Сегодня мы напишем игру змейка на Python. Это одна из самых распространенных аркад в мире. В основе ее реализации будет два класса:

  • Класс сегмента (одного блока змейки).
  • Класс змеи (по сути собрание сегментов).

В процессе написания змейки у нас будут следующие этапы:

  1. Создание графического окна приложения.
  2. Объявление вспомогательных глобальных переменных.
  3. Установка на окне области для рисования.
  4. Создание классов сегмента и змеи.
  5. Создание вспомогательных функций.

Создание графического окна приложения.

Мы будем работать с библиотекой tkinter, в котором окно задается следующим образом:

from tkinter import *

# Создаем окно
root = Tk()
# Устанавливаем название окна
root.title("PythonicWay Snake")

# Запускаем окно
root.mainloop()

 Обратите внимание, что весь остальной код должен находиться до строки root.mainloop()

Объявление вспомогательных глобальных переменных.

Тут все просто, для облегчения последующей работы создадим следующие переменные:

# ширина экрана
WIDTH = 800
# высота экрана
HEIGHT = 600
# Размер сегмента змейки
SEG_SIZE = 20
# Переменная отвечающая за состояние игры
IN_GAME = True

Установка на окне области для рисования.

Область для рисования в tkinter реализована при помощи класса Canvas, им и воспользуемся.

# создаем экземпляр класса Canvas (его мы еще будем использовать) и заливаем все зеленым цветом
c = Canvas(root, width=WIDTH, height=HEIGHT, bg="#003300")
c.grid()
# Наводим фокус на Canvas, чтобы мы могли ловить нажатия клавиш
c.focus_set()

Если вы все делали правильно, то запустив полученный код получите следующую картину

змейка на python, tkinter snake canvas

Создание классов сегмента и змеи:

Класс сегмента змейки.

Сегмент змейки будет простым прямоугольником, созданным при помощи метода create_rectangle класса Canvas модуля tkinter.

class Segment(object):
    def __init__(self, x, y):
        self.instance = c.create_rectangle(x, y,
                         x+SEG_SIZE, y+SEG_SIZE,
                         fill="white")

Класс змейки.

Змейка у нас будет набором сегментов. У нее будут методы движения, изменения направления и добавления сегмента.

class Snake(object):
    def __init__(self, segments):
        self.segments = segments
        
        # список доступных направлений движения змейки
        self.mapping = {"Down": (0, 1), "Up": (0, -1),
                                "Left": (-1, 0), "Right": (1, 0) }
        # изначально змейка двигается вправо
        self.vector = self.mapping["Right"]
    
    def move(self):
         """ Двигает змейку в заданном направлении """
         
         # перебираем все сегменты кроме первого
         for index in range(len(self.segments)-1):
              segment = self.segments[index].instance
              x1, y1, x2, y2 = c.coords(self.segments[index+1].instance)
              # задаем каждому сегменту позицию сегмента стоящего после него
              c.coords(segment, x1, y1, x2, y2)
         
         # получаем координаты сегмента перед "головой"
         x1, y1, x2, y2 = c.coords(self.segments[-2].instance)
         
         # помещаем "голову" в направлении указанном в векторе движения
         c.coords(self.segments[-1].instance,
                       x1 + self.vector[0]*SEG_SIZE,
                       y1 + self.vector[1]*SEG_SIZE,
                       x2 + self.vector[0]*SEG_SIZE,
                       y2 + self.vector[1]*SEG_SIZE)
    
    def change_direction(self, event):
        """ Изменяет направление движения змейки """

        # event передаст нам символ нажатой клавиши
        # и если эта клавиша в доступных направлениях 
        # изменяем направление
        if event.keysym in self.mapping:
            self.vector = self.mapping[event.keysym]

    def add_segment(self):
        """ Добавляет сегмент змейке """

        # определяем последний сегмент
        last_seg = c.coords(self.segments[0].instance)
        
        # определяем координаты куда поставить следующий сегмент
        x = last_seg[2] - SEG_SIZE
        y = last_seg[3] - SEG_SIZE
        
        # добавляем змейке еще один сегмент в заданных координатах
        self.segments.insert(0, Segment(x, y))  

Если вы осилили эти два класса и более того, поняли что, как и почему, то поздравляю - самая трудная часть позади. Уже сейчас можно создавать змейку. Вставте следующие строчки, но обязательно после строк c.grid()

# создаем набор сегментов
segments = [Segment(SEG_SIZE, SEG_SIZE),
            Segment(SEG_SIZE*2, SEG_SIZE),
            Segment(SEG_SIZE*3, SEG_SIZE)]

# собственно змейка
s = Snake(segments)

Вот так выглядит наша игра на данный момент.

 змейка на python, python snake

Создание вспомогательных функций.

Для начала напишем функцию создания яблок (или что там наша змея будет есть). Не забудьте импортировать модуль random, чтобы все работало

def create_block():
    """ Создает блок в случайной позиции на карте """
    global BLOCK
    posx = SEG_SIZE * (random.randint(1, (WIDTH-SEG_SIZE) / SEG_SIZE)
    posy = SEG_SIZE * (random.randint(1, (HEIGHT-SEG_SIZE) / SEG_SIZE)
    
    # блок это кружочек красного цвета
    BLOCK = c.create_oval(posx, posy,
                          posx + SEG_SIZE,
                          posy + SEG_SIZE,
                          fill="red")
    

Теперь основная функция main, которая будет управлять игровым процессом.

def main():
    global IN_GAME
    
    if IN_GAME:
        # Двигаем змейку
        s.move()
 
        # Определяем координаты головы
        head_coords = c.coords(s.segments[-1].instance)
        x1, y1, x2, y2 = head_coords
    
        # Столкновение с границами экрана
        if x1 < 0 or x2 > WIDTH or y1 < 0 or y2 > HEIGHT:
            IN_GAME = False
    
        # Поедание яблок 
        elif head_coords == c.coords(BLOCK):
            s.add_segment()
            c.delete(BLOCK)
            c.create_block()

        # Самоедство
        else:
            # Проходим по всем сегментам змеи
            for index in range(len(s.segments)-1):
                if c.coords(s.segments[index].instance) == head_coords:
                    IN_GAME = False
    
    # Если не в игре выводим сообщение о проигрыше
    else:
          c.create_text(WIDTH/2, HEIGHT/2,
                              text="GAME OVER!",
                              font="Arial 20",
                              fill="#ff0000")
    

 Последний шаг - правильно обработать нажатия клавиш. Привяжем метод класса Snake change_direction() к Canvas:

c.bind("<KeyPress>", s.change_direction)

 змейка на python, python snake

Вот такая у нас получилась змейка на Python. Попробуйте немного усовершенствовать игру, например, добавить счет, ускорение игры, отредактировать функцию create_block чтобы новые яблоки не появлялись на самой змейке, или реализовать систему уровней.

Полный код игры змейка на Python на GitHub