Python贪吃蛇游戏开发教程

📚 前言

编程基础第一期《10-30》--贪吃蛇游戏教程，贪吃蛇是一款经典的休闲游戏，也是Python初学者进阶的绝佳练习项目。本教程将详细讲解如何使用Python的pygame库开发一个完整的贪吃蛇游戏，并解析其中涉及的编程知识点。

🛠️ 开发环境准备

• Python 3.6+
• Pygame库

安装pygame库：

pip install pygame

🧩 游戏核心概念

1. 游戏循环

贪吃蛇游戏基于一个主循环，包括：

• 处理用户输入
• 更新游戏状态
• 渲染画面

2. 坐标系统

我们使用网格坐标系统，将游戏区域划分为若干个方格，蛇和食物都占据其中的格子。

3. 碰撞检测

需要检测：

• 蛇头是否碰到墙壁
• 蛇头是否碰到自己的身体
• 蛇头是否碰到食物

💡 代码实现与知识点解析

1. 导入必要的库

import pygame
import sys
import random
import time

知识点：

• pygame：Python游戏开发库，提供图形、声音、输入等功能
• sys：系统相关功能，用于退出程序
• random：生成随机数，用于食物的随机位置
• time：时间相关功能，用于控制游戏速度

2. 初始化游戏设置

# 初始化pygame
pygame.init()

# 颜色定义 (R, G, B)
BLACK = (0, 0, 0)
WHITE = (255, 255, 255)
RED = (255, 0, 0)
GREEN = (0, 255, 0)
BLUE = (0, 0, 255)

# 游戏参数设置
SCREEN_WIDTH = 800
SCREEN_HEIGHT = 600
GRID_SIZE = 20
GRID_WIDTH = SCREEN_WIDTH // GRID_SIZE
GRID_HEIGHT = SCREEN_HEIGHT // GRID_SIZE
SNAKE_SPEED = 10  # 帧率控制

# 方向常量
UP = (0, -1)
DOWN = (0, 1)
LEFT = (-1, 0)
RIGHT = (1, 0)

知识点：

• 常量定义：使用全大写变量名表示常量
• RGB颜色模型：使用三元组表示颜色
• 整除运算符(//)：确保网格大小为整数
• 元组表示方向：使用二维向量表示移动方向

3. 创建游戏窗口

# 创建游戏窗口
screen = pygame.display.set_mode((SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT))
pygame.display.set_caption('Python贪吃蛇')
clock = pygame.time.Clock()

知识点：

• pygame.display.set_mode：创建游戏窗口
• pygame.display.set_caption：设置窗口标题
• pygame.time.Clock：创建时钟对象，用于控制游戏帧率

4. 定义蛇类

class Snake:
    def __init__(self):
        self.positions = [(GRID_WIDTH // 2, GRID_HEIGHT // 2)]  # 蛇身体位置列表，初始在屏幕中央
        self.direction = RIGHT  # 初始方向向右
        self.next_direction = RIGHT  # 下一步方向
        self.grow = False  # 是否增长

    def get_head_position(self):
        return self.positions[0]  # 获取蛇头位置

    def update(self):
        # 更新方向
        self.direction = self.next_direction
        
        # 获取蛇头位置
        head = self.get_head_position()
        
        # 计算新的蛇头位置
        new_x = (head[0] + self.direction[0]) % GRID_WIDTH
        new_y = (head[1] + self.direction[1]) % GRID_HEIGHT
        new_head = (new_x, new_y)
        
        # 检查是否碰到自己
        if new_head in self.positions[1:]:
            return False  # 游戏结束
        
        # 添加新的蛇头
        self.positions.insert(0, new_head)
        
        # 如果不需要增长，则移除蛇尾
        if not self.grow:
            self.positions.pop()
        else:
            self.grow = False
            
        return True  # 继续游戏

    def change_direction(self, direction):
        # 防止直接反向移动
        if (direction[0] * -1, direction[1] * -1) == self.direction:
            return
        self.next_direction = direction

    def grow_snake(self):
        self.grow = True

    def draw(self, surface):
        for i, pos in enumerate(self.positions):
            color = GREEN if i == 0 else BLUE  # 蛇头绿色，身体蓝色
            rect = pygame.Rect(pos[0] * GRID_SIZE, pos[1] * GRID_SIZE, GRID_SIZE, GRID_SIZE)
            pygame.draw.rect(surface, color, rect)
            pygame.draw.rect(surface, BLACK, rect, 1)  # 绘制网格边框

知识点：

• 类的定义与实例化：面向对象编程
• 列表操作：insert添加元素，pop移除元素
• 模运算(%)：实现穿墙效果
• 条件判断：检查碰撞和方向变化
• 绘图函数：使用pygame.draw.rect绘制矩形

5. 定义食物类

class Food:
    def __init__(self):
        self.position = (0, 0)
        self.randomize_position()

    def randomize_position(self):
        self.position = (random.randint(0, GRID_WIDTH - 1), 
                         random.randint(0, GRID_HEIGHT - 1))

    def draw(self, surface):
        rect = pygame.Rect(self.position[0] * GRID_SIZE, 
                          self.position[1] * GRID_SIZE, 
                          GRID_SIZE, GRID_SIZE)
        pygame.draw.rect(surface, RED, rect)
        pygame.draw.rect(surface, BLACK, rect, 1)

知识点：

• 随机数生成：使用random.randint生成随机整数
• 类的方法：定义类的行为

6. 游戏主循环

def main():
    snake = Snake()
    food = Food()
    score = 0
    game_over = False

    # 游戏主循环
    while True:
        # 处理事件
        for event in pygame.event.get():
            if event.type == pygame.QUIT:
                pygame.quit()
                sys.exit()
            elif event.type == pygame.KEYDOWN:
                if game_over:
                    if event.key == pygame.K_RETURN:
                        # 重新开始游戏
                        snake = Snake()
                        food = Food()
                        score = 0
                        game_over = False
                else:
                    # 方向控制
                    if event.key == pygame.K_UP:
                        snake.change_direction(UP)
                    elif event.key == pygame.K_DOWN:
                        snake.change_direction(DOWN)
                    elif event.key == pygame.K_LEFT:
                        snake.change_direction(LEFT)
                    elif event.key == pygame.K_RIGHT:
                        snake.change_direction(RIGHT)

        if not game_over:
            # 更新游戏状态
            if not snake.update():
                game_over = True

            # 检查是否吃到食物
            if snake.get_head_position() == food.position:
                snake.grow_snake()
                food.randomize_position()
                # 确保食物不出现在蛇身上
                while food.position in snake.positions:
                    food.randomize_position()
                score += 1

        # 绘制游戏画面
        screen.fill(BLACK)
        snake.draw(screen)
        food.draw(screen)
        
        # 显示分数
        font = pygame.font.SysFont('arial', 20)
        score_text = font.render(f'得分: {score}', True, WHITE)
        screen.blit(score_text, (10, 10))
        
        # 游戏结束显示
        if game_over:
            font = pygame.font.SysFont('arial', 50)
            game_over_text = font.render('游戏结束!', True, WHITE)
            restart_text = font.render('按回车键重新开始', True, WHITE)
            screen.blit(game_over_text, (SCREEN_WIDTH // 2 - 100, SCREEN_HEIGHT // 2 - 50))
            screen.blit(restart_text, (SCREEN_WIDTH // 2 - 150, SCREEN_HEIGHT // 2 + 10))

        # 更新屏幕
        pygame.display.update()
        clock.tick(SNAKE_SPEED)  # 控制游戏速度

if __name__ == "__main__":
    main()

==总代码==

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

"""
Python贪吃蛇游戏
作者: Python游戏开发者
功能: 一个完整的贪吃蛇游戏，使用Pygame库开发
"""

import pygame
import sys
import random
import time

# 初始化pygame
pygame.init()

# 颜色定义 (R, G, B)
BLACK = (0, 0, 0)
WHITE = (255, 255, 255)
RED = (255, 0, 0)
GREEN = (0, 255, 0)
BLUE = (0, 0, 255)

# 游戏参数设置
SCREEN_WIDTH = 800
SCREEN_HEIGHT = 600
GRID_SIZE = 20
GRID_WIDTH = SCREEN_WIDTH // GRID_SIZE
GRID_HEIGHT = SCREEN_HEIGHT // GRID_SIZE
SNAKE_SPEED = 10  # 帧率控制

# 方向常量
UP = (0, -1)
DOWN = (0, 1)
LEFT = (-1, 0)
RIGHT = (1, 0)

# 创建游戏窗口
screen = pygame.display.set_mode((SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT))
pygame.display.set_caption('Python贪吃蛇')
clock = pygame.time.Clock()


class Snake:
    def __init__(self):
        self.positions = [(GRID_WIDTH // 2, GRID_HEIGHT // 2)]  # 蛇身体位置列表，初始在屏幕中央
        self.direction = RIGHT  # 初始方向向右
        self.next_direction = RIGHT  # 下一步方向
        self.grow = False  # 是否增长

    def get_head_position(self):
        return self.positions[0]  # 获取蛇头位置

    def update(self):
        # 更新方向
        self.direction = self.next_direction
        
        # 获取蛇头位置
        head = self.get_head_position()
        
        # 计算新的蛇头位置
        new_x = (head[0] + self.direction[0]) % GRID_WIDTH
        new_y = (head[1] + self.direction[1]) % GRID_HEIGHT
        new_head = (new_x, new_y)
        
        # 检查是否碰到自己
        if new_head in self.positions[1:]:
            return False  # 游戏结束
        
        # 添加新的蛇头
        self.positions.insert(0, new_head)
        
        # 如果不需要增长，则移除蛇尾
        if not self.grow:
            self.positions.pop()
        else:
            self.grow = False
            
        return True  # 继续游戏

    def change_direction(self, direction):
        # 防止直接反向移动
        if (direction[0] * -1, direction[1] * -1) == self.direction:
            return
        self.next_direction = direction

    def grow_snake(self):
        self.grow = True

    def draw(self, surface):
        for i, pos in enumerate(self.positions):
            color = GREEN if i == 0 else BLUE  # 蛇头绿色，身体蓝色
            rect = pygame.Rect(pos[0] * GRID_SIZE, pos[1] * GRID_SIZE, GRID_SIZE, GRID_SIZE)
            pygame.draw.rect(surface, color, rect)
            pygame.draw.rect(surface, BLACK, rect, 1)  # 绘制网格边框


class Food:
    def __init__(self):
        self.position = (0, 0)
        self.randomize_position()

    def randomize_position(self):
        self.position = (random.randint(0, GRID_WIDTH - 1), 
                         random.randint(0, GRID_HEIGHT - 1))

    def draw(self, surface):
        rect = pygame.Rect(self.position[0] * GRID_SIZE, 
                          self.position[1] * GRID_SIZE, 
                          GRID_SIZE, GRID_SIZE)
        pygame.draw.rect(surface, RED, rect)
        pygame.draw.rect(surface, BLACK, rect, 1)


def main():
    snake = Snake()
    food = Food()
    score = 0
    game_over = False

    # 游戏主循环
    while True:
        # 处理事件
        for event in pygame.event.get():
            if event.type == pygame.QUIT:
                pygame.quit()
                sys.exit()
            elif event.type == pygame.KEYDOWN:
                if game_over:
                    if event.key == pygame.K_RETURN:
                        # 重新开始游戏
                        snake = Snake()
                        food = Food()
                        score = 0
                        game_over = False
                else:
                    # 方向控制
                    if event.key == pygame.K_UP:
                        snake.change_direction(UP)
                    elif event.key == pygame.K_DOWN:
                        snake.change_direction(DOWN)
                    elif event.key == pygame.K_LEFT:
                        snake.change_direction(LEFT)
                    elif event.key == pygame.K_RIGHT:
                        snake.change_direction(RIGHT)

        if not game_over:
            # 更新游戏状态
            if not snake.update():
                game_over = True

            # 检查是否吃到食物
            if snake.get_head_position() == food.position:
                snake.grow_snake()
                food.randomize_position()
                # 确保食物不出现在蛇身上
                while food.position in snake.positions:
                    food.randomize_position()
                score += 1

        # 绘制游戏画面
        screen.fill(BLACK)
        snake.draw(screen)
        food.draw(screen)
        
        # 显示分数
        font = pygame.font.SysFont('arial', 20)
        score_text = font.render(f'得分: {score}', True, WHITE)
        screen.blit(score_text, (10, 10))
        
        # 游戏结束显示
        if game_over:
            font = pygame.font.SysFont('arial', 50)
            game_over_text = font.render('游戏结束!', True, WHITE)
            restart_text = font.render('按回车键重新开始', True, WHITE)
            screen.blit(game_over_text, (SCREEN_WIDTH // 2 - 100, SCREEN_HEIGHT // 2 - 50))
            screen.blit(restart_text, (SCREEN_WIDTH // 2 - 150, SCREEN_HEIGHT // 2 + 10))

        # 更新屏幕
        pygame.display.update()
        clock.tick(SNAKE_SPEED)  # 控制游戏速度


if __name__ == "__main__":
    main() 

知识点：

• 事件处理：捕获键盘输入和窗口关闭事件
• 游戏状态管理：跟踪游戏是否结束
• 碰撞检测：检查蛇头是否碰到食物
• 文本渲染：显示分数和游戏结束信息
• 主循环控制：使用时钟控制游戏帧率
• if __name__ == "__main__" 结构：确保代码作为主程序运行时才执行

🎮 游戏功能

1. 基础玩法：

   • 使用方向键控制蛇的移动
   • 吃到食物后蛇身增长，得分增加
   • 碰到自己身体游戏结束
   • 支持穿墙功能

2. 游戏界面：

   • 显示当前得分
   • 游戏结束提示
   • 支持重新开始

🔍 进阶知识点

1. 游戏循环模式：

   • 输入处理 → 状态更新 → 渲染 → 循环

2. 面向对象编程：

   • 封装：将蛇和食物的属性和行为封装在类中
   • 继承：可以扩展为更复杂的游戏对象
   • 多态：不同对象可以有自己的绘制方法

3. 碰撞检测算法：

   • 基于网格的简单碰撞检测

4. 状态管理：

   • 游戏状态(进行中/结束)的管理
   • 重置游戏状态

📝 总结

通过这个贪吃蛇游戏项目，我们学习了以下Python编程知识：

1. Pygame库的基本使用
2. 面向对象编程思想
3. 游戏循环和状态管理
4. 事件处理机制
5. 碰撞检测算法
6. 随机数生成
7. 图形绘制和文本渲染
8. 键盘输入处理

这个项目是Python游戏开发的良好起点，掌握了这些基础知识后，你可以尝试开发更复杂的游戏或者对现有游戏进行扩展。

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💡 编程小贴士：游戏开发是学习编程的绝佳方式，它结合了算法、数据结构、图形、音频等多方面知识，同时能给你带来成就感和乐趣。