趣味Python游戏编程：第2章 用鼠标控制游戏：拼图

趣味Python游戏编程：第2章 用鼠标控制游戏：拼图

在第1章中，我们完成了一个弹跳小球的游戏。虽然实现了小球图像的移动和显示，但是准确来说，它还不能算作一个游戏。因为游戏是用来“玩”的，也就是说，玩家需要通过某种方式来操作游戏的角色，而在弹跳小球游戏中，小球只是自己在不停地移动，它的运动并没有受到我们的控制。若想编写一款真正的游戏，则要考虑为游戏添加控制操作。

在本章中，我们将一起编写一个拼图游戏，即将一些零散的图片块拼合成一幅完整的图像。我们希望通过鼠标来操作图片块，具体来说，当玩家用鼠标单击图片块时可以移动它的位置，当所有的图片块都移动到正确位置时游戏便完成了。让我们一起来编写这个游戏吧！

本章主要涉及如下知识点：

自动创建多个不同角色

使用随机函数

处理鼠标单击事件

模块化编程方法

播放声音文件

在窗口显示文字

2.1　添加图片块

2.1.1　准备图片资源

由于拼图游戏是将一系列小的图片块拼成一幅完整的大图像，因此首先需为游戏准备一些小图片，要保证每一张小图片都是完整图像的某个组成部分。在拼图游戏中，图片块越多，操作的难度就越大。为了简单起见，这里只使用了9张图片来完成拼图，如图2.1所示。

2.1.2　创建游戏场景

作为游戏程序编写的第一步，需要创建一个游戏角色活动的场景。首先确定场景的大小。我们的游戏使用9个图片块来完成拼图，最终图像的尺寸应该是3×3个图片块大小，即水平方向3个图片块，垂直方向也是3个图片块。每个图片块的宽度和高度都是96像素，因此最终图像的宽度和高度则都是96的3倍，以此作为游戏场景的宽度和高度值，代码如下所示：

SIZE = 96
WIDTH = SIZE * 3
HEIGHT = SIZE * 3

上述代码首先定义了一个常量SIZE，用来表示图片块的尺寸。然后将场景的宽度WIDTH和高度HEIGHT分别设置为SIZE的3倍。

接着显示场景，这就需要在draw()函数中进行处理。为程序加入如下代码：

def draw():
    screen.fill((255, 255, 255))

可以看到，这里仍然采用最简单的办法，即使用单一的颜色来填充整个游戏场景。这里使用白色作为背景颜色。

2.1.3　用列表管理图片块

游戏场景已经准备好了，接下来要考虑创建游戏角色。对于拼图游戏来说，游戏角色就是玩家需要操纵的图片块，准确来说，每一个图片块都对应着一个游戏角色。在弹跳小球游戏中，我们学习了如何创建游戏角色，以及如何对多个游戏角色统一管理，现在是时候将之前学到的知识运用一下了！

还记得吗？可以通过Actor()构造方法来创建一个角色，只需要将角色的图片文件名作为参数传递给Actor()方法即可。例如创建第一个图片块角色的代码可以这样写：

pic = Actor("puzzle_pic0" )

为了管理9个图片块，需要定义一个列表，将创建的图片块角色统统加入其中。代码如下所示：

pics = [ ]
pics.append(pic)

上述代码中首先定义了一个图片块列表pics，然后调用append()方法将刚才创建的图片块角色pic加入列表。

那么问题来了，总共有9张图片，难道要一张一张地创建角色并加入列表吗？当然不用亲自动手，重复的操作交给循环语句来处理就好了。由于知道循环的确切次数，可以使用计数循环来完成创建角色的操作，在这里循环的次数为8次。

慢着，是不是弄错了，一共9张图片，难道循环次数不是9次吗？没错，只有8次。根据游戏规则，需要移动图片块的位置，倘若将全部的9张图片都加入游戏场景，那么图片块就没移动的空间了，因此需要预留一个空白的区域用来移动图片块。

原来如此。那么还有一个问题就是，每个图片文件的名字都不一样，怎么在循环语句中通过不同的文件名来创建相应的图片块角色呢？这个问题不难解决。请仔细看看图2.1中展示的图片文件名，你会发现所有文件名的前面都是一串相同的字符“puzzle_pic”，只是后面接了个不同的数字（按照从0到8的顺序依次编号）。其实这样来命名就是为了便于循环操作的。

我们可以将图片文件的名字分为两部分，前面是字符串“puzzle_pic”，后面是数字，而数字的编号恰好可以和循环变量的值对应起来。于是可以编写如下代码来自动创建所有图片块角色：
for i in range(8):
pic = Actor(“puzzle_pic” + str(i))
pic.index = i
pics.append(pic)

需要注意的是，由于循环变量i的类型是整型，而图片文件名的类型是字符型，为了将i的值转化为图片文件名中的字符，首先需要调用Python内置的str()函数进行类型转换，然后通过字符串连接操作符“+”将文件名的前后两部分连接起来，从而形成完整的图片文件名。

接着将完整的图片文件名传入Actor()方法，便可创建相应的图片块角色。角色创建之后随即将其加入图片块列表。

此外，上述代码还为每个图片块角色定义了一个属性index，并将循环变量的值赋予该属性。那么这个属性有什么作用呢？它实际上记录了图片块的编号，具体作用后面再进行解释。

2.2　打乱图片块

下面要考虑将图片块显示在窗口中。若要将所有的图片块显示在窗口中，则需要依次从列表中读取各图片块并显示。需要注意的是，目前我们是按照图片文件名从puzzle_pic0到puzzle_pic7的次序将图片块加入列表中的，很显然，图片块在列表中的位置也是固定的。这就意味着每次运行游戏的时候，图片块会按照固定次序显示在窗口中。这显然不符合游戏的规则。

在拼图游戏中，玩家需要将分散的图片块拼合成完整的图像。所谓分散的图片块，就是说各个图片块在窗口中的位置不是事先确定的，而是随机变化的。因此在每次的游戏中，图片块的位置都是不相同的。这也是拼图游戏的乐趣所在，每次游戏都是新的挑战，玩家可以反复进行游戏。

那么怎样让图片块在窗口中分散地显示出来呢？上面提到，所有图片块都是按固定次序保存在列表中的，只要设法随机打乱图片块在列表中的次序，然后再将它们显示出来，则可以达到分散显示的效果。这需要借助Python提供的随机函数。

2.2.1　使用随机函数

在程序设计中经常会遇到使用随机数的情况，对于游戏程序更是如此。为了增添游戏的乐趣或挑战，游戏往往会通过随机发生的事件来制造惊喜或障碍，而这都需要借助随机数来实现。

说明：

为了让编程者方便地获取随机数，Python中提供了一个名叫random的库，其中包含了很多对随机数进行处理的函数。我们希望随机打乱图片块在列表中的次序，因此可以使用random库中的shuffle()函数。只需要将列表所为参数传入该函数，它可以随机地改变各个元素在列表中的位置。

需要注意的是，使用shuffle()函数前首先得导入random库，因此在程序的最前面加上这一行代码：

import random

接着在之前编写的程序后面加入如下语句：

random.shuffle(pics)

该语句表示调用random库的shuffle()函数，参数为图片块列表pics。执行这句之后，pics中各个图片块的次序便被随机打乱了。

2.2.2　将图片块显示出来

最后显示图片块。既然列表已经被随机打乱次序，只需要从列表中依次取出各个图片块并显示即可。然而还有一个问题。就是目前还没有为图片块设置坐标。在创建图片块的时候，在Actor()方法中仅仅传入了图片文件名，而没有传入坐标值。在这种情况下，Pgzero会自动地将每个图片块的坐标设置为（0,0），如果直接显示，可以看到所有图片块都会“挤”在窗口的左上角。

为了让图片能够显示在正确的位置，需要为每个图片块设置坐标。当然，你可以逐个设置8张图片，但既然循环语句可以自动操作，我们又何必浪费时间亲手去做呢？实际上，可以使用计数循环语句，从列表中依次取出每个图片块并为其设置坐标即可。

那么各个图片块的坐标又分别设为多少呢？由于我们的拼图是由9张图片块组成的3×3的网格，因此程序窗口也可以相应地划分为9个方格，一个方格中显示一个图片块。每个方格的位置可以用一对数值（i，j）来表示，其中i代表方格所在列的编号，而j表示方格所在行的编号。各图片块所在方格的位置编号如图2.2所示（注意行和列的编号都是从0开始的）。

这样一来，每个图片块的坐标便可以通过其所在的方格编号来确定，只需要将图片块的大小乘上相应的列号或行号即可。于是可以编写如下代码为所有图片块设置坐标：

for i in range(8):
    pics[i].left = i % 3 * SIZE
    pics[i].top = i // 3 * SIZE

在循环运行过程中，循环变量i的值从0增加到7，i的每个取值都对应着列表pics中的一个图片块pics[i]，同时该图片块的坐标也可通过i求得。由于拼图中总共有3列图片块，因此可用i对3进行“取余”运算，得到pics[i]所在方格的列号，而用i对3进行“取整”运算来得到行号。接着分别将列号和行号乘上图片块的尺寸SIZE，便可算出pics[i]的左边界和上边界的位置，并分别赋值给pics[i]的left和top属性。

最后修改draw()函数，在其中加入遍历循环语句，依次调用每个图片块的draw()方法进行显示。修改后的draw()函数代码如下所示：

def draw():
    screen.fill((255, 255, 255