python实现扫雷小游戏

1. 简介

扫雷是一个经典的小游戏，现在我们使用Python语言来编写一个扫雷小游戏。本文将会详细介绍如何实现扫雷游戏，包括界面设计和核心逻辑实现等方面。

2. 界面设计

2.1 Pygame

Pygame是Python编写游戏的一种库，他可以为我们提供游戏的框架，包括窗口、图像、声音等等。对于本文的扫雷游戏来说，我们需要使用Pygame来实现游戏界面。

首先我们需要安装Pygame库：

!pip install pygame

接下来我们就可以开始编写代码了。我们需要先导入Pygame库，如下所示：

import pygame

from pygame.locals import *

接下来我们需要初始化Pygame，如下所示：

pygame.init()

然后我们需要创建一个窗口，并设置窗口大小和标题，如下所示：

window = pygame.display.set_mode((800, 600))

pygame.display.set_caption('Minesweeper')

以上代码创建了一个800 * 600像素大小的窗口，并设置了窗口标题为“Minesweeper”。

2.2 界面元素

接下来我们需要在窗口中添加游戏界面元素。一个典型的扫雷游戏界面包括地图和计数器。

地图：扫雷游戏的核心就在于地图，我们可以使用二维数组来模拟一个M * N的地图。

计数器：计数器用于显示玩家还剩下多少雷没有被找到。

以上介绍了扫雷游戏界面的两个主要元素，接下来我们来一步步实现。

2.3. 地图

本游戏的核心是地图，我们需要使用二维数组来表示地图。在地图中，0代表没有雷，1代表有雷。我们还可以使用另一个二维数组作为标记，标记哪些位置已经被翻开，哪些位置还没有被翻开。

生成地图：我们可以使用Python的随机数函数来生成雷的位置。代码如下：

import random

def generate_map(m, n, num_mines):
    map = [[0] * n for i in range(m)]
    mines = random.sample(range(m * n), num_mines)
    for mine in mines:
        i = mine // n
        j = mine % n
        map[i][j] = 1
    return map

以上代码中，generate_map函数用于生成地图，m和n分别代表地图的纵横长度，num_mines代表地雷数量。

接下来我们可以在游戏界面中显示地图。我们可以通过遍历地图数组，来决定每个格子显示的状态。例如，如果某个位置没有被翻开，则显示一个未知的方块；如果某个位置翻开并且有雷，则显示一个地雷；如果某个位置翻开并且没有雷，则显示周围雷的数量。

显示地图：我们可以使用pygame中的矩形来显示地图中的每个小格子。代码如下：

cell_size = 32  # 每个格子的大小

# 绘制地图
def draw_map(map):
    rows = len(map)
    cols = len(map[0])
    for i in range(rows):
        for j in range(cols):
            rect = pygame.Rect(j * cell_size, i * cell_size, cell_size, cell_size)
            if map[i][j] == 0:  # 未翻开
                pygame.draw.rect(window, (192, 192, 192), rect)  # 灰色方块
                pygame.draw.rect(window, (255, 255, 255), rect, 1)  # 白色边框
            elif map[i][j] == 1:  # 有雷
                pygame.draw.rect(window, (192, 192, 192), rect)  # 灰色方块
                pygame.draw.rect(window, (255, 255, 255), rect, 1)  # 白色边框
                draw_mine(rect)  # 显示地雷
            else:  # 显示周围雷的数量
                num = count_mines(map, i, j)
                pygame.draw.rect(window, (192, 192, 192), rect)  # 灰色方块
                pygame.draw.rect(window, (255, 255, 255), rect, 1)  # 白色边框
                if num > 0:
                    draw_text(rect, str(num))

以上代码中，我们使用了两个函数来绘制地图中的方块：一个是draw_mine函数用于绘制地雷；一个是draw_text函数用于绘制数字。

2.4 计数器

我们需要在游戏界面上显示玩家还剩下多少雷没有被找到。我们可以使用一个全局的变量来存储还剩下多少雷没有被找到，并在游戏界面中将其显示出来。

显示计数器：计数器可以用Pygame的文字显示功能来实现，代码如下：

num_mines_left = num_mines  # 还剩下多少雷没有找到

font = pygame.font.SysFont(None, 32)  # 字体
text_mines_left = font.render("Mines left: {}".format(num_mines_left), True, (255, 255, 255))  # 创建文本
window.blit(text_mines_left, (400, 10))  # 绘制文本

2.5 完整代码

下面是界面设计部分的完整代码：

import pygame

from pygame.locals import *
import random
pygame.init()
# 创建窗口
window = pygame.display.set_mode((800, 600))
pygame.display.set_caption('Minesweeper')
cell_size = 32  # 每个格子的大小
# 字体
font = pygame.font.SysFont(None, 32)
# 生成地图
def generate_map(m, n, num_mines):
    map = [[0] * n for i in range(m)]
    mines = random.sample(range(m * n), num_mines)
    for mine in mines:
        i = mine // n
        j = mine % n
        map[i][j] = 1
    return map
# 计算某个位置周围的雷的数量
def count_mines(map, i, j):
    rows = len(map)
    cols = len(map[0])
    num = 0
    for r in range(max(i-1, 0), min(i+2, rows)):
        for c in range(max(j-1, 0), min(j+2, cols)):
            if map[r][c] == 1:
                num += 1
    return num
# 绘制地雷
def draw_mine(rect):
    x, y, w, h = rect
    pygame.draw.circle(window, (0, 0, 0), (x + w // 2, y + h // 2), cell_size // 4)
# 绘制文本
def draw_text(rect, text):
    x, y, w, h = rect
    text_surface = font.render(text, True, (0, 0, 0))
    text_rect = text_surface.get_rect()
    text_rect.center = (x + w // 2, y + h // 2)
    window.blit(text_surface, text_rect)
# 绘制地图
def draw_map(map):
    rows = len(map)
    cols = len(map[0])
    for i in range(rows):
        for j in range(cols):
            rect = pygame.Rect(j * cell_size, i * cell_size, cell_size, cell_size)
            if map[i][j] == 0:  # 未翻开
                pygame.draw.rect(window, (192, 192, 192), rect)  # 灰色方块
                pygame.draw.rect(window, (255, 255, 255), rect, 1)  # 白色边框
            elif map[i][j] == 1:  # 有雷
                pygame.draw.rect(window, (192, 192, 192), rect)  # 灰色方块
                pygame.draw.rect(window, (255, 255, 255), rect, 1)  # 白色边框
                draw_mine(rect)  # 显示地雷
            else:  # 显示周围雷的数量
                num = count_mines(map, i, j)
                pygame.draw.rect(window, (192, 192, 192), rect)  # 灰色方块
                pygame.draw.rect(window, (255, 255, 255), rect, 1)  # 白色边框
                if num > 0:
                    draw_text(rect, str(num))
# 主循环
def main_loop():
    # 生成地图
    num_rows = 16
    num_cols = 16
    num_mines = 40
    map = generate_map(num_rows, num_cols, num_mines)
    while True:
        # 事件处理
        for event in pygame.event.get():
            if event.type == QUIT:
                pygame.quit()
                sys.exit()
        # 绘制地图
        draw_map(map)
        # 显示计数器
        num_mines_left = num_mines  # 还剩下多少雷没有找到
        text_mines_left = font.render("Mines left: {}".format(num_mines_left), True, (255, 255, 255))
        window.blit(text_mines_left, (400, 10))
        # 更新屏幕
        pygame.display.update()
# 运行游戏
if __name__ == '__main__':
    main_loop()

3. 核心逻辑实现

3.1 点击事件

我们需要实现翻开某个格子的操作，也就是在游戏中点击某个格子后，该格子会出现对应的数字或地雷。

点击事件：我们可以使用pygame的事件处理机制来检测鼠标点击事件。代码如下：

def main_loop():

    # 生成地图
    num_rows = 16
    num_cols = 16
    num_mines = 40
    map = generate_map(num_rows, num_cols, num_mines)
    while True:
        # 事件处理
        for event in pygame.event.get():
            if event.type == QUIT:
                pygame.quit()
                sys.exit()
            elif event.type == MOUSEBUTTONUP:
                if event.button == 1:  # 左键
                    x, y = event.pos
                    i = y // cell_size
                    j = x // cell_size
                    if map[i][j] == 0:  # 未翻开
                        map[i][j] = 2  # 已标记
        # 绘制地图
        draw_map(map)
        # 显示计数器
        num_mines_left = num_mines  # 还剩下多少雷没有找到
        text_mines_left = font.render("Mines left: {}".format(num_mines_left), True, (255, 255, 255))
        window.blit(text_mines_left, (400, 10))
        # 更新屏幕
        pygame.display.update()

以上代码中，我们检测到鼠标左键被点击后，获取鼠标点击的坐标，并根据坐标计算出点击的格子的位置。如果该位置未翻开，则将该位置标记为2（已标记，未翻开）。下一步，我们需要实现将某个格子翻开的操作。

3.2 翻开格子

我们需要实现如下操作：当未翻开的格子被点击后，如果该位置没有雷，则翻开该位置，并显示周围8个位置中雷的数量；如果该位置有雷，则游戏失败。

翻开格子：我们可以在之前检测到鼠标点击事件的代码中，添加如下代码来实现翻开格子的操作：

elif event.type == MOUSEBUTTONUP:

    if event.button == 1:  # 左键
        x, y = event.pos
        i = y // cell_size
        j = x // cell_size
        if map[i][j] == 0:  # 未翻开
            if count_mines(map, i, j) == 0:  # 周围没有雷，翻开周围8个格子
                flip_empty(map, i, j)
            elif map[i][j] == 1:  # 有雷，游戏结束
                gameover()
            else:  # 显示周围雷的数量
                map[i][j] = count_mines(map, i, j)

以上代码中，我们添加了一个flip_empty函数用于翻开周围8个位置中没有雷的格子，并添加了一个gameover函数用于在游戏结束时显示“Game Over”。

翻开周围的空格：我们可以使用递归的方式来翻开周围的空格，代码如下所示：

def flip_empty(map, i, j):

    rows = len(map)
    cols = len(map[0])
    if i >= 0 and i < rows and j >= 0 and j < cols and map[i][j] == 0:
        map[i][j] = count_mines(map, i, j)
        if map[i][j] == 0:
            flip_empty(map, i-1, j-1)
            flip_empty(map, i-1, j)
            flip_empty(map, i-1, j+1)
            flip_empty(map, i, j-1)
            flip_empty(map, i, j+1)
            flip_empty(map, i+1, j-1)
            flip_empty(map, i+1, j)
            flip_empty(map, i+1, j+1)

以上代码中，我们首先检查该位置是否在地图范围内并且是否为0，如果是，我们就将该位置的值设置为周围雷的数量。如果该位置周围没有雷，我们就递归地翻开周围的8个位置。

游戏结束：我们可以使用Pygame的文字显示功能来在游戏结束后显示“Game Over”。代码如下所示：

def gameover():

    text_game_over = font.render("Game Over", True, (255, 0, 0))
    window.blit(text_game_over, (400, 30))

3.3 判断游戏胜利