项目代码阅读记录
这个栏目将会总结我在学习过程中阅读过的项目代码的总结和记录。
文章目录
- 项目代码阅读记录
- 一、全局变量
- 二、主函数main
- 二、runGame()
- 三、余下函数
- 1. getNewBoard()
- 2.def isBoardFull(board)
- 3.def getHumanMove(board, isFirstMove):
- 4.def isValidMove(board, column)
- 5.def animateDroppingToken(board, column, color)
- 6.def getLowestEmptySpace(board, column)
- 7.def isWinner(board, tile)
- 8、def getComputerMove(board)
- 9.def getPotentialMoves(board, tile, depth)
- 10.def animateComputerMoving(board, column)
- 11.def drawBoard(board, extraToken=None)
- 12.def makeMove(board, player, column)
一、全局变量
BOARDWIDTH = 7 # 棋子盘的宽度栏数
BOARDHEIGHT = 6 # 棋子盘的高度栏数
assert BOARDWIDTH >= 4 and BOARDHEIGHT >= 4, 'Board must be at least 4x4.'
#if not expression:
# raise AssertionError(arguments)
#assert语句可以等价为此
#python assert断言是声明其布尔值必须为真的判定，如果发生异常就说明表达示为假。
#可以理解assert断言语句为raise-if-not，用来测试表示式，其返回值为假，就会触发异常。
DIFFICULTY = 2 # 难度系数，计算机能够考虑的移动级别
#这里2表示，考虑对手走棋的7种可能性及如何应对对手的7种走法
SPACESIZE = 50 # 棋子的大小
FPS = 30 # 屏幕的更新频率，即30/s
#所谓的FPS其实就是指游戏画面刷新帧频（游戏画面刷新频率），也就是说游戏中每秒钟能够绘制多少次图像。
# 我们看到的动画其实就是一系列的图片快速的刷新产生的，每秒钟帧数越多，所显示的动作就会越流畅
WINDOWWIDTH = 640 # 游戏屏幕的宽度像素
WINDOWHEIGHT = 480 # 游戏屏幕的高度像素
XMARGIN = int((WINDOWWIDTH - BOARDWIDTH * SPACESIZE) / 2)#X边缘坐标量，即格子栏的最左边
YMARGIN = int((WINDOWHEIGHT - BOARDHEIGHT * SPACESIZE) / 2)#Y边缘坐标量，即格子栏的最上边
BRIGHTBLUE = (0, 50, 255)#蓝色
WHITE = (255, 255, 255)#白色
BGCOLOR = BRIGHTBLUE
TEXTCOLOR = WHITE
RED = 'red'
BLACK = 'black'
EMPTY = None
HUMAN = 'human'
COMPUTER = 'computer'在这里定义了一些游戏框架的基本变量，如棋子盘的参数，棋子的参数，边缘坐标参数，颜色，游戏的难度等等…
二、主函数main
def main():
global FPSCLOCK, DISPLAYSURF, REDPILERECT, BLACKPILERECT, REDTOKENIMG
global BLACKTOKENIMG, BOARDIMG, ARROWIMG, ARROWRECT, HUMANWINNERIMG
global COMPUTERWINNERIMG, WINNERRECT, TIEWINNERIMG
pygame.init()
FPSCLOCK = pygame.time.Clock()
#初始化游戏窗口，创建一个对象来帮助跟踪时间
DISPLAYSURF = pygame.display.set_mode((WINDOWWIDTH, WINDOWHEIGHT))
#游戏窗口标题， 初始化一个准备显示的窗口或屏幕
pygame.display.set_caption('Four in a Row')
#设置窗口说明文字
REDPILERECT = pygame.Rect(int(SPACESIZE / 2), WINDOWHEIGHT - int(3 * SPACESIZE / 2), SPACESIZE, SPACESIZE)
#创建窗口左下和右下角的棋子
#Rect 是用于存储矩形坐标的 Pygame 对象。
BLACKPILERECT = pygame.Rect(WINDOWWIDTH - int(3 * SPACESIZE / 2), WINDOWHEIGHT - int(3 * SPACESIZE / 2), SPACESIZE, SPACESIZE)
#载入红色棋子图片
REDTOKENIMG = pygame.image.load('images/4rowred.png')
#将红色棋子图片缩放为SPACESIZE
#pygame.transform.smoothscale - 平滑地将曲面缩放到任意大小
REDTOKENIMG = pygame.transform.smoothscale(REDTOKENIMG, (SPACESIZE, SPACESIZE))
#黑色棋子
BLACKTOKENIMG = pygame.image.load('images/4rowblack.png')
#将黑色棋子图片缩放为SPACESIZE
BLACKTOKENIMG = pygame.transform.smoothscale(BLACKTOKENIMG, (SPACESIZE, SPACESIZE))
#载入棋子面板图片
BOARDIMG = pygame.image.load('images/4rowboard.png')
#将棋子面板图片缩放为SPACESIZE
BOARDIMG = pygame.transform.smoothscale(BOARDIMG, (SPACESIZE, SPACESIZE))
#载入人胜利时图片
HUMANWINNERIMG = pygame.image.load('images/4rowhumanwinner.png')
#载入AI胜利时图片
COMPUTERWINNERIMG = pygame.image.load('images/4rowcomputerwinner.png')
#载入平局图片
TIEWINNERIMG = pygame.image.load('images/4rowtie.png')
#返回Rect实例
WINNERRECT = HUMANWINNERIMG.get_rect()
#游戏窗口中间位置坐标
WINNERRECT.center = (int(WINDOWWIDTH / 2), int(WINDOWHEIGHT / 2))
#载入操作提示图片
ARROWIMG = pygame.image.load('images/4rowarrow.png')
#返回Rect实例
ARROWRECT = ARROWIMG.get_rect()
#操作提示的左位置
ARROWRECT.left = REDPILERECT.right + 10
#将操作提示与下方红色棋子实例在纵向对齐
ARROWRECT.centery = REDPILERECT.centery
isFirstGame = True
while True:
runGame(isFirstGame)
isFirstGame = False在主函数中，大部分的代码都是在描述设置一些实体信息，例如载入图片，设置Rect对象等等。在最后设置了一个isFirstGame，根据是否是第一局游戏的判断对接下来的游戏步骤产生影响，运行rungame()，由此可见，rungame()函数才是游戏得以运行的实体程序。
二、runGame()
def runGame(isFirstGame):
if isFirstGame:
turn = COMPUTER #先手
showHelp = True #提示图片
else:
if random.randint(0, 1) == 0:
#在零和一之间随机选取一个数字
turn = COMPUTER
#若随机数是零则电脑是先手
else:
turn = HUMAN
showHelp = False
#第二局不展示帮助
mainBoard = getNewBoard()
while True:
if isBoardFull(mainBoard):
winnerImg = TIEWINNERIMG
break
if turn == HUMAN:
getHumanMove(mainBoard, showHelp)
if showHelp:
showHelp = False
if isWinner(mainBoard, RED):
winnerImg = HUMANWINNERIMG
break
turn = COMPUTER
else:
column = getComputerMove(mainBoard)
animateComputerMoving(mainBoard, column)
makeMove(mainBoard, BLACK, column)
if isWinner(mainBoard, BLACK):
winnerImg = COMPUTERWINNERIMG
break
turn = HUMAN
while True:
drawBoard(mainBoard)
DISPLAYSURF.blit(winnerImg, WINNERRECT)
pygame.display.update()
FPSCLOCK.tick()
for event in pygame.event.get():
if event.type == QUIT or (event.type == KEYUP and event.key == K_ESCAPE):
#如果用户按到这些键，游戏停止
pygame.quit()
sys.exit()
elif event.type == MOUSEBUTTONUP:
#松开鼠标键
return
三、余下函数
1. getNewBoard()
产生值为空的BOARDHEIGHT*BOARDWIDTH的矩阵
def getNewBoard():
board = []
for x in range(BOARDWIDTH):
board.append([EMPTY] * BOARDHEIGHT)
return board #返回board列表，其值为BOARDHEIGHT数量的None
#产生值为空的BOARDHEIGHT*BOARDWIDTH的矩阵2.def isBoardFull(board)
逐个检查矩阵的每一个以便于判断矩阵有没有放满
def isBoardFull(board):
for x in range(BOARDWIDTH):
for y in range(BOARDHEIGHT):
if board[x][y] == EMPTY:
return False
return True
#逐个检查矩阵的每一个以便于判断矩阵有没有放满3.def getHumanMove(board, isFirstMove):
判断人对棋子所做的事件并作出一系列反应。
def getHumanMove(board, isFirstMove):
draggingToken = False #拖动
tokenx, tokeny = None, None
while True:
# pygame.event.get()来处理所有的事件
for event in pygame.event.get():
#停止，退出
if event.type == QUIT:
pygame.quit()
sys.exit()
#如果事件类型为鼠标按下，notdraggingToken为True，鼠标点击的位置在REDPILERECT里面
elif event.type == MOUSEBUTTONDOWN and not draggingToken and REDPILERECT.collidepoint(event.pos):
#evebt.pos 鼠标坐标
draggingToken = True
tokenx, tokeny = event.pos
#如果开始拖动了红色棋子
elif event.type == MOUSEMOTION and draggingToken:
#更新被拖拽的棋子的位置
tokenx, tokeny = event.pos
elif event.type == MOUSEBUTTONUP and draggingToken:
#如果棋子被拖拽在board的正上方
if tokeny < YMARGIN and tokenx > XMARGIN and tokenx < WINDOWWIDTH - XMARGIN:
#根据棋子的x坐标确定棋子会落的列(0,1...6)
column = int((tokenx - XMARGIN) / SPACESIZE)
if isValidMove(board, column):
#棋子掉落，显示掉落效果
animateDroppingToken(board, column, RED)
#将空格中最下面的格子设为红色
board[column][getLowestEmptySpace(board, column)] = RED
#落入的格子中划红色棋子
drawBoard(board)
#窗口更新
pygame.display.update()
return
tokenx, tokeny = None, None
draggingToken = False
if tokenx != None and tokeny != None:
#如果拖动了棋子,则显示拖动的棋子，并且通过调整x,y的坐标使拖动时，鼠标始终位于棋子的中心位置。
drawBoard(board, {'x':tokenx - int(SPACESIZE / 2), 'y':tokeny - int(SPACESIZE / 2), 'color':RED})
else:
#当为无效移动时，鼠标松开后，因为此时board中所有格子的值均为none
#调用drawBoard时，进行的操作是显示下面的两个棋子，相当于棋子回到到开始拖动的地方
drawBoard(board)
if isFirstMove:
#AI先走，显示提示操作图片
DISPLAYSURF.blit(ARROWIMG, ARROWRECT)
pygame.display.update()
FPSCLOCK.tick()4.def isValidMove(board, column)
判断此步的移动是否是有效的。
def isValidMove(board, column):
if column < 0 or column >= (BOARDWIDTH) or board[column][0] != EMPTY:
return False
return True5.def animateDroppingToken(board, column, color)
显示掉落的动画。
def animateDroppingToken(board, column, color):
x = XMARGIN + column * SPACESIZE #定位掉落位置的坐标，此时默认为第n列最下面
y = YMARGIN - SPACESIZE
dropSpeed = 1.0#棋子降落的速度
lowestEmptySpace = getLowestEmptySpace(board, column)#获得此时最低的空位置
while True:
y += int(dropSpeed)#y的坐标以dropSpeed叠加
dropSpeed += 0.5#dropSpeed也在加速，即棋子下落的加速度为0.5
#判断到达最下面的空格
if int((y - YMARGIN) / SPACESIZE) >= lowestEmptySpace:
return
#y不断变化，不断绘制红色棋子，形成不断降落的效果
drawBoard(board, {'x':x, 'y':y, 'color':color})
pygame.display.update()
FPSCLOCK.tick()6.def getLowestEmptySpace(board, column)
循环查找最低的空格子。
def getLowestEmptySpace(board, column):
for y in range(BOARDHEIGHT-1, -1, -1):
if board[column][y] == EMPTY:
return y
return -17.def isWinner(board, tile)
暴力扫描棋盘中的棋子判断是否是四种获胜方法的其中一种。
def isWinner(board, tile):
for x in range(BOARDWIDTH - 3):
for y in range(BOARDHEIGHT):
if board[x][y] == tile and board[x+1][y] == tile and board[x+2][y] == tile and board[x+3][y] == tile:
return True
for x in range(BOARDWIDTH):
for y in range(BOARDHEIGHT - 3):
if board[x][y] == tile and board[x][y+1] == tile and board[x][y+2] == tile and board[x][y+3] == tile:
return True
for x in range(BOARDWIDTH - 3):
for y in range(3, BOARDHEIGHT):
if board[x][y] == tile and board[x+1][y-1] == tile and board[x+2][y-2] == tile and board[x+3][y-3] == tile:
return True
for x in range(BOARDWIDTH - 3):
for y in range(BOARDHEIGHT - 3):
if board[x][y] == tile and board[x+1][y+1] == tile and board[x+2][y+2] == tile and board[x+3][y+3] == tile:
return True
return False8、def getComputerMove(board)
获取电脑的移动。
def getComputerMove(board):
potentialMoves = getPotentialMoves(board, BLACK, DIFFICULTY)
bestMoves = []
bestMoveFitness = -BOARDWIDTH
for i in range(len(potentialMoves)):
if potentialMoves[i]>bestMoveFitness and isValidMove(board,i):
bestMoveFitness = potentialMoves[i]
for i in range(len(potentialMoves)):
if potentialMoves[i] == bestMoveFitness and isValidMove(board, i):
bestMoves.append(i)
return random.choice(bestMoves)9.def getPotentialMoves(board, tile, depth)
分析对手潜在的移动轨迹。
def getPotentialMoves(board, tile, depth):
if depth == 0 or isBoardFull(board):
return [0] * BOARDWIDTH
#确定对手棋子颜色
if tile == RED:
enemyTile = BLACK
else:
enemyTile = RED
#初始一个潜在的移动列表，其数值全部为0
potentialMoves = [0] * BOARDWIDTH
for firstMove in range(BOARDWIDTH):
#对每一栏进行遍历，将双方中的任一方的移动称为firstMove
#则另外一方的移动就称为对手，counterMove。
#这里我们的firstMove为AI，对手为玩家。
dupeBoard = copy.deepcopy(board)#可换成回溯的方式，那样就不用每次都深拷贝了
#这里用深复制是为了让board和dupeBoard不互相影响
if not isValidMove(dupeBoard, firstMove):
continue
#如果是有效移动，则设置相应的格子颜色
makeMove(dupeBoard, tile, firstMove)
if isWinner(dupeBoard, tile):
potentialMoves[firstMove] = 1
#获胜的棋子自动获得一个很高的数值来表示其获胜的几率
#数值越大，获胜可能性越大，对手获胜可能性越小。
break
#不要干扰计算其他的移动
else:
if isBoardFull(dupeBoard):
#如果dupeBoard中没有空格，无法移动
potentialMoves[firstMove] = 0
else:
for counterMove in range(BOARDWIDTH):
#考虑对手移动
dupeBoard2 = copy.deepcopy(dupeBoard)
if not isValidMove(dupeBoard2, counterMove):
continue
makeMove(dupeBoard2, enemyTile, counterMove)
#玩家获胜
if isWinner(dupeBoard2, enemyTile):
potentialMoves[firstMove] = -1
break
else:
#递归调用
results = getPotentialMoves(dupeBoard2, tile, depth - 1)
potentialMoves[firstMove] += (sum(results)*1.0 / BOARDWIDTH) / BOARDWIDTH #求适应度fitness
return potentialMoves10.def animateComputerMoving(board, column)
def animateComputerMoving(board, column):
x = BLACKPILERECT.left
y = BLACKPILERECT.top
speed = 1.0
while y > (YMARGIN - SPACESIZE):
y -= int(speed)
speed += 0.5
drawBoard(board, {'x':x, 'y':y, 'color':BLACK})
pygame.display.update()
FPSCLOCK.tick()
y = YMARGIN - SPACESIZE
speed = 1.0
while x > (XMARGIN + column * SPACESIZE):
x -= int(speed)
speed += 0.5
drawBoard(board, {'x':x, 'y':y, 'color':BLACK})
pygame.display.update()
FPSCLOCK.tick()
animateDroppingToken(board, column, BLACK)11.def drawBoard(board, extraToken=None)
def drawBoard(board, extraToken=None):
#DISPLAYSURF 是我们的界面，在初始化变量模块中有定义
DISPLAYSURF.fill(BGCOLOR)#将游戏窗口背景色填充为蓝色
spaceRect = pygame.Rect(0, 0, SPACESIZE, SPACESIZE)#创建Rect实例
for x in range(BOARDWIDTH):
#确定每一列中每一行中的格子的左上角的位置坐标
for y in range(BOARDHEIGHT):
spaceRect.topleft = (XMARGIN + (x * SPACESIZE), YMARGIN + (y * SPACESIZE))
#x =0,y =0时，即第一列第一行的格子。
if board[x][y] == RED:#如果格子值为红色
#则在在游戏窗口的spaceRect中画红色棋子
DISPLAYSURF.blit(REDTOKENIMG, spaceRect)
elif board[x][y] == BLACK: #否则画黑色棋子
DISPLAYSURF.blit(BLACKTOKENIMG, spaceRect)
# extraToken 是包含了位置信息和颜色信息的变量
# 用来显示指定的棋子
if extraToken != None:
if extraToken['color'] == RED:
DISPLAYSURF.blit(REDTOKENIMG,(extraToken['x'],
extraToken['y'], SPACESIZE, SPACESIZE))
elif extraToken['color'] == BLACK:
DISPLAYSURF.blit(BLACKTOKENIMG, (extraToken['x'], extraToken['y'], SPACESIZE, SPACESIZE))
# 画棋子面板
for x in range(BOARDWIDTH):
for y in range(BOARDHEIGHT):
spaceRect.topleft = (XMARGIN + (x * SPACESIZE), YMARGIN + (y * SPACESIZE))
DISPLAYSURF.blit(BOARDIMG, spaceRect)
# 画游戏窗口中左下角和右下角的棋子
DISPLAYSURF.blit(REDTOKENIMG, REDPILERECT) # 左边的红色棋子
DISPLAYSURF.blit(BLACKTOKENIMG, BLACKPILERECT) # 右边的黑色棋子12.def makeMove(board, player, column)
移动。
def makeMove(board, player, column):
lowest = getLowestEmptySpace(board, column)
if lowest != -1:
board[column][lowest] = player
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