Python实现吃豆人游戏详解（内附完整代码）

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一、吃豆人游戏背景

吃豆人是一款由Namco公司在1980年推出的经典街机游戏。游戏的主角是一个黄色的小圆点，它必须在迷宫中吃掉所有的点数，同时避免被四处游荡的幽灵捉到。如果玩家能够吃掉所有的点数，并且成功避开幽灵，就可以进入下一关，挑战更加复杂的迷宫和更快的幽灵。

二、Python 实现概述

下面我们将使用 Python 编程语言，结合 turtle 模块来实现一个简化版的 Pacman 游戏。turtle 模块是 Python 的标准库之一，它提供了一个绘图板，非常适合用来绘制游戏界面和控制游戏角色的移动。
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三、代码步骤详解

1. 导入必要的模块

from random import choice
from turtle import *
from freegames import floor, vector

这里导入了三个模块：

  • random 用于实现幽灵的随机移动。
  • turtle 用于绘制图形界面。
  • freegames 是一个第三方库，提供了 floor 函数和 vector 类，用于处理向量和地板数。

2. 初始化游戏状态

state = {'score': 0}

定义了一个字典 state 来存储游戏的状态，初始分数为 0。
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创建一个不可见的Turtle对象用于绘制游戏地图：

path = Turtle(visible=False)

创建一个不可见的Turtle对象用于显示分数：

writer = Turtle(visible=False)

设置吃豆人的目标向量，初始为向右移动

aim = vector(5, 0)

3. 设置 Pacman 和幽灵的初始位置及移动方向

pacman = vector(-40, -80)
ghosts = [
    [vector(-180, 160), vector(5, 0)],
    # 其他幽灵的初始位置和移动方向
]

Pacman 的初始位置设置在屏幕的中心偏左上方，幽灵的初始位置和移动方向被存储在一个列表中。

4. 定义迷宫地图

tiles = [
    # 迷宫地图的数据
]

迷宫地图使用一个一维数组表示，数组中的元素为 0 或 1，0 表示通道，1 表示墙壁。
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5. 定义绘制正方形的函数

def square(x, y):
    """在 (x, y) 位置使用 path 绘制正方形。"""
    path.up()
    path.goto(x, y)
    path.down()
    path.begin_fill()
    for count in range(4):
        path.forward(20)
        path.left(90)
    path.end_fill()

使用 path 画笔在指定位置绘制正方形，用于构建迷宫的墙壁。

6. 定义计算偏移量的函数

def offset(point):
    """返回 point 在 tiles 中的偏移量。"""
    x = (floor(point.x, 20) + 200) / 20
    y = (180 - floor(point.y, 20)) / 20
    index = int(x + y * 20)
    return index

将 Pacman 或幽灵的坐标转换为迷宫地图数组中的索引。

7. 定义检查位置有效性的函数

def valid(point):
    """如果 point 在 tiles 中有效，则返回 True。"""
    index = offset(point)
    if tiles[index] == 0:
        return False
    index = offset(point + 19)
    if tiles[index] == 0:
        return False
    return point.x % 20 == 0 or point.y % 20 == 0

确保 Pacman 和幽灵不会移动到墙壁上。

8. 定义绘制迷宫世界的函数

def world():
    """使用 path 绘制世界。"""
    bgcolor('black')
    path.color('blue')
    for index in range(len(tiles)):
        tile = tiles[index]
        if tile > 0:
            x = (index % 20) * 20 - 200
            y = 180 - (index // 20) * 20
            square(x, y)
            if tile == 1:
                path.up()
                path.goto(x + 10, y + 10)
                path.dot(2, 'white')

绘制迷宫的墙壁和通道。

9. 定义移动 Pacman 和幽灵的函数

def move():
    """Move pacman and all ghosts."""
    # Pacman 和幽灵的移动逻辑

控制 Pacman 和幽灵的移动，包括 Pacman 的转向和幽灵的随机移动。

10. 定义改变 Pacman 移动方向的函数

def change(x, y):
    """Change pacman aim if valid."""
    # 如果方向改变是有效的，则更新 Pacman 的移动方向

根据玩家的按键输入改变 Pacman 的移动方向。

11. 设置游戏界面

setup(420, 420, 370, 0)
hideturtle()
tracer(False)
# 其他界面设置代码

初始化游戏窗口的大小和画笔的隐藏等。

12. 绑定键盘事件

listen()
onkey(lambda: change(5, 0), 'Right')
# 其他按键绑定代码

绑定键盘的箭头键到 Pacman 的移动方向改变函数。

13. 启动游戏循环

world()
move()
done()

绘制迷宫，启动游戏循环，并在游戏结束后调用 done 函数。

四、完整代码及注释

# 导入random模块中的choice函数，用于随机选择
from random import choice
# 导入turtle模块，用于绘制图形界面
from turtle import *
# 导入freegames模块中的floor和vector函数，用于处理向量和地板函数
from freegames import floor, vector

# 初始化游戏状态字典，包含分数
state = {'score': 0}
# 创建一个不可见的Turtle对象用于绘制游戏地图
path = Turtle(visible=False)
# 创建一个不可见的Turtle对象用于显示分数
writer = Turtle(visible=False)
# 设置吃豆人的目标向量，初始为向右移动
aim = vector(5, 0)
# 设置吃豆人的位置
pacman = vector(-40, -80)
# 设置幽灵的初始位置和移动向量，有四个幽灵
ghosts = [
    [vector(-180, 160), vector(5, 0)],
    [vector(-180, -160), vector(0, 5)],
    [vector(100, 160), vector(0, -5)],
    [vector(100, -160), vector(-5, 0)],
]
# 设置游戏地图的格子，0表示通道，1表示墙壁
tiles = [
    0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
    0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0,
    0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0,
    0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0,
    0, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0,
    0, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0,
    0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
    0, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
    0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0,
    0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0,
    0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0,
    0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0,
    0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0,
    0, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0,
    0, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0,
    0, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0,
    0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0,
    0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0,
    0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
    0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
]

# 定义绘制正方形的函数
def square(x, y):
    """使用path在(x, y)位置绘制正方形。"""
    path.up()  # 提起画笔
    path.goto(x, y)  # 移动到指定位置
    path.down()  # 放下画笔
    path.begin_fill()  # 开始填充
    for count in range(4):  # 绘制四条边
        path.forward(20)
        path.left(90)
    path.end_fill()  # 结束填充

# 定义获取点在地图格子中的偏移量的函数
def offset(point):
    """返回点在tiles中的偏移量。"""
    # 计算x和y的偏移量，并转换为索引
    x = (floor(point.x, 20) + 200) / 20
    y = (180 - floor(point.y, 20)) / 20
    index = int(x + y * 20)
    return index

# 定义检查点是否有效的函数
def valid(point):
    """如果点在tiles中有效，则返回True。"""
    # 检查点是否在通道上
    index = offset(point)
    if tiles[index] == 0:
        return False
    # 检查点移动后的位置是否在通道上
    index = offset(point + 19)
    if tiles[index] == 0:
        return False
    # 如果点在格子的边缘，则有效
    return point.x % 20 == 0 or point.y % 20 == 0

# 定义绘制世界地图的函数
def world():
    """使用path绘制世界地图。"""
    bgcolor('black')  # 设置背景颜色为黑色
    path.color('blue')  # 设置绘制颜色为蓝色
    # 遍历tiles数组，绘制每个格子
    for index in range(len(tiles)):
        tile = tiles[index]
        if tile > 0:
            x = (index % 20) * 20 - 200
            y = 180 - (index // 20) * 20
            square(x, y)  # 绘制正方形
            if tile == 1:
                path.up()  # 提起画笔
                path.goto(x + 10, y + 10)  # 移动到指定位置
                path.dot(2, 'white')  # 绘制小点

# 定义移动吃豆人和所有幽灵的函数
def move():
    """移动吃豆人和所有幽灵。"""
    # 更新分数显示
    writer.undo()
    writer.write(state['score'])
    clear()  # 清除屏幕
    # 检查吃豆人的目标位置是否有效，如果有效则移动
    if valid(pacman + aim):
        pacman.move(aim)
    # 检查吃豆人是否吃到豆子，如果吃到则增加分数并更新地图
    index = offset(pacman)
    if tiles[index] == 1:
        tiles[index] = 2
        state['score'] += 1
        x = (index % 20) * 20 - 200
        y = 180 - (index // 20) * 20
        square(x, y)  # 绘制被吃掉的豆子位置
    # 绘制吃豆人
    up()
    goto(pacman.x + 10, pacman.y + 10)
    dot(20, 'yellow')
    # 移动每个幽灵
    for point, course in ghosts:
        if valid(point + course):
            point.move(course)
        else:
            # 如果幽灵的目标位置无效，则随机选择一个方向移动
            options = [
                vector(5, 0),
                vector(-5, 0),
                vector(0, 5),
                vector(0, -5),
            ]
            plan = choice(options)
            course.x = plan.x
            course.y = plan.y
        up()
        goto(point.x + 10, point.y + 10)
        dot(20, 'red')  # 绘制幽灵
    update()  # 更新屏幕显示
    # 检查吃豆人是否被幽灵抓到，如果是则结束游戏
    for point, course in ghosts:
        if abs(pacman - point) < 20:
            return
    # 每100毫秒调用一次move函数，实现连续移动
    ontimer(move, 100)

# 定义改变吃豆人移动方向的函数
def change(x, y):
    """如果有效，则改变吃豆人的目标方向。"""
    if valid(pacman + vector(x, y)):
        aim.x = x
        aim.y = y

# 初始化游戏窗口
setup(420, 420, 370, 0)
hideturtle()  # 隐藏turtle图形
tracer(False)  # 关闭动画
writer.goto(160, 160)  # 设置分数显示位置
writer.color('white')  # 设置分数颜色为白色
writer.write(state['score'])  # 显示初始分数
listen()  # 开启键盘监听
# 设置键盘按键与改变方向的绑定
onkey(lambda: change(5, 0), 'Right')
onkey(lambda: change(-5, 0), 'Left')
onkey(lambda: change(0, 5), 'Up')
onkey(lambda: change(0, -5), 'Down')
# 绘制游戏地图
world()
# 开始游戏循环
move()
# 游戏结束
done()

以上就是使用 Python 和 turtle 模块实现简化版 Pacman 游戏的详细步骤和代码解析。希望这不仅能够帮助你理解游戏的实现原理，也能够激发你进一步探索和创造属于自己的游戏。如果你有任何问题或想要讨论更多的游戏开发技巧，欢迎随时交流。

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