Python实现井字棋游戏

Python 笔记

一、背景

井字棋游戏是一种经典的二人博弈游戏，以3*3的九宫格为游戏棋盘，由两名玩家轮流在空白格子中放入自己的棋子，先将自己的三个棋子连成一条直线的玩家获得胜利。这个简单的规则使得井字棋成为了一款易于上手，但又不失趣味和竞争性的游戏。

本文将演示如何使用Python实现一个简单的井字棋游戏。具体而言，我们将通过使用Python的pygame库来创建游戏窗口和绘制棋盘，使用图形界面来替代控制台，让游戏更加直观和友好。

二、创建游戏窗口

游戏开始前，我们首先需要创建一个窗口来展示游戏界面。我们将使用pygame库来创建一个800x600大小的游戏窗口，代码如下：

import pygame

# 初始化pygame库
pygame.init()

# 创建游戏窗口
screen = pygame.display.set_mode((800, 600))

# 标题
pygame.display.set_caption("井字棋游戏")

# 游戏主循环
run = True
while run:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            run = False

    # 渲染游戏界面
    screen.fill((255, 255, 255))
    pygame.display.update()

# 退出pygame库
pygame.quit()

首先，我们需要初始化pygame库，这个库提供了许多基于图形界面的游戏开发函数和对象。然后，我们通过调用pygame.display.set_mode()函数创建一个800x600大小的游戏窗口，并将其赋给变量screen。接着，我们使用pygame.display.set_caption()函数来设置游戏窗口的标题。最后，我们通过游戏主循环来不断渲染游戏界面，直到玩家退出游戏，我们才会调用pygame.quit()函数退出pygame库。

三、绘制游戏棋盘

游戏窗口创建好以后，我们需要在窗口上绘制一个3x3的棋盘。我们可以使用pygame库的基本图形绘制函数来生成棋盘，代码如下：

import pygame

# 初始化pygame库
pygame.init()

# 创建游戏窗口
screen = pygame.display.set_mode((800, 600))

# 标题
pygame.display.set_caption("井字棋游戏")

# 绘制游戏棋盘
def draw_board():
    # 绘制横向的两条直线
    pygame.draw.line(screen, (0, 0, 0), (100, 200), (700, 200), 5)
    pygame.draw.line(screen, (0, 0, 0), (100, 400), (700, 400), 5)

    # 绘制纵向的两条直线
    pygame.draw.line(screen, (0, 0, 0), (300, 0), (300, 600), 5)
    pygame.draw.line(screen, (0, 0, 0), (500, 0), (500, 600), 5)

# 游戏主循环
run = True
while run:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            run = False

    # 渲染游戏界面
    screen.fill((255, 255, 255))
    draw_board() # 绘制棋盘
    pygame.display.update()

# 退出pygame库
pygame.quit()

在这段代码中，我们定义了一个draw_board()函数，用来绘制井字棋的棋盘。我们使用pygame库的pygame.draw.line()函数来绘制直线，将其画在游戏窗口的surface对象上。首先，我们在棋盘的中间绘制一条横向的直线，然后在上下两个位置绘制一条横向的直线，最后在中间位置绘制两条纵向的直线。通过这样的方式，我们就成功地绘制了井字棋游戏的棋盘。

四、实现鼠标交互效果

接下来，我们需要让玩家可以通过鼠标的点击来在游戏棋盘上落下棋子。为了实现这个效果，我们需要监听鼠标事件，并且判断玩家的鼠标点击位置是否在棋盘的格子上。如果是，我们则在格子上绘制棋子，并且将当前格子的状态改为已落子。代码如下：

import pygame

# 初始化pygame库
pygame.init()

# 创建游戏窗口
screen = pygame.display.set_mode((800, 600))

# 标题
pygame.display.set_caption("井字棋游戏")

# 绘制游戏棋盘
def draw_board(board):
    # 绘制横向的两条直线
    pygame.draw.line(screen, (0, 0, 0), (100, 200), (700, 200), 5)
    pygame.draw.line(screen, (0, 0, 0), (100, 400), (700, 400), 5)

    # 绘制纵向的两条直线
    pygame.draw.line(screen, (0, 0, 0), (300, 0), (300, 600), 5)
    pygame.draw.line(screen, (0, 0, 0), (500, 0), (500, 600), 5)

    # 绘制棋子
    for i in range(3):
        for j in range(3):
            if board[i][j] == "O":
                pygame.draw.circle(screen, (255, 0, 0), (200 + i * 200, 100 + j * 200), 80, 5)
            elif board[i][j] == "X":
                pygame.draw.line(screen, (0, 0, 255), (150 + i * 200, 50 + j * 200), (250 + i * 200, 150 + j * 200), 5)
                pygame.draw.line(screen, (0, 0, 255), (250 + i * 200, 50 + j * 200), (150 + i * 200, 150 + j * 200), 5)

# 游戏主循环
run = True
board = [["", "", ""], ["", "", ""], ["", "", ""]]
player = "X" # 默认玩家为X
while run:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            run = False
        elif event.type == pygame.MOUSEBUTTONUP: # 监听鼠标点击事件
            pos = pygame.mouse.get_pos()
            col = (pos[0] - 100) // 200 # 计算所在列数
            row = (pos[1] - 100) // 200 # 计算所在行数
            if 0 <= col < 3 and 0 <= row < 3 and board[row][col] =="":
                board[row][col] = player # 改变棋盘状态
                player = "O" if player == "X" else "X" # 轮换玩家

    # 渲染游戏界面
    screen.fill((255, 255, 255))
    draw_board(board) # 绘制棋盘
    pygame.display.update()

# 退出pygame库
pygame.quit()

在这段代码中，我们定义了一个二维数组board来表示游戏棋盘的状态，每个位置的状态可以是“X”代表玩家X已经落子，“O”代表玩家O已经落子，或者是空串“”代表该位置还没有被落子。我们通过监听pygame.MOUSEBUTTONUP事件来获取玩家的鼠标点击，并计算出玩家点击的格子所在的行列数，判断当前格子的状态是否为空，如果是，则在棋盘上绘制相应的棋子，并将棋盘状态改为已落子。截止到目前为止，我们已经完成了井字棋游戏的基本交互效果。

五、判断游戏胜负

最后，我们需要在玩家落子后判断游戏是否产生了胜负。由于井字棋游戏只有3x3个位置，我们可以通过枚举所有胜利的情况来判断是否存在胜利的玩家。代码如下：

import pygame

# 初始化pygame库
pygame.init()

# 创建游戏窗口
screen = pygame.display.set_mode((800, 600))

# 标题
pygame.display.set_caption("井字棋游戏")

# 绘制游戏棋盘
def draw_board(board):
    # 绘制横向的两条直线
    pygame.draw.line(screen, (0, 0, 0), (100, 200), (700, 200), 5)
    pygame.draw.line(screen, (0, 0, 0), (100, 400), (700, 400), 5)

    # 绘制纵向的两条直线
    pygame.draw.line(screen, (0, 0, 0), (300, 0), (300, 600), 5)
    pygame.draw.line(screen, (0, 0, 0), (500, 0), (500, 600), 5)

    # 绘制棋子
    for i in range(3):
        for j in range(3):
            if board[i][j] == "O":
                pygame.draw.circle(screen, (255, 0, 0), (200 + i * 200, 100 + j * 200), 80, 5)
            elif board[i][j] == "X":
                pygame.draw.line(screen, (0, 0, 255), (150 + i * 200, 50 + j * 200), (250 + i * 200, 150 + j * 200), 5)
                pygame.draw.line(screen, (0, 0, 255), (250 + i * 200, 50 + j * 200), (150 + i * 200, 150 + j * 200), 5)

# 检查是否有胜利的情况
def check_win(board, player):
    # 检查横向
    for i in range(3):
        if board[i][0] == board[i][1] == board[i][2] == player:
            return True

    # 检查纵向
    for i in range(3):
        if board[0][i] == board[1][i] == board[2][i] == player:
            return True

    # 检查对角线
    if board[1][1] == player and ((board[0][0] == board[2][2] == player) or (board[0][2] == board[2][0] == player)):
        return True

    return False

# 游戏主循环
run = True
board = [["", "", ""], ["", "", ""], ["", "", ""]]
player = "X" # 玩家X先手
winner = None # 当前胜利者
while run:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            run = False
        elif event.type == pygame.MOUSEBUTTONUP:
            pos = pygame.mouse.get_pos()
            col = (pos[0] - 100) // 200 # 计算所在列数
            row = (pos[1] - 100) // 200 # 计算所在行数
            if 0 <= col < 3 and 0 <= row < 3 and board[row][col] =="":
                board[row][col] = player # 改变棋盘状态
                if check_win(board, player): # 判断是否产生胜利
                    winner = player
                player = "O" if player == "X" else "X" # 轮换玩家

    # 渲染游戏界面