今天閒著沒事幹，以前做過html+js版的數獨，這次做個python版本的，介面由pygame完成，數獨生成由遞迴演算法實現，由shuffle保證每次遊戲都是不一樣的情況，have fun；

功能列表：

• 圖形化的數獨遊戲；
• python實現，依賴pygame庫；
• 隨機生成遊戲，每次執行都不一樣；
• 數字填入後的正確性判斷以及顏色提示；
• 顯示剩餘需填入的空格，已經操作的次數；
• 難度可選，通過修改需要填入的空的數量；

遊戲介面

初始介面

過程中介面

執行方式

python main.py 15

這裡的15表示需要填入的空格數量為15，理論上這個值越大，難度就越高，大家可以隨機調整，或者設定容易、簡單、困難、地獄等對應不同的值即可，很方便修改；

程式分析

介面部分

這部分很簡單的通過pygame來實現，主要使用了其中的主迴圈、滑鼠鍵盤監聽、畫矩形線條、字型、顏色控制等，理解起來很容易，對於這部分不太熟悉的同學，這樣理解就好： pygame的主迴圈中一方面負責接收使用者輸入，一般就是滑鼠和鍵盤，另一方面負責實時更新介面顯示內容 ；

對於介面上各部分內容的繪製的函式封裝

# 繪製背景部分，這裡就是9*9的九宮格
def draw_background():
  # white background
  screen.fill(COLORS['white'])

  # draw game board
  pygame.draw.rect(screen,COLORS['black'],(0,300,900),5)
  pygame.draw.rect(screen,(300,(600,5)

  pygame.draw.rect(screen,900,300),600,5)

# 將使用者選中的各自背景改為藍色塊表示選中
def draw_choose():
  pygame.draw.rect(screen,COLORS['blue'],(cur_j*100+5,cur_i*100+5,100-10,100-10),0)

# 繪製九宮格中的數字，包括本來就有的，以及使用者填入的，本來就在的用灰色，使用者填入的如何合法則為綠色，否則為紅色，是一種提示
def draw_number():
  for i in range(len(MATRIX)):
    for j in range(len(MATRIX[0])):
      _color = check_color(MATRIX,i,j) if (i,j) in BLANK_IJ else COLORS['gray']
      txt = font80.render(str(MATRIX[i][j] if MATRIX[i][j] not in [0,'0'] else ''),True,_color)
      x,y = j*100+30,i*100+10
      screen.blit(txt,(x,y))

# 繪製最下方的當前空格子數量以及使用者的運算元量
def draw_context():
  txt = font100.render('Blank:'+str(cur_blank_size)+'  Change:'+str(cur_change_size),COLORS['black'])
  x,y = 10,900
  screen.blit(txt,y))

主迴圈中對上述函式的呼叫以及滑鼠鍵盤事件處理

# 主迴圈，負責監聽滑鼠鍵盤時間，以及重新整理介面內容，以及檢查是否贏得了遊戲
running = True
while running:
  for event in pygame.event.get():
    if event.type == pygame.QUIT:
      running = False
      break
    elif event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
      cur_j,cur_i = int(event.pos[0]/100),int(event.pos[1]/100)
    elif event.type == event.type == pygame.KEYUP:
      if chr(event.key) in ['1','2','3','4','5','6','7','8','9'] and (cur_i,cur_j) in BLANK_IJ:
        MATRIX[cur_i][cur_j] = int(chr(event.key))
        cur_blank_size = sum([1 if col==0 or col=='0' else 0 for row in MATRIX for col in row])
        cur_change_size +=1
  # background
  draw_background()
  # choose item
  draw_choose()
  # numbers
  draw_number()
  # point
  draw_context()
  # flip
  pygame.display.flip()

  # check win or not
  if check_win(MATRIX_ANSWER,MATRIX):
    print('You win,smarty ass!!!')
    break

pygame.quit()

生成表示數獨的二維陣列

相對於介面部分，這部分在邏輯上要難一些，思路以遞迴為核心，輔以隨機性，得到一個每次生成都不一致的數獨遊戲，生成思路簡單描述如下：

• 遍歷每個空格，填入目前為止合法的數字；
• 如果有數字可以填入，則繼續向下一個空格；
• 如果沒有數字可以填入，表示之前的數字有問題，則結束遞迴；
• 當遞迴到最後一個格子的下一個時，表示已經生成完畢，返回即可；
• 這個過程中對1~9這九個數字的遍歷數字會經過shuffle處理，保證隨機性而不是每次都得到同一個合法的數獨陣列；

生成過程程式碼

遞迴的一個優勢是通常程式碼都很短，當然閱讀性不強，歡迎大佬們改為迴圈；

def shuffle_number(_list):
  random.shuffle(_list)
  return _list

def check(matrix,j,number):
  if number in matrix[i]:
    return False
  if number in [row[j] for row in matrix]:
    return False
  group_i,group_j = int(i/3),int(j/3)
  if number in [matrix[i][j] for i in range(group_i*3,(group_i+1)*3) for j in range(group_j*3,(group_j+1)*3)]:
    return False
  return True

def build_game(matrix,number):
  if i>8 or j>8:
    return matrix
  if check(matrix,number):
    _matrix = [[col for col in row] for row in matrix]
    _matrix[i][j] = number
    next_i,next_j = (i+1,0) if j==8 else (i,j+1)
    for _number in shuffle_number(number_list):
      __matrix = build_game(_matrix,next_i,next_j,_number)
      if __matrix and sum([sum(row) for row in __matrix])==(sum(range(1,10))*9):
        return __matrix
  return None

隨機覆蓋數獨陣列中的N個位置

• matrix_all表示整個數獨陣列
• matrix_blank表示部分被替換為0的用於顯示的陣列
• blank_ij表示被覆蓋位置的i和j

def give_me_a_game(blank_size=9):
  matrix_all = build_game(matrix,random.choice(number_list))
  set_ij = set()
  while len(list(set_ij))<blank_size:
    set_ij.add(str(random.choice([0,1,2,3,4,5,6,7,8]))+','+str(random.choice([0,8])))
  matrix_blank = [[col for col in row] for row in matrix_all]
  blank_ij = []
  for ij in list(set_ij):
    i,j = int(ij.split(',')[0]),int(ij.split(',')[1])
    blank_ij.append((i,j))
    matrix_blank[i][j] = 0
  return matrix_all,matrix_blank,blank_ij

最後附上全部程式碼

大家也可以直接從我的 Github倉庫 fork下來直接執行；

main.py：主流程+介面+執行

import sys

import pygame
from pygame.color import THECOLORS as COLORS

from build import print_matrix,give_me_a_game,check

def draw_background():
  # white background
  screen.fill(COLORS['white'])

  # draw game board
  pygame.draw.rect(screen,5)

def draw_choose():
  pygame.draw.rect(screen,0)

def check_win(matrix_all,matrix):
  if matrix_all == matrix:
    return True
  return False

def check_color(matrix,j):
  _matrix = [[col for col in row]for row in matrix]
  _matrix[i][j] = 0
  if check(_matrix,matrix[i][j]):
    return COLORS['green']
  return COLORS['red']

def draw_number():
  for i in range(len(MATRIX)):
    for j in range(len(MATRIX[0])):
      _color = check_color(MATRIX,y))

def draw_context():
  txt = font100.render('Blank:'+str(cur_blank_size)+'  Change:'+str(cur_change_size),y))

if __name__ == "__main__":
  # init pygame
  pygame.init()
  
  # contant
  SIZE = [900,1000]
  font80 = pygame.font.SysFont('Times',80)
  font100 = pygame.font.SysFont('Times',90)
  
  # create screen 500*500
  screen = pygame.display.set_mode(SIZE)
  
  # variable parameter
  cur_i,cur_j = 0,0
  cur_blank_size = int(sys.argv[1])
  cur_change_size = 0
  
  # matrix abount
  MATRIX_ANSWER,MATRIX,BLANK_IJ = give_me_a_game(blank_size=cur_blank_size)
  print(BLANK_IJ)
  print_matrix(MATRIX)
  
  # main loop
  running = True
  while running:
    for event in pygame.event.get():
      if event.type == pygame.QUIT:
        running = False
        break
      elif event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
        cur_j,int(event.pos[1]/100)
      elif event.type == event.type == pygame.KEYUP:
        if chr(event.key) in ['1',cur_j) in BLANK_IJ:
          MATRIX[cur_i][cur_j] = int(chr(event.key))
          cur_blank_size = sum([1 if col==0 or col=='0' else 0 for row in MATRIX for col in row])
          cur_change_size +=1
    # background
    draw_background()
    # choose item
    draw_choose()
    # numbers
    draw_number()
    # point
    draw_context()
    # flip
    pygame.display.flip()
  
    # check win or not
    if check_win(MATRIX_ANSWER,MATRIX):
      print('You win,smarty ass!!!')
      break
  
  pygame.quit()

build.py：生成數獨陣列部分

import random

def print_matrix(matrix):
  print('—'*19)
  for row in matrix:
    print('|'+' '.join([str(col) for col in row])+'|')
  print('—'*19)

def shuffle_number(_list):
  random.shuffle(_list)
  return _list

def check(matrix,j+1)
    for _number in shuffle_number(number_list):
      #_matrixs.append(build_game(_matrix,_number))
      __matrix = build_game(_matrix,10))*9):
        return __matrix
  #return _matrixs
  return None

def give_me_a_game(blank_size=9):
  matrix_all = build_game(matrix,blank_ij

number_list = [1,8,9]
matrix = [([0]*9) for i in range(9)]
if __name__ == "__main__":
  print_matrix(build_game(matrix,random.choice(number_list)))

總結

如果刻意減少程式碼的話，實際應該控制在100行以內，這也充分表達了python的強大，確實可以在很短的時間內完成一些看似複雜的工作，這個例子供一些同學上手python個人覺得還是不錯的，沒有太複雜的用法，對介面開發有一點點了解，對遞迴有一些理解基本就能完全掌握這份程式碼，希望大家玩的開心，挑戰一下50個空格唄，哈哈，反正我沒通過，太難了。。。。

最後

大家可以到我的Github上看看有沒有其他需要的東西，目前主要是自己做的機器學習專案、Python各種指令碼工具、有意思的小專案以及Follow的大佬、Fork的專案等：

https://github.com/NemoHoHaloAi

到此這篇關於150行Python程式碼實現帶介面的數獨遊戲的文章就介紹到這了,更多相關Python 數獨遊戲內容請搜尋我們以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以後多多支援我們！

作者:Ho Loong
Github:https://github.com/NemoHoHaloAi
Kaggle:https://www.kaggle.com/holoong9291