Гра «Змійка», частина 3: Переймаємо контроль

Це фрагмент книги Python з нуля, яка допоможе вам навчитися програмуванню з нуля. Ви можете знайти його на Allegro, Empik та в інтернет-книгарнях.

У цьому розділі ми використаємо реалізовану нами логіку, щоб нарешті можна було зіграти в нашу гру.

Оскільки логіка гри в нас уже реалізована, зараз достатньо її просто використати. Повернімося до файлу game.py. Нам не обійтися без імпорту Position, Direction i GameState.

from position import Position
from direction import Direction
from game_state import GameState

Спершу нам потрібно створити об’єкт із класу GameState і встановити його початкові значення. Для встановлення цих значень у нас уже є функція set_initial_position. Тож ми можемо заповнити snake, direction і food будь-якими значеннями, після чого викликати set_initial_position, щоб перетворити їх на правильні початкові значення.

state = GameState(
    snake=None,
    direction=None,
    food=None,
    field_size=CUBES_NUM
)
state.set_initial_position()

Ми тепер можемо зробити у нашому циклі крок, а потім відобразити новий стан за допомогою попередньо реалізованої функції draw.

while True:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            quit()

    state.step()
    draw(state.snake, state.food)

Однак, якщо ми це зробимо, наша "змійка" буде рухатися так швидко, що розмиватиметься. Потрібно встановити її швидкість, і ми це зробимо за допомогою об’єкта pygame.time.Clock(). Коли ми викличемо функцію tick у нашому циклі, вона сповільнить тіло "змійки" так, щоб воно викликалося певну кількість разів на секунду. Тож, якщо ми викличемо tick(10) в циклі, "змійка" робитиме 10 кроків за секунду. Для початку це хороша швидкість гри. Для того, щоб спростити або ускладнити гру, можна збільшити або зменшити це значення.

clock = pygame.time.Clock()
while True:
    clock.tick(10)

    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            quit()

    state.step()
    draw(state.snake, state.food)

Якщо ми запустимо нашу гру зараз, "змійка" повинна рухатися. Але оскільки ми досі нею не керуємо, вона весь час рухатиметься по колу. Тож настав час перейняти над нею контроль.

Керування

Коли ми натискаємо кнопку на клавіатурі, інформація про це передається як подія, англійською - "event". Під час кожної ітерації ми можемо відстежувати [^303_1] такі події. Скажу більше, за одним видом подій ми уже стежимо. Поки що лише за подією, яка закінчує гру, а зараз почнемо також фіксувати натискання кнопок, які нас цікавлять.

У PyGame ми використовуємо функцію pygame.event.get(), щоб отримати всі події, які відбулися з часу останнього запиту. Вона повертає об’єкт, після якого ми можемо рухатися циклом for. Тому зазвичай, щоб впоратися з усіма подіями, які виникають у ході гри, використовується for event in pygame.event.get(). Зрештою, гравець може, наприклад, майже одночасно натиснути стрілку і закрити гру. Оскільки ми не хочемо пропустити жодну подію, ми обробляємо їх послідовно.

Ми ідентифікуємо подію насамперед за її типом, тобто атрибутом type. Якщо він дорівнює pygame.QUIT [^303_2], це означає, що гру було закрито. Подія, яка вказує на натискання кнопки, має тип pygame.KEYDOWN.

Оскільки ми вже знаємо, що наша подія - це натискання кнопки, перевірмо, що це за кнопка. Код кнопки зберігається в атрибуті key, а коди стрілок ліворуч, праворуч, вгору та вниз - це, відповідно, pygame.K_LEFT, pygame.K_RIGHT, pygame.K_UP і pygame.K_DOWN [^303_3]. Тож ми використаємо наступний if-elif, щоб визначити, як нам реагувати на кожну зі стрілок, які нас цікавлять.

while True:
    clock.tick(10)

    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            quit()

        elif event.type == pygame.KEYDOWN:
            if event.key == pygame.K_LEFT:
                state.direction = Direction.LEFT

            elif event.key == pygame.K_RIGHT:
                state.direction = Direction.RIGHT

            elif event.key == pygame.K_UP:
                state.direction = Direction.UP

            elif event.key == pygame.K_DOWN:
                state.direction = Direction.DOWN

    state.step()
    draw(state.snake, state.food)

Чи можу я зробити цей крок?

Тепер у нашу гру можна грати, але досі є деякі проблеми. Не всі напрямки руху дозволені. "Змійка" може рухатися вперед, повертати праворуч або ліворуч. Однак вона не повинна розвертатися у протилежному напрямі. Уявіть ситуацію, коли "змійка" рухається праворуч, а гравець натискає стрілку руху ліворуч. Що би сталося? "Голова" наступила б на шию, тобто на частину "змійки", що означало б закінчення гри. Тобто для кожного напрямку руху одна зі стрілок означає самогубство "змійки". Гра з таким обмеженням була б не дуже приємна. Щоб цього не ставалося, ми маємо заблокувати рух у недозволеному напрямку.

Для цього ми будемо використовувати функцію turn, яка змінюватиме напрям руху "змійки", але тільки якщо новий напрямок буде дозволено. Почнемо з тесту, який перевірить, чи працює наша функція. Ми поставимо "змійку" в таке ж положення, як перед смертю під час тесту test_snake_dies. Справа в тому, що наша функція перевіряла лише, щоб "змійка" не наступала на своє власне тіло, але дозволяла їй наступати собі на "хвіст". У цій конфігурації "змійка" може повертати вгору (що означало би її смерть), ліворуч і вниз. Однак вона не може повернути праворуч, тому що вона звідти йде.

# Новий метод у GameStateTest
def test_turn(self):
    state = GameState(
        snake=[
            Position(1, 2),
            Position(2, 2),
            Position(3, 2),
            Position(3, 3),
            Position(2, 3)
        ],
        direction=Direction.UP,
        food=Position(3, 1),
        field_size=25
    )

    state.turn(Direction.LEFT)
    self.assertEqual(Direction.LEFT, state.direction)

    state.turn(Direction.UP)
    self.assertEqual(Direction.UP, state.direction)

    state.turn(Direction.DOWN)
    self.assertEqual(Direction.DOWN, state.direction)

    state.turn(Direction.RIGHT)
    # Лишається старе значення,
    # тому що не можна повертати праворуч
    self.assertEqual(Direction.DOWN, state.direction)

Логіка цієї функції проста. Якщо "змійка" може повернути в певному напрямку, вона повинна це зробити.

# Новий метод у класі GameState
def turn(self, direction):
    if self.can_turn(direction):
        self.direction = direction

Цей метод залежить від метода can_turn, на якому ми зараз зосередимося. Але почнемо знову з тесту.

# Новий метод у класі GameStateTest
def test_can_turn(self):
    state = GameState(
        snake=[
            Position(1, 2),
            Position(2, 2),
            Position(3, 2),
            Position(3, 3),
            Position(2, 3)
        ],
        direction=Direction.UP,
        food=Position(3, 1),
        field_size=25
    )

    self.assertEqual(
        True,
        state.can_turn(Direction.LEFT)
    )
    self.assertEqual(
        True,
        state.can_turn(Direction.UP)
    )
    self.assertEqual(
        True,
        state.can_turn(Direction.DOWN)
    )
    self.assertEqual(
        False,
        state.can_turn(Direction.RIGHT)
    )

Як написати такий метод? Як уже згадувалося, найпростіший спосіб — перевірити, чи нове положення "голови" "змійки" не збігається з положенням "шиї", тобто фрагментом "змійки", розташованим одразу перед "головою". "Шия" - це snake[-2], нове положення "голови" можна визначити за допомогою next_head, а для порівняння можна використати знак !=.

# Новий метод у класі GameState
def can_turn(self, direction):
    new_head = self.next_head(direction)
    return new_head != self.snake[-2]

Коли ми маємо цю функцію, нам достатньо модифікувати управління, щоб натискання клавіш замість зміни значення змінної direction викликало метод turn. Ось весь наш цикл гри із визначенням стану:

state = GameState(
    snake=None,
    direction=None,
    food=None,
    field_size=CUBES_NUM,
)
state.set_initial_position()

clock = pygame.time.Clock()
while True:
    clock.tick(10)

    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            quit()

        elif event.type == pygame.KEYDOWN:

            if event.key == pygame.K_LEFT:
                state.turn(Direction.LEFT)

            elif event.key == pygame.K_RIGHT:
                state.turn(Direction.RIGHT)

            elif event.key == pygame.K_UP:
                state.turn(Direction.UP)

            elif event.key == pygame.K_DOWN:
                state.turn(Direction.DOWN)

    state.step()
    draw(state.snake, state.food)

Завершення

Ось і все. Ми добряче попрацювали, але нарешті можемо зіграти у "Змійку". Поб’єш мій рекорд? Я дійшов до... навіть не знаю, тому що ми не зробили лічильника очок, але моя "змійка" була справді довга.

Тож у цій грі ще багато можна зробити. Наприклад:

додати лічильник очок;
зробити так, щоб зіткнення з кінцем поля вбивало "змійку";
додати на полі кілька перешкод;
намалювати "змійці" очі та покращити вигляд "хвоста", поля та "їжі";
сповільнити "змійку", але додати прискорення з часом;
додати можливість зупинити гру (наприклад, пробілом);
додати екран із демонстрацією результату після смерті "змійки";
додати перелік найкращих результатів (що потребує зберігання результатів на диску).

https://github.com/MarcinMoskala/snake

Замість посилання можна скористатися цим QR-кодом.

У проєкті в папці "1-daj-mi-okno-na-swiat" є код, який повинен бути створений після першого розділу "Дай мені вікно у світ", а в папці "2-zmiana-stanu" — код, який має бути написаний після другого розділу "Зміна стану". Решта файлів — це остаточний код гри.

[^303_1]: У програмуванні ми говоримо про відстеження, коли визначаємо певну поведінку, яка має відбутися, коли стається визначена подія.
[^303_2]: Щоб дізнатися більше про типи подій, переглянь документацію пакета, а також форуми, StackOverflow та інші сайти для обговорень.
[^303_3]: Якщо ти хочеш додати реакції на інші клавіші, усі вони починаються з K_. Для літер і цифр після цього записується відповідна літера або цифра, напр. K_2, K_a.

Гра «Змійка», частина 3: Переймаємо контроль

Керування

Чи можу я зробити цей крок?

Завершення

Автор:

Рецензенти:

Коментарі