150行Python代码实现带界面的数独游戏

介绍

这是一个使用Python编写的数独游戏，具有可交互界面和提示功能。代码仅有150行，非常精简并易于理解。本攻略将详细讲解该游戏的实现过程和代码架构。

游戏实现过程

1.代码结构

该游戏主要由3个类组成：

• SudokuBoard：数独面板类，负责处理所有数独逻辑部分的功能，例如棋盘初始化、数字填充和检查答案。
• SudokuUI：数独界面类，负责处理所有UI相关的功能，例如界面布局、数字输入和提示。
• SudokuGame：数独游戏类，负责游戏初始化、开始游戏和游戏结束。

2.数独面板

数独面板是游戏的核心部分，它负责处理所有数独的逻辑部分。数独面板类SudokuBoard存储了一个9x9的矩阵，该矩阵表示数独游戏的当前状态。数独游戏的规则是，在该矩阵中填入数字，要求每行、每列和每个3x3宫格内的数字都必须是1到9的整数，且不能重复。棋盘的图形化界面则由数独界面类SudokuUI实现。

数独面板类的主要方法包括：

• __init__(self)：初始化数独面板，创建一个9x9的初始矩阵，所有的位置都是空格（' '）。
• set_board(self, board)：设置数独面板的当前状态，board是一个由0至9组成的数组或矩阵。0表示该位置为空格，其它数字表示该位置已被填充。
• get_board(self)：获取数独面板的当前状态。
• is_valid_solution(self, x, y, val)：检查当前数独是否是有效的解决方案。x和y表示矩阵的行和列，val表示要填入的数字。
• is_valid_location(self, x, y, val)：检查特定位置是否合法。如果该位置可以填入要填入的数字，则返回True，否则返回False。
• is_valid_row(self, row, val)：检查行中是否存在重复的数字。
• is_valid_column(self, col, val)：检查列中是否存在重复的数字。
• is_valid_box(self, row, col, val)：检查3x3宫格中是否存在重复的数字。
• is_empty(self, x, y)：检查指定位置是否为空格。
• get_next_location(self, x, y)：获取数独面板中下一个空白位置的坐标。

3.数独界面

数独界面是游戏的交互部分，它通过Pygame库实现数独游戏的图形化界面，包括数字输入、提示和游戏结束等功能。SudokuUI类负责实现数独界面，游戏玩家将通过该界面与游戏进行交互。

数独界面类的主要方法包括：

• __init__(self, board, cell_size)：初始化数独界面，其中board是数独矩阵，cell_size是每个单元格的大小。
• draw(self)：绘制数独界面。该方法绘制数独面板和相关信息，例如初始数字、已填数字和选中的位置等。
• draw_numbers(self, numbers, color=(0, 0, 0))：绘制数字。所有数字都使用color参数指定的颜色绘制。
• draw_selected_box(self, box)：绘制选择框。参数box是包含x和y坐标的元组，指定选中位置的行和列。
• draw_message(self, message)：绘制消息。使用message参数指定的文本消息绘制消息框。
• get_cell(self, mouse_pos)：获取鼠标指针所在的单元格的坐标。
• get_number_at_cell(self, row, col)：获取矩阵中指定位置的数字。
• has_number(self, row, col)：检查指定位置是否已填入数字。
• set_number_at_cell(self, row, col, val)：设置指定位置的数字为val。
• clear_cell(self, row, col)：清除指定位置的数字。

3.数独游戏

数独游戏类SudokuGame负责整合数独面板和数独界面，使其成为一个完整的游戏。该类包括游戏初始化、开始游戏、结束游戏和处理用户输入等功能。

数独游戏类的主要方法包括：

• __init__(self)：初始化数独游戏。创建数独面板、数独界面和Pygame窗口。
• run(self)：开始游戏。这个方法启动Pygame显示和输入循环，以便处理玩家的输入和操作。
• show_message(self, title, message)：显示消息。将title和message作为参数传递给Pygame库，然后显示一个消息框以向玩家显示消息。
• get_input(self)：循环读取输入。这个方法使用Pygame库获取玩家的输入，并将其返回为一个元组。如果玩家按下了Esc键，则游戏结束，并退出程序。
• update(self)：更新游戏。该方法根据数独面板中的状态更新数独界面，并处理游戏结束的情况。

示例

以下是一个简单的示例，该示例演示了如何使用数独游戏类SudokuGame来创建和运行数独游戏。

import pygame
from sudoku import SudokuGame

def main():
    pygame.init()
    game = SudokuGame()
    game.run()
    pygame.quit()

if __name__ == '__main__':
    main()

在这个示例中，我们使用Pygame初始化了一个窗口，并创建了一个数独游戏对象game。接着，我们调用游戏对象的run方法来开始游戏。当游戏结束时，我们退出Pygame。

下面是一个更复杂的示例，它演示了如何使用数独面板类SudokuBoard来设置和检查数独游戏的状态。

from sudoku import SudokuBoard

def main():
    board = [[0, 0, 0, 2, 6, 0, 7, 0, 1],
             [6, 8, 0, 0, 7, 0, 0, 9, 0],
             [1, 9, 0, 0, 0, 4, 5, 0, 0],
             [8, 2, 0, 1, 0, 0, 0, 4, 0],
             [0, 0, 4, 6, 0, 2, 9, 0, 0],
             [0, 5, 0, 0, 0, 3, 0, 2, 8],
             [0, 0, 9, 3, 0, 0, 0, 7, 4],
             [0, 4, 0, 0, 5, 0, 0, 3, 6],
             [7, 0, 3, 0, 1, 8, 0, 0, 0]]
    sudoku = SudokuBoard()
    sudoku.set_board(board)
    print(sudoku.get_board())
    print(sudoku.is_valid_solution(0, 0, 3))
    print(sudoku.is_valid_solution(0, 0, 8))

if __name__ == '__main__':
    main()

在这个示例中，我们首先创建了一个矩阵board，它是一个9x9的数组，表示要开始玩的数独游戏。我们接着创建一个SudokuBoard对象sudoku，并使用set_board方法将board设置为当前的数独状态。然后，我们调用get_board方法来获取当前数独状态，打印到控制台上。接着，我们分别调用is_valid_solution方法来检查一个数字是否可以作为解的一部分。第一个检查检查数字3是否可以作为数独解的一部分，结果应该是False。第二个检查检查数字8是否可以作为数独解的一部分，结果应该是True。