Python编程入门：一天学会制作贪吃蛇游戏

Python教程：1天教你学会用Python实现「贪吃蛇」游戏~

学习Python实现贪吃蛇游戏将是你理解Python语言的一次有趣的实践。
让我们一起探讨如何将编程变成乐趣，而不仅仅是技术学习。
回顾我们的童年，动画片和游戏是我们快乐的源泉。
现在，借助Python这一强大的编程语言，我们可以重现儿时记忆中的贪吃蛇游戏。
使用第三方Python库和框架，例如freegames和turtles，我们将深入学习如何实现喂养和移动随机生成的蛇的游戏逻辑。
本课程旨在注重趣味学习，引导大家快速掌握Python的技术知识。
我们将在课程中探讨：1.如何安装Python的第三方库，为我们的游戏提供更多功能。
2.使用Turtle绘图框架可以让我们直观地在屏幕上绘制贪婪的蛇和食物。
3.Freegames游戏实现框架，通过它我们将构建一个完整的贪吃蛇游戏。
我们的主要讲师，Mr.刘老师，金牌讲师，拥有丰富的软件开发和教学经验。
他的教学风格以实践为导向，理论与实践紧密结合。
您将从他的课程中获得深入的Python知识，并在实践中提高您解决问题的能力。
赶快加入今晚的课程，一起来探索Python世界中贪吃蛇游戏的奥秘吧！

如何用Python写一个贪吃蛇AI

简介

这两天在网上看到一张让人眯眼的图片。
我想大多数人都玩过。
但如果这只是一场贪吃蛇游戏，那就没有什么令人兴奋的了。
事情的要点是，图中看到的贪吃蛇确实很贪吃。
作为一个CSer，首先想到的就是这个东西可以通过写程序来实现（因为普通人做不到，关键是让程序来做）。
如何编写程序来实现，应该使用哪种算法？既然你开始思考了，那就开始行动吧。
因为Talkischeap需要showmethecode。
（跟老鼠叔叔学的）

开始之前，我们再看一下让人站起来的贪吃蛇：（如果下面的动态图效果不太好，那么可以右键保存看看）

语言选择

LifeIsShort，使用Python！于是，我就没有多想，直接上Python了。

初步版本

让你的程序先运行

首先，我们要做的第一件事还不是分析问题。
你应该先写一个可以运行的贪吃蛇游戏，然后再考虑AI部分。
这个应该很简单，cc++只需要一百行左右的代码（如果我没记错的话，没有复杂的界面，直接在控制台下运行就可以了），Python就更简单了，去掉注释和空行5、60行代码，就这样。
而且，最重要的是，这东西绝对是它已被广泛撰写。
无需重新发明轮子，只需获取副本并根据需要进行修改即可。

简单版本

我认为直接编写正确的版本不是一个好主意。
因为理想的版本往往需要考虑的东西很多，所以直接写出来通常会充满bug。
所以，我一开始的目标只是让程序控制蛇的动作，让它吃食物，仅此而已。
现在让我们陈述基本问题：

1

2

在一个长方形里，每时每刻都有一顿饭。
贪婪的蛇必须在不伤害自己的情况下找到出路。

这不一定是最佳选择。
），然后沿着这条路跑去享受它的美味食物

我们不要考虑蛇变长的事实，好吧，问题基本上，你有一个起点（蛇的头）和一个终点（食物）。
你必须避开障碍物（蛇体）并找到一条从起点到终点的可行路径。
我们可以使用的方法有：

BFS

DFS

A*

只要有选择，大多数都会选择先简单解决，我们当前的目标是先运行程序，优化是事后的想法。
那么，让我们从BFS开始。
我们首先将蛇头的位置放入队列中，然后直到队列为空时，我们将蛇头的位置删除，然后将其四个区域中的4个点放入队列中，然后循环操作将继续直到我们到达食物情况。
在这个过程中，我们需要注意以下几点：1、访问所取得的积分将不再被访问。
2.保存每个点的原点节点（即每个位置到达它的位置，以便我们找到可行路径）。
3、蛇身和四壁的地方是难以接近的。

通过BFS找到食物后，你要做的就是让蛇沿着可能的路径走。
这个简单的版本写完之后，蛇就可以快乐的跑一段时间了。
看一下图：（丑陋的感觉来自于录屏软件＠_＠）

为了尽可能简单，我直接在终端来绘制。
从上面的动态图可以看出，每次都简单地使用BFS最终会导致Snake有一天因为这种粗心和短视的行为而陷入困境。
而且，即便如此，它也只会使用BFS作为策略，因为它此刻看不到目标（食物），它认为这就是它这一生的样子，最终会达到某点它的生命会在某个点停止，不再前进。
（我喜欢讲哲学。
这是一条多么愚蠢的蛇，如果你不多教它一点，它几分钟后就会死掉。
所以，顾名思义，我写了一个Wander函数，名为SnakeTrouble。
）当你陷入困境时，不要再让他成为好朋友，而要让他出去玩，放松一下，思考生活或其他事情，就像你在旅行或其他事情中感到困惑和迷失方向时去工作一样。
当你回来时，你会突然发现地面是平的，房子是可见的

漫游函数可以用任何方式编写，但一定有优点和缺点。
我写了两个版本，一种是在可行范围内向随机方向采取随机步骤。
也就是说，蛇每次移动的方向是随机的，它所走的总步数也是随机的。
逛完再去BFS看看能不能吃，大家就皆大欢喜了。
如果这不起作用，说明你没有足够的时间思考人生，所以再尝试一下流浪吧。
这个过程循环进行。
但就像“随机过程随机通过”一样，如果你“随机徘徊，你就会随机死亡”。
懂得漫步的蛇实际上可以向前移动几步。
但有一天，它会突然结束。
遇到麻烦是可以的，但是当你陷入困境时，就没有回头路了。
因此，对于漫游​​函数的第二个版本，我让贪婪蛇保持贪婪直到最后。
BFS无解后，告诉蛇若干步（步数是随机生成的），让它在空白区域以S形步态行走。
这次的行动方向不是随意的，而是有组织、有纪律的。
我们先看图，再说说它的问题：

是的，终于写完了。
即使是S形的动作也无法阻止蛇的死亡。
贪吃蛇依靠S形运动可以存活一段时间，但是因为它的策略是：

1

2

3

4

5

当未按下ESC键时：

如果有是蛇和食物之间的路径：

顶部边走边吃食物

否则：

闲逛一会儿

问题是蛇会挡在自己之间和食物，二话不说就跑去吃食物。
这还没有考虑到吃完食物后产生的位置（蛇身体的布局）可以彻底杀死你。
（比如进入一个被自己蛇身包围的狭小封闭空间）

因此，蛇要想生存得更久，就需要更有远见。

预见版本

我们现在有了一个低级版本，可以更好地理解问题。
现在是进行更仔细、更严格分析的时候了。
首先，我们列几个问题：（就像头脑风暴一样，想到什么就写下来）

如果蛇和食物之间有路径的话，不建议直接吃食物。
该怎么办？

如果蛇去吃东西并且布局安全，它应该直接吃食物吗？（是否最优？）

如何定义一个布局是否安全？

如果蛇和食物之间没有路径怎么办？

最短路径是最优的吗？（显然不是这样的）

那么，如果布局是安全的，那么最短路径是不是最优的呢？

除了最短路线我们还能怎么走？S码？最长的？

如何处理蛇不断变长的问题？

食物随机出现，难不成是布局无解？

暴力破解能否获得最优序列？（让贪吃的蛇吃尽可能多的食物）

只要你想一想，问题就很多了。
这个时候，让我们用流程化的思维，回答上面的问题来梳理一下思路。
一开始，蛇非常小（初始长度为1），它看到食物，并使用BFS找到矩形内每个位置到达食物的最短路径长度。
如果没有蛇身的阻挡，这就是到曼哈顿的距离。
然后，我必须决定蛇去那里是否安全。
所以我需要一条虚拟蛇，它负责每次寻找路径。
只有在安全的情况下才让真正的蛇逃走。
当然，虚拟蛇不会被绘制出来，它只负责模拟路径探索。
那么，如何将布局定义为安全的呢？如果你仔细观察文章开头的动态图中蛇的疯狂动作，你会发现，尽管最后蛇的身体很长，但它仍然毫无问题地让开。
而且，他还追着蛇尾巴！好吧，其实也不难解释，在蛇的运动过程中，蛇的身体被消耗，蛇尾巴后面总会出现新的地方。
蛇小的时候不要紧，但是当蛇长大的时候，你就会发现，想要生存，基本上就得追蛇的尾巴。
想想你在追蛇尾巴的同时是否可以安全地吃东西。
（下图是一定的BFS后得到的布局。
0代表食物，数字代表距离食物位置的距离，+号代表蛇头，*-号代表蛇的身体，-号代表蛇的尾巴，#号代表空间，外面一圈#号代表墙）

1

2

3

4

5

6

7

#01234#

#123#5#

#234-6#

#3+**7#

#45678#

######

经过上面的分析，我们就可以定义布局是否安全，比如是否是蛇。
可以跟随尾巴的运动，也就是蛇吃完食物后，有什么办法让蛇它位于蛇的头部和尾部之间，所以我认为它是安全的。

好的，继续。
真蛇派虚拟蛇探路，吃完后发现布局安全。
好吧，真正的蛇直接向食物走去。
等等，这是一个好的策略吗？未必。
因为每当蛇移动时，布局就会发生变化。
布局的改变意味着可能有更好的解决方案。
例如，由于蛇吃掉了自己的尾巴，原本需要绕圈才能吃的食物突然变得对蛇来说是可见的。
因此，更好的做法是在真蛇行动后重新启动BFS。
然后在离开前做出与上述相同的安全决定。

接下来让我们考虑一下如果蛇和食物之间没有路径会发生什么？方法其实上面已经解释过了，顺着蛇尾巴走就可以了。
只要蛇和食物之间没有路径，蛇就会一直追着蛇的尾巴。
同样，由于每次移动时布局都会改变，因此每次移动时都会重做BFS以获得最新的布局。

好吧，问题又来了。
如果蛇和食物如果蛇和蛇尾巴之间没有路径怎么办？我别无选择，只能选择一条可行的路。
还是一样的原理，一步一步更新布局，然后判断蛇和食物之间是否有安全路径，如果没有，蛇头和蛇尾之间是否有。
方式;,如果没有，请采取其他可行的步骤。

上面列出的许多问题都涉及蛇的运动策略。
一般我们会让蛇每次都走最短路径。
当蛇去吃东西时会发生这种情况，但当蛇追着自己的尾巴时，它就不能这样想了。
我们希望蛇头在追逐蛇尾的同时移动得尽可能慢。
这样可以在蛇头和蛇尾之间创造更多的空间。
只有拥有更大的空间才能发展。
因此，蛇的移动策略主要分为两种：

1

2

1.当目标是食物时，走最短路线

2。
当目标是蛇的尾巴时，走最长的路

怎么样？第三位置？当无法到达食物或蛇尾时，只需选择当前可行的动作即可，最短或最长并不重要。
至于人为地将蛇扭曲成S形，我认为这不是一个好的策略，它的问题在原始版本中已经分析过。
（当然，除非你想用最无损的版本，那就是完全忽略食物，让蛇继续移动，然后爬上墙。
）旁边留有一条走廊。
这样蛇总能一次性吃完所有的食物，然后就占满了整个空间，但是无聊到没有意义）

还有一个上面提到的问题。
：因为食物是随机出现的，这可能吗？那有没有解决办法呢？答案是肯定的。
我运行程序，将各个布局输出到日志中，发现情况会是这样的：

1

2

3

4

5

6

7

#####

#*****#

#**-0*#

#**#+*#

#*****#

#********#

########

其中，+号为蛇头，-号为蛇头蛇的头是蛇尾，*号是蛇的身体，0是食物，#号代表空间，#号代表外面的墙壁。
这样的布局下，食物已经到了蛇的头前，但是它能吃吗？不能！因为吃完食物后，它的长度增加1，而蛇头的长度会加0。
填充设置后，布局变成：

1

2

3

4

5

6

7

#######

#****##

#**-+*#

#**#**#

#*****#

#****#

######

此时，由于蛇的长度增加了1，所以它的尾巴不动，蛇的头自己旋转，悬在周围。
但是，我们仍然有一个空网格#尚未填充。
根据我们之前教给蛇的策略，面对这种情况，蛇的头只会一直追着蛇的尾巴，每当它和食物之间有一条路径时，它就会让虚拟蛇再次奔跑并找到它。
莱加收到的新布局没有安全感，所以他没有吃食物，而是继续追着蛇的尾巴。
然后他就继续跑。
无限循环，直到按ESC键。

由于食物是随机出现的返回，所以上面可能是一个未解决的布局。
当然，你也可以得到一个圆满的结局，蛇填满了整个矩形。

上面的最后一个问题是暴力法能否得到最优序列。
从上面的分析来看这是可以实现的，但是不能保证一定能实现。

最后看一下望远镜蛇是如何移动的：

矩形的大小为10*20，除了外边框，为8*18.Linux下录屏然后转成GIF格式图片后，优化前的大小超过40MB，这其实是和Windows无法比拟的。
当使用以下命令进行优化时，感觉系统正在用生命进行优化：

Shell

1

convertoutput.gif-fuzz10%-layersOptimizeoptimized.gif

最后得到了WindowsFound下使用AE合成的动态图像，使用图片序列3次五乘二（记得在FormatOptions中选择Looping，否则图片不会循环运行）

最后但并非最不重要的

如果您对源代码感兴趣，请查看以下点击链接：Codegoeshere

另外，本文中的snake程序使用了curses模块，类Unix系统默认安装，使用该模块的windows童鞋需要安装并发送地址：如果需要骂人请戳我

上面的代码还是可以改进的（目前注释不到300行，还可以）优化也可以少一些），也可以做到使用pygame或pyglet库，使界面更加美观，享受！

python贪吃蛇的源代码（简单的小游戏）

简单易懂的Python贪吃蛇源码示例，快速了解游戏实现细节：让我们开始编写Python贪吃蛇游戏代码，简单易懂，适合初学者参考：此HTML代码片段包含Python贪吃蛇游戏代码基本框架包括初始化pygame、处理事件、控制游戏循环和游戏结束逻辑。
有兴趣学习的朋友可以直接以这段代码为起点进行理解和拓展。