兩百行代碼搞定!使用Python面向?qū)ο笞鰝€小游戲
大家好,歡迎來到Python實戰(zhàn)專題。
我們今天同樣實現(xiàn)一個小游戲,這個小游戲非常有名,我想大家都應(yīng)該玩過。它就是tic tac toe,我們打開chrome搜索一下就可以直接找到游戲了。
由于我們使用Python來實現(xiàn),并且不會制作UI界面,所以不會這么好看。雖然不夠好看,但是邏輯卻是一樣的。并且和之前我們做的那些小游戲相比,今天做的這個游戲有一個非常大的特點就是非常適合設(shè)計AI。我們只需要用很簡單的算法就可以做出一個還不錯的ai來。當(dāng)然我們循序漸進(jìn),先從最簡單的游戲功能本身開始。
課題
今天的課題就是使用Python編寫一個不帶UI界面的tic tac toe的小游戲。
這一次,游戲當(dāng)中會涉及兩方,所以我們需要有判斷游戲勝負(fù)手的相關(guān)邏輯。除此之外,由于涉及兩個玩家,所以我們需要設(shè)計一個AI,讓我們可以和電腦進(jìn)行游戲。最后實現(xiàn)的效果差不多應(yīng)該是這樣的:
也就是在游戲一開始的時候,支持玩家選擇參與游戲的兩方。這里我們先把AI算法的設(shè)計放一放,可以先做出隨機(jī)選擇的弱智AI。
游戲開始之后,雙方交替行動,每次執(zhí)行都會在屏幕上輸出相應(yīng)的具體信息,以及棋盤當(dāng)前的情況。
知識點
面向?qū)ο?/strong>
tic tac的游戲雖然簡單,但是它涉及的內(nèi)容還是挺多的。需要棋盤,還需要玩家,還需要添加玩家以及執(zhí)行步驟等等操作。這些邏輯如果不加以封裝,全部都寫成面向過程的話,會使得代碼非常的混亂。很明顯的,我們需要使用面向?qū)ο?,對這些邏輯進(jìn)行抽象和封裝,來達(dá)到簡化編碼以及思考的目的。
我們目前的設(shè)計比較簡單,也不需要用到繼承以及抽象類等等高端的用法,就使用最基本的面向?qū)ο蠖x類就可以了。在Python當(dāng)中定義一個類非常簡單,通過關(guān)鍵字class完成。
比如:
- class Game:
- pass
構(gòu)造函數(shù)
一般來說當(dāng)我們定義一個類的時候都需要為它設(shè)計構(gòu)造函數(shù),構(gòu)造函數(shù)就是當(dāng)我們創(chuàng)建這個類的實例的時候調(diào)用的方法。它會替我們完成一些初始化的工作。Python當(dāng)中類的構(gòu)造函數(shù)是__init__,我們直接在類當(dāng)中實現(xiàn)它即可。
- class Game:
- def __init__(self):
- self.board = Board()
- self.players = []
- self.markers = ['O', 'X']
- self.numbers = [1, -1]
比如在上面這個例子當(dāng)中,我們就為Game這個類做了一些初始化的設(shè)定。比如給它賦予一個board以及players等等變量。
類方法
既然是類,自然會有屬于類的類方法。類方法的定義和普通函數(shù)的定義是一樣的,唯一不同的是它寫在類的內(nèi)部,并且第一個參數(shù)默認(rèn)是self。self這個關(guān)鍵字相當(dāng)于Java當(dāng)中的this,指代的就是運(yùn)行的時候調(diào)用方法的實例。
比如我們給Game這個類實現(xiàn)一個添加玩家的方法:
- class Game:
- def __init__(self):
- self.board = Board()
- self.players = []
- self.markers = ['O', 'X']
- self.numbers = [1, -1]
- def add_player(self, player):
- if player == 'h' or player == 'human':
- self.players.append(HumanPlayer())
- elif player == 'r' or player == 'random':
- self.players.append(RandomPlayer())
我們看下add_player這個方法內(nèi)部的邏輯,我們在這個方法當(dāng)中通過self關(guān)鍵字調(diào)用了類實例當(dāng)中的變量。這就是為什么我們需要設(shè)定一個self參數(shù)的原因,當(dāng)我們調(diào)用的時候,并不需要理會self這個參數(shù),它是Python自動為我們填充的。
當(dāng)然我們定義類方法的時候也可以定義沒有self參數(shù)的方法,只不過這樣的方法不再屬于類的實例,而屬于類本身。我們想要調(diào)用的話,只能通過類名來訪問。
比如:
- class Test:
- def say():
- print("hello world")
在Test這個類當(dāng)中我們實現(xiàn)了一個沒有self關(guān)鍵字的say方法,如果我們通過Test的實例去調(diào)用它一定會出錯。因為我們在通過實例調(diào)用方法的時候,Python會自動為我們把實例作為第一個參數(shù)傳入。這樣就導(dǎo)致了接受和傳輸?shù)膮?shù)對應(yīng)不上,于是引發(fā)報錯,如果我們想要調(diào)用這個say方法,應(yīng)該這樣:
- Test.say()
也就是說這個方法不再屬于類創(chuàng)建的實例,而屬于類本身??梢岳斫獬蒍ava類當(dāng)中的static關(guān)鍵字修飾的方法。
方法的方法
Python當(dāng)中對于方法的定義是比較靈活的,我們可以給一個類創(chuàng)建方法,同樣也可以在一個方法的內(nèi)部創(chuàng)建另外一個方法。比如下面這個例子:
- def outer(arg1, arg2):
- def inner(arg1, arg2):
- return arg1 + arg2
- return inner(arg1, arg2)
由于Python支持函數(shù)式編程,所以方法內(nèi)部的方法還可以實現(xiàn)像是閉包、 裝飾器等等功能。不過這里我們用不到那么高端的用法,只需要會最基本的就可以了。最基本的也就是在函數(shù)內(nèi)部定義一個函數(shù),主要在這個inner函數(shù)當(dāng)中是可以使用outer當(dāng)中的定義的變量的。比如:
- def outer(arg1):
- arg2 = 10
- def inner(arg1):
- return arg1 + arg2
- return inner(arg1)
上述的代碼沒有問題,不過還有一點需要注意。在inner當(dāng)中雖然可以訪問到outer中定義的參數(shù)和變量,但是它是不可以修改的。如果想要修改,需要使用nonlocal關(guān)鍵字聲明這是一個外層變量。
比如:
- def outer(arg1):
- arg2 = 10
- def inner(arg1):
- nonlocal arg2
- arg2 += 1
- return arg1 + arg2
- return inner(arg1)
通過在方法內(nèi)實現(xiàn)方法,可以進(jìn)一步簡化函數(shù)內(nèi)部代碼的邏輯,把一些很復(fù)雜的函數(shù)功能進(jìn)行進(jìn)一步的拆分和簡化。了解這個用法,也是后面學(xué)習(xí)閉包、函數(shù)式編程等進(jìn)階內(nèi)容的基礎(chǔ)。
尾聲
這一次的課題相比之前的,整體的實現(xiàn)難度相差不大,主要是涉及的Python文件變多了,之前都是單文件運(yùn)行的Python程序。這一次需要編寫多個文件,以及這一次引入了面向?qū)ο蟮母拍?,需要對一些功能進(jìn)行抽象。所以總體上還是有一定難度的,如果大家做不出來的話,可以點擊查看原文,獲取我的github地址。
在這一次的項目當(dāng)中,我們創(chuàng)建的是最簡單的隨機(jī)選擇的AI,完全沒有任何難度。在接下來的課題當(dāng)中,我們將會使用一些ai算法,給它加上一些ai,讓它變得聰明起來,甚至變得不可戰(zhàn)勝。
本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號「TechFlow」,作者梁唐。轉(zhuǎn)載本文請聯(lián)系TechFlow公眾號。