pgzero游戏：贪吃蛇

主要知识点：

- 处理键盘的按键事件
 - 控制角色的方向
 - 旋转角色的图像
 - 字典数据类型的应用
 - 使用延迟变量
##**一、创建场景和角色**
###**1.创建游戏场景**
贪吃蛇的头、身体、实物，都是15×15的图块，所以地图的宽和高都应该是15的倍数，跟拼图游戏一样，可以设置图块的边长。
```
import pgzrun
import random

SIZE = 15
WIDTH = SIZE * 30    #横的可以摆放30个图块
HEIGHT = SIZE * 30   #竖的可以摆放30个图块  总共900个图块的空间
```
接下来用draw()绘制白色背景（蛇头是黑色的）。
```
def draw():
    screen.fill((255,255,255))
```
别忘记添加运行命令，然后运行测试一下场景是否建好。
```
pgzrun.go()
```
###**2.创建贪吃蛇**
蛇头的图片放在images目录下，叫snake_head.png，我们可以用Actor()方法来创建蛇头这个角色，代码放在初始化部分。
```
snake_head = Actor("snake_head",(30,30))
```
跟之前创建方式不同，加上了第二个参数（坐标），也就是让蛇头一开始就在坐标30,30位置出现。
在draw()方法中添加绘制命令，然后运行一下测试程序，修改draw()代码后如下。
```
def draw():
    screen.fill((255,255,255))
    snake_head.draw()
```
###**3.处理键盘按键事件**
在这个游戏中，我们通过上下左右方向键来控制蛇头。Pgzero提供了一个专门的按键函数（事件），类似鼠标点击事件，叫on_key_down()。
当这个函数触发的时候，参数会获得当前按键的值：即按了哪个键，用法如下：
```
def on_key_down(key):
    if key == keys.LEFT:
        snake_head.x -= SIZE
    if key == keys.RIGHT:
        snake_head.x += SIZE
    if key == keys.UP:
        snake_head.y -= SIZE
    if key == keys.DOWN:
        snake_head.y += SIZE
```
运行测试一下程序，看是否能用上下左右方向键控制蛇头移动。
###**4.让蛇头持续移动**
玩过贪吃蛇的知道，蛇是一直在移动的。在pgzero中，update()按间隔一直在更新的，我们可以在它里面写让蛇持续移动的程序。
思路如下：
必须知道当前方向：上、下、左、右。这样就能对应的坐标进行修改，即如果是左，那么角色x坐标减少；如果是右，那么角色x坐标增加。上下同理。
所以需要一个全局变量，用来记录当前的方向。
```
def update():
    if 方向 == "右":
        snake_head.x += SIZE
    elif 方向 == "左":
        snake_head.x -= SIZE
    elif 方向 == "上":
        snake_head.y -= SIZE
    else:
        snake_head.y += SIZE   #剩下的是朝下了
```
为了方便理解，我这里用了中文作变量名。
接下来在键盘按键事件中，增加对方向变量的赋值，修改代码如下：
```
def on_key_down(key):
    global 方向
    if key == keys.LEFT and 方向!="右":
        snake_head.x -= SIZE
        方向 = "左"
    if key == keys.RIGHT and 方向!="左":
        snake_head.x += SIZE
        方向 = "右"
    if key == keys.UP and 方向!="下":
        snake_head.y -= SIZE
        方向 = "上"
    if key == keys.DOWN and 方向!="上":
        snake_head.y += SIZE
        方向 = "下"
```
注意：改变的方向不能是原来方向的反方向，即往左的话，你蛇头当前方向不应该是右，这样马上就跟身体相撞了。
运行程序后，发现蛇头嗖的一下就没有了，因为update()执行的太快了。
###**5.延迟变量减缓贪吃蛇的移动**
为了延迟移动，我们可以在update()入口处，弄个计数器，次数没到要求就不移动。
先在前面建一个变量，例如counter，update()代码修改如下：
```
def update():
    global counter
    counter += 1
    if counter < 10:
        return
    else:
        counter = 0
    if 方向 == "右":
        snake_head.x += SIZE
    elif 方向 == "左":
        snake_head.x -= SIZE
    elif 方向 == "上":
        snake_head.y -= SIZE
    else:
        snake_head.y += SIZE
```
测试一下，是不是慢了不少，记得反方向是失灵的哦。
###**5.旋转蛇头的图像**
角色属性中，有一个角度属性可以控制图块的方向。

- 0°   右
 - 90°  上
 - 180° 左
 - -90° 下
 
修改按键事件代码，因为按下的时候改变方向。
```
def on_key_down(key):
    global 方向
    if key == keys.LEFT and 方向!="右":
        snake_head.x -= SIZE
        方向 = "左"
        snake_head.angle = 180
    if key == keys.RIGHT and 方向!="左":
        snake_head.x += SIZE
        方向 = "右"
        snake_head.angle = 0
    if key == keys.UP and 方向!="下":
        snake_head.y -= SIZE
        方向 = "上"
        snake_head.angle = -90
    if key == keys.DOWN and 方向!="上":
        snake_head.y += SIZE
        方向 = "下"
        snake_head.angle = 90
```
##**二、添加食物**
###**1.让食物随机出现**
images下已放入食物图片，所以只要Actor()方法构建即可。
```
food = Actor("snake_food")
```
接着在draw()函数中，添加绘制食物的命令。
```
food.draw()
```
现在食物固定在左上角出现，我们希望食物是随机出现的，所以随机生成整数又可以上场了。
目前整个屏幕我们设计的是30×30的大小（共900个15×15个图块大小），如果食物出现的位置在边缘，那么蛇头很容易撞墙，导致游戏失败。体验感也是我们设计者应该考虑的问题，所以要适当的调整随机的范围，不要出现的边缘。
把30×30看成二维数组大小，那么行的取值在0~29，列也是0~29，那么去掉两行或两列后，范围应该设计如下，放在食物角色创建之后：
```python
food.x = random.randint(2,WIDTH//SIZE-3)*SIZE
food.y = random.randint(2,HEIGHT//SIZE-3)*SIZE
```
生成的数再乘SIZE，是为了计算实际屏幕中的像素坐标。
现在运行几次试试，看食物每次出现的位置一样吗？
###**2.让贪吃蛇“吃”食物**
如何判断贪吃蛇是否吃到食物呢？从我们的角度上看，当蛇头和食物重叠在一起的时候，就可以认为贪吃蛇吃到了食物。从程序角度理解，应该是蛇头的坐标和食物的坐标发生了重叠。不妨设计成吃食物的函数：
```python
def eat_food():
    if food.x == snake_head.x and food.y == snake_head.y:
        sounds.eat.play()
        food.x = random.randint(2, WIDTH//SIZE - 3) * SIZE
        food.y = random.randint(2,HEIGHT//SIZE - 3) * SIZE
```
代码解释：
如果食物和蛇头重叠，则播放吃东西的声音（eat.wav已放在sounds目录下），然后再出现在随机位置。
###**3.增长贪吃蛇的身体**
按游戏规则，当贪吃蛇吃完一个食物后，身体就会加长。
现在遇到下面的问题：
(1).如何让身体跟着蛇头走?
(2).如何让身体加长？
问题1：其实身体的每一部分也是一个"角色"，把这些"角色"放到列表中，当蛇头移动的时候，移动到的新位置创造一个新的"角色"，然后把尾部的"角色"删除。也就是说，实际上身体中的图块并没有移动，只是通过"增加"和"删除"的方式，让我们以为身体在"移动"。这种方式跟生活中的排队很像，在编程中我们叫队列。即一端出口，另一端入口。
问题2：
理解了身体怎么跟着蛇头走的，问题2也好解决了，只要控制好列表（列表保存的是组成身体的图块角色）长度即可。
所以，首先要在初始化部分，增加一个全局变量length。
```
length = 1
```
身体部分的角色，用body列表管理：
```
body = []
```
因为一开始只有蛇头，所以长度为1。在吃食物部分的代码判断，修改length的值。
```
length += 1
```
在update()中，实现身体列表的处理：下标0理解成队列的队尾，新增用队列的append()方法。
```
if len(body)==length:
    body.remove(body[0])
body.append(Actor("snake_body",(snake_head.x,snake_head.y)))
```
接着在画蛇头之前，先把身体画出来，不然蛇头会被身体覆盖掉。
目前位置，修改后的代码如下：
```python
import pgzrun
import random

SIZE = 15
WIDTH = SIZE * 30    #横的可以摆放30个图块
HEIGHT = SIZE * 30   #竖的可以摆放30个图块  总共900个图块的空间
方向 = "右"
counter = 0
length = 1
body = []

snake_head = Actor("snake_head",(30,30))
food = Actor("snake_food")
food.x = random.randint(2, WIDTH//SIZE - 3) * SIZE
food.y = random.randint(2,HEIGHT//SIZE - 3) * SIZE

def draw():
    screen.fill((255,255,255))
    food.draw()
    for b in body:
        b.draw()
    snake_head.draw()
    
    
def on_key_down(key):
    global 方向
    if key == keys.LEFT and 方向!="右":
        snake_head.x -= SIZE
        方向 = "左"
        snake_head.angle = 180
    if key == keys.RIGHT and 方向!="左":
        snake_head.x += SIZE
        方向 = "右"
        snake_head.angle = 0
    if key == keys.UP and 方向!="下":
        snake_head.y -= SIZE
        方向 = "上"
        snake_head.angle = -90
    if key == keys.DOWN and 方向!="上":
        snake_head.y += SIZE
        方向 = "下"
        snake_head.angle = 90

def update():
    eat_food()
    global counter
    counter += 1
    if counter < 10:
        return
    else:
        counter = 0
    if 方向 == "右":
        snake_head.x += SIZE
    elif 方向 == "左":
        snake_head.x -= SIZE
    elif 方向 == "上":
        snake_head.y -= SIZE
    else:
        snake_head.y += SIZE
    if len(body)==length:
        body.remove(body[0])
    body.append(Actor("snake_body",(snake_head.x,snake_head.y)))

def eat_food():
    global length
    if food.x == snake_head.x and food.y == snake_head.y:
        sounds.eat.play()
        food.x = random.randint(2, WIDTH//SIZE - 3) * SIZE
        food.y = random.randint(2,HEIGHT//SIZE - 3) * SIZE
        length += 1
    
pgzrun.go()
```
测试运行发现一个BUG，蛇头跑太快，身体没接上。
这是因为，按键事件是立刻触发的，而且按键事件中也加了移动，这样无形之中就加速了。所以需要删除按键事件中的移动。
修改如下：
```
def on_key_down(key):
    global 方向
    if key == keys.LEFT and 方向!="右":
        方向 = "左"
        snake_head.angle = 180
    if key == keys.RIGHT and 方向!="左":
        方向 = "右"
        snake_head.angle = 0
    if key == keys.UP and 方向!="下":
        方向 = "上"
        snake_head.angle = -90
    if key == keys.DOWN and 方向!="上":
        方向 = "下"
        snake_head.angle = 90
```
再次测试一下，看看头和身体是否还会断开。
###**4.判断贪吃蛇是否碰到窗口边界**
蛇头如果碰到边界，则游戏结束。我们建一个全局变量finished，用来判断游戏是否结束，在游戏初始化位置，加入下面代码：
```
finished = False
```
因为角色左上坐标为(left,top)，右下坐标为(right,bottom),所以越界有4种情况：

- 角色left属性小于0
 - 角色right属性大于WIDTH
 - 角色top属性小于0
 - 角色bottom属性大于HEIGHT
创建一个检查游戏是否结束的函数，check_gameover().
```
def check_gameover():
    global finished
    if snake_head.left < 0 or snake_head.right>WIDTH or snake_head.top < 0 or snake_head.bottom>HEIGHT:
        sounds.fail.play()
        finished = True
```
然后在update()方法中，加入函数check_gameover()。
###**5.判断贪吃蛇蛇头是否碰到身体**
这个逻辑很简答， 把身体列表的每一个角色的坐标跟蛇头的坐标进行对比，如果重叠，说明撞到了身体。但是，最后一个身体图块，原本就跟蛇头重叠的，因为每次都是在蛇头位置创造角色，然后移动蛇头的。所以，遍历身体列表的时候，要忽略最后一个图块（即跟蛇头重叠的图块）
check_gameover()函数修改如下：
```
def check_gameover():
    global finished
    if snake_head.left < 0 or snake_head.right>WIDTH or snake_head.top < 0 or snake_head.bottom>HEIGHT:
        sounds.fail.play()
        finished = True
    for i in range(len(body)-1):
        if body[i].x == snake_head.x and body[i].y == snake_head.y:
            sounds.fail.play()
            finished = True
            return
```
###**6.输出游戏结束信息**
在draw()函数中，加上游戏结束判断，然后输出文本。
```python
if finished==True:
    screen.draw.text("Game Over!",center=(WIDTH//2,HEIGHT//2),fontsize=50,color="red")
```

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