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Python實戰(zhàn)之實現(xiàn)康威生命游戲

前言

康威生命游戲設計并不難，我的思路就是借助pygame進行外觀的展示，最近一段時間的游戲項目都是使用pygame進行的，做起來比較順利。內部代碼的實現(xiàn)也比較簡單根據(jù)他的規(guī)則我們需要的是多次的計算和判斷，再刷新數(shù)組。

一、康威生命游戲規(guī)則

當周圍僅有1個或沒有存活細胞時，原來的存活細胞進入死亡狀態(tài)。（模擬生命數(shù)量稀少）當周圍有2個或3個存活細胞時，網(wǎng)格保持原樣。當周圍有4個及以上存活細胞時，原來的存活細胞亦進入死亡狀態(tài)。（模擬生命數(shù)量過多）當周圍有3個存活細胞時，空白網(wǎng)格變成存活細胞。（模擬繁殖）

二、設計流程

1. 引入庫

代碼如下（示例）：

import sys
import random
import numpy as np
import pygame

2. 設計思路

在這篇博客里面我們實現(xiàn)了下面第一個圖的內容。

感興趣的朋友也可以加下面的思路：

3. 設計窗口

首先我們借用了之前的pygame窗口的代碼，實現(xiàn)窗口的調用。與之前有所不同的變化是，我們在展開窗口之前首先確定大小。
我們實現(xiàn)了游戲大小的自定義，窗口大小的自定義，可以與后面游戲設計增加統(tǒng)一性，增加美觀性。

中間的部分代碼是一些顏色的調出，和窗口的填充。

import sys
import random
import numpy as np
import pygame
pygame.init()#初始化init()及設置
n=int(input("請輸入階數(shù)："))
size=width,height=50*n+2,50*n+2
screen=pygame.display.set_mode(size)#窗口大小
pygame.display.set_caption("康威生命游戲")#窗口名字
icon=pygame.image.load("Icon.jpg")
pygame.display.set_icon(icon)
BLACK=pygame.Color("black")
GAINSBORO=pygame.Color("gainsboro")
MOCCASIN=pygame.Color("moccasin")
WHITE=pygame.Color("white")
screen.fill(MOCCASIN)
fps=5
fclock=pygame.time.Clock()#創(chuàng)建一個Clock對象用于操作時間

while True:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:  # 點擊了退出
            sys.exit()  # 退出

    pygame.display.update()  # 對顯示窗口進行更新，默認窗口全部重繪
    fclock.tick(fps)  # 窗口刷新速度，每秒3次

三、初始生命矩陣

我們通過循環(huán)產(chǎn)生隨機數(shù)來產(chǎn)生隨機的初始生命。

random.randint(a,b)：產(chǎn)生一個位于a-b之間的隨機整數(shù)，包括a，b。

## 生成初始生命
a=[]
for i in range(0,n):
    a.append([])
    for j in range(0,n):
        a[i].append(random.randint(0,1))

四、周圍生命的檢測

我們將生命周圍八個位置的索引差值存放在一個列表中，通過循環(huán)檢測有效位置上生命的個數(shù)，存放入列表中。
包含兩個判斷。

1.首先要判斷位置的有效性

2.另一個是判斷是否有生命

direction = [[-1, -1], [0, -1], [1, -1], [1, 0], [1, 1], [0, 1], [-1, 1], [-1, 0]]
    c = []
    # 計算周圍生命個數(shù)
    for i in range(0, n):
        c.append([])
        for j in range(0, n):
            count = 0   # 每一個方格
            for o in direction:
                ide = np.array([i, j]) + np.array(o)
                # 保證判斷的位置在范圍內，針對邊界方格
                if 0 = ide[0]  n and 0 = ide[1]  n:
                    if a[ide[0]][ide[1]] == 1:
                        count += 1
            c[i].append(count)

五、生命的變化

將每個位置上的生命根據(jù)計數(shù)列表進行更新，更新生命矩陣。

## 按照生命的發(fā)展規(guī)律進行新一輪的生面變化
    for i in range(0, n):
        for j in range(0, n):
            if c[i][j] = 1 or c[i][j] >= 4:#當生命稀少或者過多時生命死亡
                a[i][j] = 0
            elif c[i][j] == 3:#當生命的周圍有三個生命時，生成新生命
                a[i][j] = 1

六、生命的展示

畫出生命的方格很簡單，我們調用pygame的繪制圖形代碼：

pygame.draw.rect(screen, BLACK, (i*50, j*50, 50, 50))：這樣展示出來的是一個填充的矩形，展示在：screen上，初始位置為：(i * 50, j * 50)，大小為：(50, 50)，顏色為：black，默認邊框為0，即全部填充的矩形，當后面添加一個數(shù)字時，代表無填充，框線為數(shù)字大小的矩形，如：pygame.draw.rect(screen, GAINSBORO, (i*50, j*50, 50, 50),2)代表不填充，框線為2

通過畫圖重疊，我們實現(xiàn)每個生命之間的間隔的樣式，增強渲染效果。

for i in range(0, n):
        for j in range(0, n):
            if a[i][j]==1:
                #先畫一個滿填充的方格，有生命方格
                pygame.draw.rect(screen, BLACK, (i*50, j*50, 50, 50))
                #再畫一個不填充，框線為2的方格，套在上面的方格上面
                pygame.draw.rect(screen, GAINSBORO, (i*50, j*50, 50, 50),2)

            else:#無生命方格
                pygame.draw.rect(screen, WHITE, (i*50, j*50, 50, 50))
                pygame.draw.rect(screen, GAINSBORO, (i*50, j*50, 50, 50),2)

七、完整代碼

"""
# -*- coding: utf-8 -*-
# @Time    : 2021/4/23 0023 17:14
# @Author  : 源來很巧
# @FileName: 康威生命游戲2.py
# @Software: PyCharm
# @Blog    ：https://blog.csdn.net/qq_44793283
"""
import sys
import random
import numpy as np
import pygame
pygame.init()#初始化init()及設置
n=int(input("請輸入階數(shù)："))
size=width,height=50*n+2,50*n+2
screen=pygame.display.set_mode(size)#窗口大小
pygame.display.set_caption("康威生命游戲")#窗口名字
icon=pygame.image.load("Icon.jpg")
pygame.display.set_icon(icon)
BLACK=pygame.Color("black")
GAINSBORO=pygame.Color("gainsboro")
MOCCASIN=pygame.Color("moccasin")
WHITE=pygame.Color("white")
screen.fill(MOCCASIN)
fps=1
fclock=pygame.time.Clock()#創(chuàng)建一個Clock對象用于操作時間


## 生成初始生命
a=[]
for i in range(0,n):
    a.append([])
    for j in range(0,n):
        a[i].append(random.randint(0,1))

## 八個方位的索引變化
direction = [[-1, -1], [0, -1], [1, -1], [1, 0], [1, 1], [0, 1], [-1, 1], [-1, 0]]
while True:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:  # 點擊了退出
            sys.exit()  # 退出
    c = []
    # 計算周圍生命個數(shù)
    for i in range(0, n):
        c.append([])
        for j in range(0, n):
            count = 0   # 每一個方格
            for o in direction:
                ide = np.array([i, j]) + np.array(o)
                # 保證判斷的位置在范圍內，針對邊界方格
                if 0 = ide[0]  n and 0 = ide[1]  n:
                    if a[ide[0]][ide[1]] == 1:
                        count += 1
            c[i].append(count)
    ## 按照生命的發(fā)展規(guī)律進行新一輪的生面變化
    for i in range(0, n):
        for j in range(0, n):
            if c[i][j] = 1 or c[i][j] >= 4:#當生命稀少或者過多時生命死亡
                a[i][j] = 0
            elif c[i][j] == 3:#當生命的周圍有三個生命時，生成新生命
                a[i][j] = 1
    for i in range(0, n):
        for j in range(0, n):
            if a[i][j]==1:
                #先畫一個滿填充的方格，有生命方格
                pygame.draw.rect(screen, BLACK, (i*50, j*50, 50, 50))
                #再畫一個不填充，框線為2的方格，套在上面的方格上面
                pygame.draw.rect(screen, GAINSBORO, (i*50, j*50, 50, 50),2)

            else:#無生命方格
                pygame.draw.rect(screen, WHITE, (i*50, j*50, 50, 50))
                pygame.draw.rect(screen, GAINSBORO, (i*50, j*50, 50, 50),2)
    print(np.array(a))
    pygame.display.update()  # 對顯示窗口進行更新，默認窗口全部重繪
    fclock.tick(fps)  # 窗口刷新速度，每秒3次

總結

這個游戲的實際設計并不是很困難，我們需要將具體的思路理順，哪一步首先進行，需要我們準備哪些存儲的矩陣等等。唯一的彎路是周圍生命個數(shù)的檢測，我的方法是窮舉法，將每個位置索引只差手動計算存儲起來。在小的計算量下，這層循環(huán)計算并不會浪費很多時間，如果您對此有好的建議歡迎交流。也歡迎對后面的游戲結束進行交流，后續(xù)我可以補上結束游戲的方法。

到此這篇關于Python實戰(zhàn)之實現(xiàn)康威生命游戲的文章就介紹到這了,更多相關Python實現(xiàn)康威生命游戲內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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標簽：金華克拉瑪依臨汾日照赤峰陽泉雙鴨山貴州

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