Файл: Игра 3 в ряд на языке Python по дисциплине Языки и системы программирования. Данная программа осуществляет вывод на экран случайным образом расположенных объектов разного цвета и дальнейшие варианты их взаимодействия.docx

Сделать презентацию

Скачать файл (0,29Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 07.11.2023

Просмотров: 942

Скачиваний: 20

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Поэтому, если мы будем запускать скрипт message.py отдельно, сам по себе, то Python присвоит переменной __name__ значение __main__, далее в выражении if вызовет функцию main из этого же файла.Однако если мы будем запускать другой скрипт, а этот - message.py - будем подключать в качестве вспомогательного, для message.py переменная __name__ будет иметь значение message. И соответственно метод main в файле message.py не будет работать.Данный подход с проверкой имени модуля является более рекомендуемым подходом, чем просто вызов метода main. [3]1.5. Выражения PythonВ современных языках программирования принято производить большую часть обработки данных в выражениях. Синтаксис выражений у многих языков программирования примерно одинаков. Синтаксис выражений Python не удивит программиста чем-то новым. (Разве что цепочечные сравнения могут приятно порадовать.) Приоритет операций показан в таблице (в порядке уменьшения). Для унарных операций х обозначает операнд. Ассоциативность операций в Python -слева направо.Таблица 1.2. - Выражения Python

Операция	Название
lambda	Лямбда-выражение
or	Логическое ИЛИ
and	Логическое И
not x	Логическое НЕ
in, not in	Проверка принадлежности
is, is not	Проверка идентичности
<,<=,>,>=,!=, ==	Сравнения
^	Побитовое исключающее ИЛИ
&	Побитовое И
<<, >>	Побитовые сдвиги
+,-	Сложение и вычитание
*, /, %	Умножение, деление, остаток
+x, -x	Определение и смена знака
x	Побитовое НЕ
**	Возведение в степень
x.атрибут	Ссылка на атрибут
x[индекс]	Взятие элемента по индексу
f(аргумент)	Вызов функции
(…)	Скобки или кортеж
\|	Побитовое ИЛИ

Порядок вычислений операндов определяется правилами:1. Операнд слева вычисляется раньше операнда справа во всех бинарных операциях, кроме возведения в степень.2. Цепочка сравнений вида a

(а< b) and (b <с) and ... and (у< z).

3. Перед фактическим выполнением операции вычисляются нужные для нее операнды. В большинстве бинарных операций предварительно вычисляются оба операнда (сначала левый), но операции or и and, а также цепочки сравнений вычисляют такое количество операндов, которого достаточно для получения результата.

4. Аргументы функций, выражения для списков, кортежей, словарей и т. п. вычисляются слева направо, в порядке следования в выражении. В случае неясности приоритетов желательно применять скобки, несмотря на то что одни и те же символы могут использоваться для разных операций, приоритеты которых не меняются. Так, «%» имеет тот же приоритет, что и «*», а потому в следующем примере скобки просто необходимы, чтобы операция умножения произошла перед операцией форматирования:

print «%i» % (i*j)

Имена используются так, как если бы они были определены в текущем модуле:

os.system(«dir»)

digits = re.compile(«\d+»)

print argv[0], environ

Повторный импорт модуля происходит гораздо быстрее, так как модули кэшируются интерпретатором. Загруженный модуль можно загрузить еще раз (например, если файл с текстом модуля изменился на диске) с помощью функции reload():

import mymodule reload(mymodule)

Однако в этом случае все объекты, являющиеся экземплярами классов из старого варианта модуля, не изменят своего поведения.

Специальная часть

2.1. Python для программирования игрЕсли сравнивать языки программирования, то это можно представить так:Python vs JavaPython - это интерпретируемый язык с динамической типизацией. Java же - компилируемый язык со статической типизацией. Эти различия делают Python и Java полными противоположностями друг друга в плане скорости запуска и выполнения программ. Код, написанный на Python, быстрее запускается и дольше выполняется. В то время как программы на Java медленнее запускаются, но гораздо быстрее выполняются.

Если говорить о сложности этих двух языков, то Java безусловно уступает Python в простоте изучения. На изучение Python у начинающего разработчика уходит несколько недель, а вот на изучение Java может понадобиться несколько месяцев.Python vs C/C++Все преимущества и недостатки языка Java, описанные выше, можно отнести и к C/C++ (что не удивительно, ведь Java - C-подобный язык). Однако всё же есть существенное отличие C/C++ от Python - это стоимость разработки и качество программного обеспечения. Для того чтобы разрабатывать на C/C++, программист должен обладать более высокой квалификацией. Из этого можно сделать вывод, что программное обеспечение, разработанное на C/C++, будет более качественным, но и стоить будет дороже.Ещё одно отличие Python от C/C++ - длина кода и простота его восприятия. Программы, написанные на языке Python, могут быть до 10 раз короче, чем на C/C++. Конечно же, это напрямую влияет на скорость разработки.Python vs JavaScriptPython и JavaScript входят в топ-2 в рейтинге TIOBE. Оба этих языка программирования являются объектно-ориентированными. Опять же, Python синтаксически проще JavaScript, но при этом программы, написанные на JavaScript, работают быстрее. Быстрая производительность JavaScript позволяет создавать приложения, которые действуют в режиме реального времени. Поэтому JS в большей степени используют для веб-разработки. [6]Главной целью приложения «3 в ряд» является зарабатывание определённого количества очков, получить которые можно при передвижении «плиток» в таком направлении, чтобы их количество стало 3 или больше. Также в игре присутствует ограничение по количеству «ходов». Это сделано для достижения казуальности игры и также, чтобы она имела возможность реиграбельности.Главными составляющими элементами игры являются: игровое поле, состоящее из строк и столбцов, игровые плитки с возможностью их передвижения, счётчики ходов и очков. Игрок может выделить 2 рядом стоящие плитки чтобы поменять их местами.

2.2. Запуск интерпретатораВозможно, самый простой способ выполнения программ Python заключается в том, чтобы набирать их в интерактивной командной строке Python, иногда называемой интерактивной подсказкой. Существует несколько способов запуска такой командной строки: в IDE-среде, из системной консоли и т.д. Предполагая, что в системе присутствует интерпретатор Python, установленный как исполняемая программа, наиболее нейтральный к платформам способ запуска интерактивного сеанса интерпретатора предусматривает ввод в командной строке операционной системы просто python без каких-либо аргументов. Например:

% python

Python 3.3.0 (v3.3.0:bd8afb90ebf2, Sep 29 2012, 10:57:17) [MSC v.1600 64 bit

…

Type "help”, ’’copyright", "credits" or "license” for more information.

Для получения дополнительной информации наберите help, copyrightf credits или license.

>>> ^Z

Ввод слова python в приглашении командной оболочки вашей системы начинает интерактивный сеанс Python; символом % в этой книге обозначается обобщенное приглашение на ввод команд - вы не набираете его самостоятельно. В среде Windows выход из сеанса производится нажатием клавиатурной комбинации ; в среде Unix взамен применяется .Понятие приглашения командной оболочки системы является обобщенным, но способ получения доступа к нему доступ зависит от платформы.

В Windows вы можете ввести python в консольном окне DOS - программе, которая имеет имя cmd.exe и обычно известна как окно командной строки. Дополнительные сведения о запуске окна командной строки приведены во врезке “Где находится окно командной строки в Windows?” далее в главе.
В Mac OS X вы можете запустить интерактивный интерпретатор Python, дважды щелкнув на пункте Applications^ Utilities^Terminal (Приложения^Служебные1^Терминал) и затем введя python в открывшемся окне.
В Linux (и других разновидностях Unix) вы можете ввести команду python в окне командной оболочки или терминала (например, в xterm или в консоли, выполняющей командную оболочку вроде ksh или csh).
В других системах могут использоваться похожие или специфичные для платформы методы. Скажем, запуск интерактивного сеанса на карманном устройстве может требовать щелчка на значке Python в соответствующем окне.

Всякий раз, когда вы видите приглашение >>>, вы находитесь в интерактивном сеансе интерпретатора Python - здесь можно набирать любой оператор или выражение Python и выполнять его немедленно. [2]Интерпретатор ведёт себя сходно шеллу Unix: если он вызван, когда стандартный ввод привязан к устройству tty - он считывает и выполняет команды в режиме диалога; будучи вызванным с именем файла в качестве параметра или с файлом, назначенным на стандартный ввод - он читает и выполняет сценарий из этого файла.Другой способ запустить интерпретатор - директива python -c команда [arg] ... - при её использовании поочередно выполняются инструкции из команды (как при использовании опции -c Unix-шелла). В связи с тем, что инструкции Python часто содержат пробелы или другие специальные для шелла символы, рекомендуется заключать команды полностью в одинарные кавычки.Некоторые модули Python оказываются полезными при использовании их в качестве сценариев. Они могут быть запущены в этом виде командой python -m модуль [arg] ... - таким образом исполняется исходный файл модуля (как произошло бы, если бы вы ввели его полное имя в командной строке).Обратите внимание на различие между командами python file и python

При использовании файла сценария иногда полезно иметь возможность запустить сценарий и затем войти в интерактивный режим. Это может быть сделано через указание параметра -i перед именем сценария. (Этот способ не сработает, если сценарий считывается со стандартного ввода - по той самой причине, которая описана в предыдущем абзаце). [6]
2.3. Алгоритм реализации игровой части
В данном разделе осуществлён разбор программного кода модуля game.py с последующим описанием основных функций.

Запуск программы осуществляется через .py - файл находящийся в папке с игрой. Для запуска программы также понадобится установленный на компьютере язык программирования Python и пакет расширений для создания приложений Pygame.

Проект программы состоит из самого файла игры, а также папки с содержанием иконок плиток.

При запуске программы первым делом появляется игровое поле, состоящее из строк и столбцов.

Алгоритм, реализующий построение строк и столбцов выглядит так:

Строка:

for y in range(len(board)):

streak = 1

for x in range(1, len(board[y])):

if board[y][x] == board[y][x-1] and board[y][x] != 0:

streak += 1

else:

streak = 1

if streak >= 3:

return True

Столбец:

for x in range(len(board[0])):

streak = 1

for y in range(1, len(board)):

if board[y][x] == board[y-1][x] and board[y][x] != 0:

streak += 1

else:

streak = 1

if streak >= 3:

return True

return False

Функция len() возвращает длину (количество элементов) в объекте.

В кортеже хранится запись: каждый элемент кортежа содержит данные одного поля, а его позиция определяет семантику поля.

Если рассматривать кортеж только как неизменяемый список, то количество и порядок элементов могут быть важны или не важны в зависимости от контекста.

Но если считать кортеж набором полей, то количество элементов часто фиксиро-вано, а порядок имеет первостепенное значение. [4]

Далее идёт добавление элемента случайности:

def format_board(board):

while match_exists(board):

for y in range(len(board)):

for x in range(len(board[y])):

board[y][x] = random.randrange(1,7)

return board

В данном случае функция randrange возвращает случайное число в пределах промежутка от 1 до 7, так как в игре используется 6 различных элементов.

Рисунок 2.1. Файлы папки draw
Алгоритм работает так, чтобы не было повторений плиток при генерации игрового поля и соответственно, чтобы не появлялись цепочки из 3 последовательных плиток, так-как если в начале игры появится цепь из 3 и более плиток, тогда начнётся получение очков без участия игрока.

Далее идет отображение текстового представления игрового поля:

Рисунок 2.2. Изображение плиток

def show_board(grid):

for y in range(len(grid)):

for x in range(len(grid[y])):

print(grid[y][x], end = « «)

print()

Метод grid() позволяет поместить виджет в определенную ячейку условной сетки или grid'а.

Метод grid применяет следующие параметры:

column: номер столбца, отсчет начинается с нуля
row: номер строки, отсчет начинается с нуля
columnspan: сколько столбцов должен занимать элемент
rowspan: сколько строк должен занимать элемент
ipadx и ipady: отступы по горизонтали и вертикали соответственно от границ элемента до его содержимого
padx и pady: отступы по горизонтали и вертикали соответственно от границ ячейки grid’а до границ элемента
sticky: выравнивание элемента в ячейке, если ячейка больше элемента. Может принимать значения n, e, s, w, ne, nw, se, sw, которые указывают соответствующее направление выравнивания. [14]

Остановка (пауза) игрового поля:

def display_pause(clock, x):

pygame.display.flip()

clock.tick(x)

Разбор игрового процесса

Алгоритм проверки, находиться ли первая выделенная плитка рядом со второй. Если эта проверка успешна тогда происходит смена плиток друг с другом.

Рисунок 2.3. Смена плиток

def isAdjacent(selected_x, selected_y, x, y):

if selected_x+1 == x and selected_y == y:

return True

elif selected_x-1 == x and selected_y == y:

return True

elif selected_y+1 == y and selected_x == x:

return True

elif selected_y-1 == y and selected_x == x:

return True

return False

def swap(array, x1, y1, x2,y2 ):

temp = array[y1][x1]

array[y1][x1] = array[y2][x2]

array[y2][x2] = temp

Далее идут алгоритмы проверки строк и столбцов на совпадения:

Строка:

def elim_matches(board):

elim_list = []

for y in range(len(board)):

streak = 1

for x in range(1, len(board[y])):

if board[y][x] == board[y][x-1] and board[y][x] != 0:

streak += 1

else:

streak = 1

if streak == 3:

elim_list += [[y,x-2]]

elim_list += [[y,x-1]]

elim_list += [[y,x]]

elif streak > 3:

elim_list += [[y,x]]

Столбец:

for x in range(len(board[0])):

streak = 1

for y in range(1, len(board)):

if board[y][x] == board[y-1][x] and board[y][x] != 0:

streak += 1

else:

streak = 1

if streak == 3:

elim_list += [[y-2,x]]

elim_list += [[y-1,x]]

elim_list += [[y,x]]

elif streak > 3:

elim_list += [[y,x]]

Обнуление всех найденных совпадений:

for i in range(len(elim_list)):

y = elim_list[i][0]

x = elim_list[i][1]

board[y][x] = 0

return len(elim_list)

Дальше идет перенос плиток на пустые ячейки строго по оси y:

def board_filled(board):

for y in range(len(board)):

if 0 in board[y]:

return False

return True

Проверка игрового поля от нижнего левого угла вверх по каждому столбцу:

def drop_tiles(board):

for x in range(len(board [0])):

for y in range(len(board) - 2, -1, -1):

if board[y+1] [x] == 0 and board[y][x] != 0:

swap (board, x, y+1, x, y)

После проверки идёт заполнение пустых ячеек на верхней границе поля, которые остались после переноса плиток на пустые ячейки:

def fill_top(board):

for x in range (len(board [0])):

if board[0][x] == 0:

board[0][x] = random.randrange(1,7)

Разбор игрового интерфейса

Основой интерфейса является бокс с размещёнными на нём элементами: крайнее число очков, которое нужно набрать для победы, счётчик очков и счётчик ходов.

def main ()

WIDTH = 7

HEIGHT = 9

BOX_LENGTH = 70

selected = False

selected_x = None

selected_y = None

score = 0

turns_left = 20

GOAL_SCORE = 300

exit_game = False

gameover_displayed = False

os.environ['SDL_VIDEO_CENTERED'] = '1'

board = init_2DArray (WIDTH, HEIGHT)

format_board(board)

pygame.init()

sound.load()

screen = draw.create_screen(WIDTH, HEIGHT, BOX_LENGTH)

clock = pygame.time.Clock()

draw.window(board, turns_left, score, GOAL_SCORE)

pygame.display.flip()

В параметрах WIDTH, HEIGHT и BOX_LENGTH устанавливаются размеры игрового окна, а также расстояние между объектами по сетке. Значение score отвечает за количество очков, набираемых в игре. GOAL_SCORE отображает количество очков которое необходимо набрать для победы. Turns left отвечает за количество ходов которое даётся на игру. За отцентровку окна отвечает строка: os.environ['SDL_VIDEO_CENTERED'] = '1'.

Код для кнопки выхода из окна, а также для выделения игровых плиток:

while not exit_game:

while turns_left > 0 and not exit_game:

for event in pygame.event.get():

if event.type == pygame.QUIT:

exit_game = True

elif event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN and event.button == 1:

coord_pair = pygame.mouse.get_pos()

x = math.floor(coord_pair[0] / BOX_LENGTH)

y = math.floor(coord_pair[1] / BOX_LENGTH)

if x < WIDTH and y < HEIGHT:

if selected == False:

selected = True

selected_x = x

selected_y = y

draw.selected(x,y)

elif selected == True:

if isAdjacent(selected_x, selected_y, x, y):

swap (board, selected_x, selected_y, x, y)

draw.window(board, turns_left, score, GOAL_SCORE)

display_pause(clock, 2.5)

Смена плиток друг с другом и дальнейшее взаимодействие с элементами подсчитывания очков и количества ходов:

elif not match_exists(board):

swap (board, selected_x, selected_y, x, y)

draw.window(board, turns_left, score, GOAL_SCORE)

pygame.display.flip()

Снятие выделения с плиток после того, как с ними произошло взаимодействие:

elif not isAdjacent(selected_x, selected_y, x, y):

draw.window(board, turns_left, score, GOAL_SCORE)

pygame.display.flip()

selected = False

selected_x = None

selected_y = None

Алгоритм, отвечающий за подсчёт комбинаций подряд собранных цепочек из плиток:

if match_exists(board):

turns_left -= 1

turn_score = 0

combo_count = 2

Алгоритм, отвечающий за подсчёт очков по формуле: количество очков за ход, умноженное на количество комбинаций за ход:

combo_count -= 1

score += turn_score*combo_count

draw.window(board, turns_left, score, GOAL_SCORE)

pygame.display.flip()

Проигрывание эффекта победы если количество очков ровно GOAL_SCORE:

if not gameover_displayed:

if score >= GOAL_SCORE:

draw.win()

sound.play_effect(«win»)