

当传入阵列长度大于 1 时有四种情况，分别是：①当前位 0 ，次位 1；②当前位 1，次位 0；③连续多位 1；④连续多位 0。根据不同情况进行位移，将新的阵列传入计数器，并在 1 换 0 的时候记录数值。

当传入阵列等于 1 时有两种情况，分别是：①上位 0；②上位 1。根据不同的情况记录数值。

按照这个思路，我们可以用一个简单的递归来实现这个提示算法，代码如下：

def get_line_remind(_line):  # 输出一行或一列的提示
    remind = []  # 一行或一列的提示记录
    num = 0  # 提示值
    def fun(line):
        nonlocal remind, num
        flag = 0  # 位移
        if len(line) > 1:
            if line[0] == 0 and line[1] == 1:
                flag += 1
            elif line[0] == line[1] == 0:
                flag += 2
            elif line[0] == 1 and line[1] == 0:
                num += 1
                remind.append(num)
                num = 0
                flag += 2
            elif line[0] == line[1] == 1:
                num += 1
                flag += 1
            fun(line[flag:])
        elif len(line) and line[0]:
            if num:
                remind.append(num + 1)
            else:
                remind.append(1)
    fun(_line)
    return remind

三、pygame开发流程

1、从创建窗口到棋盘绘制

棋盘的设计及玩法已经初具雏形了，可以正式开始制作游戏了啦！~笔者采用了有超过 20 年历史的游戏制作库 pygame，该游戏库包含了用于制作简单 2D 游戏的基本套件，python 及游戏爱好者们已经用它制作了成千上万的小游戏，使用 pip 安装即可使用。

第一步，对各类游戏元素的颜色、位置、尺寸等必要参数做一些设置。接着，初始化 pygame，绘制一个指定大小的窗口，使用 pygame.font.Font() 加载指定的字体文件，以防游戏打包后运行出错。
需要注意的是，pygame 的所有视觉元素都建立在不断地重新绘制上，利用 pygame.display.flip() 进行整体更新。因为后期需要在白色背景中添加动态元素，所以将背景绘制放入主循环的首位。
在主循环中，通过遍历事件来获取玩家的操作，当前仅追踪了一个退出事件。

import pygame
import sys
# 参数设置 ----------------------------------
blue = (159, 197, 232)  # 被选中方格的颜色
gray = (217, 217, 217)  # 棋盘网格线颜色
gold = (255, 215, 0)  # 游戏记录文字颜色
black = (0, 0, 0)
white = (255, 255, 255)
start_x = 240  # 棋盘左上角位置
start_y = 150
size = 2  # 一行/列的方块个数
square = 320  # 棋盘边长
length = int(square / size)  # 每个方块的边长
# 游戏初始化 ----------------------------------
pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((780, 520))  # 创建窗口
font = pygame.font.Font(r'./data/msyh.ttf', 20)  # 提示字体
# 主循环 ----------------------------------
while True:
    screen.fill(white)  # 背景填充
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            pygame.quit()  # 退出pygame
            sys.exit()  # 安全退出系统
    pygame.display.flip()  # 更新全部显示

运行以上代码可以得到一片空白（雾）。

下一步，我们来想想怎么绘制棋盘。首先，棋盘本身的尺寸是固定的，我们只需修改棋盘中的方格数量和大小，来改变棋局。因此，在第一步的参数设置中，使用 start_x、start_y 来确定棋盘的位置，并设置棋盘的边长 square = 320，以及一行中方块的个数 size 和方块边长 length。
因为方块是可以被点击而改变颜色的，所以我们要先自定义一个方块类。机制比较简单，初始化即传入坐标和边长，调用 pygame.draw.rect() 来绘制矩形。

class Item:  # 自定义方块类
    def __init__(self, pos_x, pos_y, leng):
        self.rect = pygame.draw.rect(screen, gray, [pos_x, pos_y, leng, leng], 0)
        self.state = False

再定义一个绘制棋盘的方法，从棋盘左上角开始，横竖各画 size 个方块，返回方块对象列表。

def create_chessboard():  # 创建棋盘
    item_lst = []
    for v in range(size):
        for h in range(size):
            rect = Item(start_x + h*length, start_y + v*length, length)
            item_lst.append(rect)
    return item_lst

由于方块初始颜色和背景色一样是白色，还需要加上网格线，横竖各画 size+1 条线，调用 pygame.draw.line() 绘制线条。

def draw_line():  # 绘制网格线
    for n in range(size+1):
        start = (start_x, start_y + n * length)
        end = (start_x + square, start_y + n * length)
        pygame.draw.line(screen, gray, start, end, 2)
    for n in range(size+1):
        start = (start_x + n * length, start_y)
        end = (start_x + n * length, start_y + square)
        pygame.draw.line(screen, gray, start, end, 2)

将主循环代码修改如下，注意：网格线是绘制在整个图层组的最上层，才不会被方格和背景覆盖掉。运行即可绘制出初始棋盘，如图为 4X4 的规格。

## 前文参数、初始化略
......
items = create_chessboard()  # 创建棋盘
while True:
    screen.fill(white)  # 背景填充
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            pygame.quit()  # 退出pygame
            sys.exit()  # 安全退出系统
    draw_line()  # 绘制棋盘网格线
    pygame.display.flip()  # 更新全部显示

2、点击方格改变颜色

2.1、点击事件

在事件遍历中添加对鼠标点击事件的追踪，并获取点击坐标，之后通过判断点击的位置是否在某个方格中，即可得知是哪个方格被点击了，并作出颜色修改。

 if event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:  # 鼠标点击事件
        x, y = event.pos

2.2、碰撞检测

那么来写一个判断方法，将之前创建棋盘时得到的方块对象列表，和鼠标坐标传入，遍历方块并通过矩形的 collidepoint() 方法进行碰撞检测，若鼠标碰撞到了矩形区域，就对方块的状态取反。

def check_click(item_lst, pos_x, pos_y):  # 更新每个方块的点击状态
    for i in item_lst:
        if i.rect.collidepoint(pos_x, pos_y):
            i.state = bool(1 - i.state)

2.3、方格变色

def change_color(item_lst):  # 根据状态改变方块颜色
    for i in item_lst:
        if i.state:
            pygame.draw.rect(screen, blue, i.rect, 0)
        else:
            pygame.draw.rect(screen, white, i.rect, 0)

2.4、阵列转换

再来写一个获取玩家操作阵列的方法，利用列表生成式将方块状态转换为 01 列表。

def create_answer_array():  # 创建答案矩阵
    lst = [1 if random() > 0.5 else 0 for _ in range(size*size)]
    if list(set(lst))[0] == 0:
        lst[0] = 1
    return lst

并通过随机生成的方式来创建答案，之后通过比较两个列表即可判断游戏是否通关。别忘了，答案阵列中不能全都是 0。

def create_answer_array():  # 创建答案矩阵
    lst = [1 if random() > 0.5 else 0 for _ in range(size*size)]
    if list(set(lst))[0] == 0:
        lst[0] = 1
    return lst

2.5、效果初见

修改主循环代码如下，运行后尝试点击可见效果。

## 前文参数、初始化略
......
answer = create_answer_array()  # 创建答案矩阵
# 主循环 ----------------------------------
while True:
    screen.fill(white)  # 背景填充
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            pygame.quit()  # 退出pygame
            sys.exit()  # 安全退出系统
        if event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:  # 鼠标点击事件
            x, y = event.pos
            check_click(items, x, y)  # 检查选中的方格，修改状态
            result = get_player_array(items)  # 获取方格操作矩阵
            print(result)
            if result == answer:
            	print("YOU WIN!")
    change_color(items)  # 根据方格状态修改颜色
    draw_line()  # 绘制棋盘网格线
    pygame.display.flip()  # 更新全部显示

3、显示提示信息

没有提示只能盲点怎么玩呀！赶紧把提示信息搞出来 (ε(#)☆╰╮o(皿///)
前文我们已经了解了提示算法，接下来就根据答案矩阵来整理两侧的提示信息。

def get_w_remind(answer_lst):  # 根据答案矩阵输出提示列表
    h_remind = []
    v_remind = []
    h_array = [answer_lst[i: i+size] for i in range(0, len(answer_lst), size)]  # 横向矩阵
    for h in h_array:
        h_remind.append(get_line_remind(h))
    v_array = list(map(list, zip(*h_array)))  # 纵向矩阵
    for v in v_array:
        v_remind.append(get_line_remind(v))
    return h_remind, v_remind

由于笔者是直接使用一维列表来代替矩阵的，因此如果要获取每一行的提示，则需要按照 size 将将答案阵列分割成多份。而要获取每一列的提示时，则需要对分割好的横向矩阵进行行列转置。

之后，通过亿点点数学计算得到两侧信息的显示坐标，利用窗口对象的 blit() 方法将渲染好的文本对象贴上去。对横/纵阵列逆序的目的是，将多个提示数值从外到内显示，以符合阅读习惯。

def show_remind(answer_lst):  # 在棋盘两侧对应位置显示每行/列的提示
    h_remind, v_remind = get_w_remind(answer_lst)
    for i, h in enumerate(h_remind):
        for j, num in enumerate(h[::-1]):
            text = font.render(f"{num}", True, black)
            screen.blit(text, (start_x - 20 * (j + 1), start_y + i * length + length / 2 - 10))
    for i, v in enumerate(v_remind):
        for j, num in enumerate(v[::-1]):
            text = font.render(f"{num}", True, black)
            screen.blit(text, (start_x + i * length + length / 2 - 5, start_y - 30 * (j + 1)))

终于可以玩啦，来瞅瞅。