通過(guò)構(gòu)建一個(gè)簡(jiǎn)單的擲骰子游戲去學(xué)習(xí)怎么用Python編程

作者：Seth Kenlon 2020-11-30 13:16:29

不論是經(jīng)驗(yàn)豐富的老程序員，還是沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的新手，Python 都是一個(gè)非常好的編程語(yǔ)言。

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不論是經(jīng)驗(yàn)豐富的老程序員，還是沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的新手，Python 都是一個(gè)非常好的編程語(yǔ)言。

Python 是一個(gè)非常流行的編程語(yǔ)言，它可以用于創(chuàng)建桌面應(yīng)用程序、3D 圖形、視頻游戲、甚至是網(wǎng)站。它是非常好的首選編程語(yǔ)言，因?yàn)樗子趯W(xué)習(xí)，不像一些復(fù)雜的語(yǔ)言，比如，C、 C++、或 Java。即使如此， Python 依然也是強(qiáng)大且健壯的，足以創(chuàng)建高級(jí)的應(yīng)用程序，并且?guī)缀踹m用于所有使用電腦的行業(yè)。不論是經(jīng)驗(yàn)豐富的老程序員，還是沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的新手，Python 都是一個(gè)非常好的編程語(yǔ)言。

安裝 Python

在學(xué)習(xí) Python 之前，你需要先去安裝它：

Linux： 如果你使用的是 Linux 系統(tǒng)， Python 是已經(jīng)包含在里面了。但是，你如果確定要使用 Python 3 。應(yīng)該去檢查一下你安裝的 Python 版本，打開一個(gè)終端窗口并輸入：

python3 -V

如果提示該命令沒(méi)有找到，你需要從你的包管理器中去安裝 Python 3。

MacOS： 如果你使用的是一臺(tái) Mac，可以看上面 Linux 的介紹來(lái)確認(rèn)是否安裝了 Python 3。MacOS 沒(méi)有內(nèi)置的包管理器，因此，如果發(fā)現(xiàn)沒(méi)有安裝 Python 3，可以從 python.org/downloads/mac-osx 安裝它。即使 macOS 已經(jīng)安裝了 Python 2，你還是應(yīng)該學(xué)習(xí) Python 3。

Windows： 微軟 Windows 當(dāng)前是沒(méi)有安裝 Python 的。從 python.org/downloads/windows 安裝它。在安裝向?qū)е幸欢ㄒx擇 Add Python to PATH 來(lái)將 Python 執(zhí)行程序放到搜索路徑。

在 IDE 中運(yùn)行

在 Python 中寫程序，你需要準(zhǔn)備一個(gè)文本編輯器，使用一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（IDE）是非常實(shí)用的。IDE 在一個(gè)文本編輯器中集成了一些方便而有用的 Python 功能。IDLE 3 和 NINJA-IDE 是你可以考慮的兩種選擇：

IDLE 3

Python 自帶的一個(gè)基本的 IDE 叫做 IDLE。

IDLE

它有關(guān)鍵字高亮功能，可以幫助你檢測(cè)拼寫錯(cuò)誤，并且有一個(gè)“運(yùn)行”按鈕可以很容易地快速測(cè)試代碼。

要使用它：

在 Linux 或 macOS 上，啟動(dòng)一個(gè)終端窗口并輸入 idle3。
在 Windows，從開始菜單中啟動(dòng) Python 3。
- 如果你在開始菜單中沒(méi)有看到 Python，在開始菜單中通過(guò)輸入 cmd 啟動(dòng) Windows 命令提示符，然后輸入 C:\Windows\py.exe。
- 如果它沒(méi)有運(yùn)行，試著重新安裝 Python。并且確認(rèn)在安裝向?qū)е羞x擇了 “Add Python to PATH”。參考 docs.python.org/3/using/windows.html 中的詳細(xì)介紹。
- 如果仍然不能運(yùn)行，那就使用 Linux 吧！它是免費(fèi)的，只要將你的 Python 文件保存到一個(gè) U 盤中，你甚至不需要安裝它就可以使用。

Ninja-IDE

Ninja-IDE 是一個(gè)優(yōu)秀的 Python IDE。它有關(guān)鍵字高亮功能可以幫助你檢測(cè)拼寫錯(cuò)誤、引號(hào)和括號(hào)補(bǔ)全以避免語(yǔ)法錯(cuò)誤，行號(hào)（在調(diào)試時(shí)很有幫助）、縮進(jìn)標(biāo)記，以及運(yùn)行按鈕可以很容易地進(jìn)行快速代碼測(cè)試。

Ninja-IDE

要使用它：

安裝 Ninja-IDE。如果你使用的是 Linux，使用包管理器安裝是非常簡(jiǎn)單的；否則，從 NINJA-IDE 的網(wǎng)站上下載合適的安裝版本。
啟動(dòng) Ninja-IDE。
轉(zhuǎn)到 Edit 菜單，并選擇 Preferences 設(shè)置。
在 Preferences 窗口中，點(diǎn)擊 Execution 選項(xiàng)卡。
在 Execution 選項(xiàng)卡上，更改 python 為 python3。

Ninja-IDE 中的 Python3

告訴 Python 想做什么

關(guān)鍵字可以告訴 Python 你想要做什么。不論是在 IDLE 還是在 Ninja 中，轉(zhuǎn)到 File 菜單并創(chuàng)建一個(gè)新文件。對(duì)于 Ninja 用戶：不要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目，僅創(chuàng)建一個(gè)新文件。

在你的新的空文件中，在 IDLE 或 Ninja 中輸入以下內(nèi)容：

    print("Hello world.")

如果你使用的是 IDLE，轉(zhuǎn)到 Run 菜單并選擇 Run module 選項(xiàng)。
如果你使用的是 Ninja，在左側(cè)按鈕條中點(diǎn)擊 Run File 按鈕。

在 Ninja 中運(yùn)行文件

關(guān)鍵字 print 告訴 Python 去打印輸出在圓括號(hào)中引用的文本內(nèi)容。

雖然，這并不是特別刺激。在其內(nèi)部， Python 只能訪問(wèn)基本的關(guān)鍵字，像 print、 help，最基本的數(shù)學(xué)函數(shù)，等等。

可以使用 import 關(guān)鍵字加載更多的關(guān)鍵字。在 IDLE 或 Ninja 中開始一個(gè)新文件，命名為 pen.py。

警告：不要命名你的文件名為 turtle.py，因?yàn)槊麨?nbsp;turtle.py 的文件是包含在你正在控制的 turtle （海龜）程序中的。命名你的文件名為 turtle.py ，將會(huì)把 Python 搞糊涂，因?yàn)樗鼤?huì)認(rèn)為你將導(dǎo)入你自己的文件。

在你的文件中輸入下列的代碼，然后運(yùn)行它：

    import turtle

Turtle 是一個(gè)非常有趣的模塊，試著這樣做：

    turtle.begin_fill()
    turtle.forward(100)
    turtle.left(90)
    turtle.forward(100)
    turtle.left(90)
    turtle.forward(100)
    turtle.left(90)
    turtle.forward(100)
    turtle.end_fill()

看一看你現(xiàn)在用 turtle 模塊畫出了一個(gè)什么形狀。

要擦除你的海龜畫圖區(qū)，使用 turtle.clear() 關(guān)鍵字。想想看，使用 turtle.color("blue") 關(guān)鍵字會(huì)出現(xiàn)什么情況？

嘗試更復(fù)雜的代碼：

    import turtle as t
    import time
 
    t.color("blue")
    t.begin_fill()
 
    counter=0
 
    while counter < 4:
        t.forward(100)
        t.left(90)
        counter = counter+1
 
    t.end_fill()
    time.sleep(5)

運(yùn)行完你的腳本后，是時(shí)候探索更有趣的模塊了。

通過(guò)創(chuàng)建一個(gè)游戲來(lái)學(xué)習(xí) Python

想學(xué)習(xí)更多的 Python 關(guān)鍵字，和用圖形編程的高級(jí)特性，讓我們來(lái)關(guān)注于一個(gè)游戲邏輯。在這個(gè)教程中，我們還將學(xué)習(xí)一些關(guān)于計(jì)算機(jī)程序是如何構(gòu)建基于文本的游戲的相關(guān)知識(shí)，在游戲里面計(jì)算機(jī)和玩家擲一個(gè)虛擬骰子，其中擲的最高的是贏家。

規(guī)劃你的游戲

在寫代碼之前，最重要的事情是考慮怎么去寫。在他們寫代碼之前，許多程序員是先寫簡(jiǎn)單的文檔，這樣，他們就有一個(gè)編程的目標(biāo)。如果你想給這個(gè)程序?qū)憘€(gè)文檔的話，這個(gè)游戲看起來(lái)應(yīng)該是這樣的：

啟動(dòng)擲骰子游戲并按下 Return 或 Enter 去擲骰子
結(jié)果打印在你的屏幕上
提示你再次擲骰子或者退出

這是一個(gè)簡(jiǎn)單的游戲，但是，文檔會(huì)告訴你需要做的事很多。例如，它告訴你寫這個(gè)游戲需要下列的組件：

玩家：你需要一個(gè)人去玩這個(gè)游戲。
AI：計(jì)算機(jī)也必須去擲，否則，就沒(méi)有什么輸或贏了
隨機(jī)數(shù)：一個(gè)常見的六面骰子表示從 1-6 之間的一個(gè)隨機(jī)數(shù)
運(yùn)算：一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)運(yùn)算去比較一個(gè)數(shù)字與另一個(gè)數(shù)字的大小
一個(gè)贏或者輸?shù)男畔?/li>
一個(gè)再次玩或退出的提示

制作擲骰子游戲的 alpha 版

很少有程序，一開始就包含其所有的功能，因此，它們的初始版本僅實(shí)現(xiàn)最基本的功能。首先是幾個(gè)定義：

變量是一個(gè)經(jīng)常要改變的值，它在 Python 中使用的非常多。每當(dāng)你需要你的程序去“記住”一些事情的時(shí)候，你就要使用一個(gè)變量。事實(shí)上，運(yùn)行于代碼中的信息都保存在變量中。例如，在數(shù)學(xué)方程式 x + 5 = 20 中，變量是 x ，因?yàn)樽帜?nbsp; x 是一個(gè)變量占位符。

整數(shù)是一個(gè)數(shù)字，它可以是正數(shù)也可以是負(fù)數(shù)。例如，1 和 -1 都是整數(shù)，因此，14、21，甚至 10947 都是。

在 Python 中變量創(chuàng)建和使用是非常容易的。這個(gè)擲骰子游戲的初始版使用了兩個(gè)變量： player 和 ai。

在命名為 dice_alpha.py 的新文件中輸入下列代碼：

    import random
 
    player = random.randint(1,6)
    ai = random.randint(1,6)
 
    if player > ai :
        print("You win")  # notice indentation
    else:
        print("You lose")

啟動(dòng)你的游戲，確保它能工作。

這個(gè)游戲的基本版本已經(jīng)工作的非常好了。它實(shí)現(xiàn)了游戲的基本目標(biāo)，但是，它看起來(lái)不像是一個(gè)游戲。玩家不知道他們搖了什么，電腦也不知道搖了什么，并且，即使玩家還想玩但是游戲已經(jīng)結(jié)束了。

這是軟件的初始版本（通常稱為 alpha 版）。現(xiàn)在你已經(jīng)確信實(shí)現(xiàn)了游戲的主要部分（擲一個(gè)骰子），是時(shí)候該加入到程序中了。

改善這個(gè)游戲

在你的游戲的第二個(gè)版本中（稱為 beta 版），將做一些改進(jìn)，讓它看起來(lái)像一個(gè)游戲。

1、描述結(jié)果

不要只告訴玩家他們是贏是輸，他們更感興趣的是他們擲的結(jié)果。在你的代碼中嘗試做如下的改變：

    player = random.randint(1,6)
    print("You rolled " + player)
 
    ai = random.randint(1,6)
    print("The computer rolled " + ai)

現(xiàn)在，如果你運(yùn)行這個(gè)游戲，它將崩潰，因?yàn)?Python 認(rèn)為你在嘗試做數(shù)學(xué)運(yùn)算。它認(rèn)為你試圖在 player 變量上加字母 You rolled ，而保存在其中的是數(shù)字。

你必須告訴 Python 處理在 player 和 ai 變量中的數(shù)字，就像它們是一個(gè)句子中的單詞（一個(gè)字符串）而不是一個(gè)數(shù)學(xué)方程式中的一個(gè)數(shù)字（一個(gè)整數(shù)）。

在你的代碼中做如下的改變：

    player = random.randint(1,6)
    print("You rolled " + str(player) )
 
    ai = random.randint(1,6)
    print("The computer rolled " + str(ai) )

現(xiàn)在運(yùn)行你的游戲?qū)⒖吹皆摻Y(jié)果。

2、讓它慢下來(lái)

計(jì)算機(jī)運(yùn)行的非常快。人有時(shí)可以很快，但是在游戲中，產(chǎn)生懸念往往更好。你可以使用 Python 的 time 函數(shù)，在這個(gè)緊張時(shí)刻讓你的游戲慢下來(lái)。

    import random
    import time
 
    player = random.randint(1,6)
    print("You rolled " + str(player) )
 
    ai = random.randint(1,6)
    print("The computer rolls...." )
    time.sleep(2)
    print("The computer has rolled a " + str(player) )
 
    if player > ai :
        print("You win")  # notice indentation
    else:
        print("You lose")

啟動(dòng)你的游戲去測(cè)試變化。

3、檢測(cè)關(guān)系

如果你多玩幾次你的游戲，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)，即使你的游戲看起來(lái)運(yùn)行很正確，它實(shí)際上是有一個(gè) bug 在里面：當(dāng)玩家和電腦搖出相同的數(shù)字的時(shí)候，它就不知道該怎么辦了。

去檢查一個(gè)值是否與另一個(gè)值相等，Python 使用 ==。那是個(gè)“雙”等號(hào)標(biāo)記，不是一個(gè)。如果你僅使用一個(gè)，Python 認(rèn)為你嘗試去創(chuàng)建一個(gè)新變量，但是，實(shí)際上你是去嘗試做數(shù)學(xué)運(yùn)算。

當(dāng)你想有比兩個(gè)選項(xiàng)（即，贏或輸）更多的選擇時(shí)，你可以使用 Python 的 elif 關(guān)鍵字，它的意思是“否則，如果”。這允許你的代碼去檢查，是否在“許多”結(jié)果中有一個(gè)是 true，而不是只檢查“一個(gè)”是 true。

像這樣修改你的代碼：

    if player > ai :
        print("You win")  # notice indentation
    elif player == ai:
        print("Tie game.")
    else:
        print("You lose")

多運(yùn)行你的游戲幾次，去看一下你能否和電腦搖出一個(gè)平局。

編寫最終版

你的擲骰子游戲的 beta 版的功能和感覺(jué)比起 alpha 版更像游戲了，對(duì)于最終版，讓我們來(lái)創(chuàng)建你的第一個(gè) Python 函數(shù)。

函數(shù)是可以作為一個(gè)獨(dú)立的單元來(lái)調(diào)用的一組代碼的集合。函數(shù)是非常重要的，因?yàn)椋蠖鄶?shù)應(yīng)用程序里面都有許多代碼，但不是所有的代碼都只運(yùn)行一次。函數(shù)可以啟用應(yīng)用程序并控制什么時(shí)候可以發(fā)生什么事情。

將你的代碼變成這樣：

    import random
    import time
 
    def dice():
        player = random.randint(1,6)
        print("You rolled " + str(player) )
 
        ai = random.randint(1,6)
        print("The computer rolls...." )
        time.sleep(2)
        print("The computer has rolled a " + str(player) )
 
        if player > ai :
            print("You win")  # notice indentation
        else:
            print("You lose")
 
        print("Quit? Y/N")
        cont = input()
 
        if cont == "Y" or cont == "y":
            exit()
        elif cont == "N" or cont == "n":
            pass
        else:
            print("I did not understand that. Playing again.")

游戲的這個(gè)版本，在他們玩游戲之后會(huì)詢問(wèn)玩家是否退出。如果他們用一個(gè) Y 或 y 去響應(yīng)， Python 就會(huì)調(diào)用它的 exit 函數(shù)去退出游戲。

更重要的是，你將創(chuàng)建一個(gè)稱為 dice 的你自己的函數(shù)。這個(gè) dice 函數(shù)并不會(huì)立即運(yùn)行，事實(shí)上，如果在這個(gè)階段你嘗試去運(yùn)行你的游戲，它不會(huì)崩潰，但它也不會(huì)正式運(yùn)行。要讓 dice 函數(shù)真正運(yùn)行起來(lái)做一些事情，你必須在你的代碼中去調(diào)用它。

在你的現(xiàn)有代碼下面增加這個(gè)循環(huán)，前兩行就是上文中的前兩行，不需要再次輸入，并且要注意哪些需要縮進(jìn)哪些不需要。要注意縮進(jìn)格式。

        else:
            print("I did not understand that. Playing again.")
 
    # main loop
    while True:
        print("Press return to roll your die.")
        roll = input()
        dice()

while True 代碼塊首先運(yùn)行。因?yàn)?nbsp;True 被定義為總是真，這個(gè)代碼塊將一直運(yùn)行，直到 Python 告訴它退出為止。

while True 代碼塊是一個(gè)循環(huán)。它首先提示用戶去啟動(dòng)這個(gè)游戲，然后它調(diào)用你的 dice 函數(shù)。這就是游戲的開始。當(dāng) dice 函數(shù)運(yùn)行結(jié)束，根據(jù)玩家的回答，你的循環(huán)再次運(yùn)行或退出它。

使用循環(huán)來(lái)運(yùn)行程序是編寫應(yīng)用程序最常用的方法。循環(huán)確保應(yīng)用程序保持長(zhǎng)時(shí)間的可用，以便計(jì)算機(jī)用戶使用應(yīng)用程序中的函數(shù)。