用Python海龟库实现记忆配对游戏：从基础到进阶

游戏基本原理

游戏的核心逻辑很简单：

• 游戏板由隐藏的卡片组成，每张卡片背后是一个数字（或图案）
• 玩家每次翻开两张卡片
• 如果两张卡片匹配，则保持翻开状态
• 如果不匹配，卡片会再次隐藏
• 目标是用最少的点击次数找出所有匹配对

代码实现解析

下面是基于 turtle 库实现的记忆配对游戏代码：

"""Memory, puzzle game of number pairs.

Exercises:

1. Count and print how many taps occur.
2. Decrease the number of tiles to a 4x4 grid.
3. Detect when all tiles are revealed.
4. Center single-digit tile.
5. Use letters instead of tiles.
"""

from random import *
from turtle import *

from freegames import path

car = path('car.gif')
tiles = list(range(32)) * 2
state = {'mark': None}
hide = [True] * 64


def square(x, y):
    """Draw white square with black outline at (x, y)."""
    up()
    goto(x, y)
    down()
    color('black', 'white')
    begin_fill()
    for count in range(4):
        forward(50)
        left(90)
    end_fill()


def index(x, y):
    """Convert (x, y) coordinates to tiles index."""
    return int((x + 200) // 50 + ((y + 200) // 50) * 8)


def xy(count):
    """Convert tiles count to (x, y) coordinates."""
    return (count % 8) * 50 - 200, (count // 8) * 50 - 200


def tap(x, y):
    """Update mark and hidden tiles based on tap."""
    spot = index(x, y)
    mark = state['mark']

    if mark is None or mark == spot or tiles[mark] != tiles[spot]:
        state['mark'] = spot
    else:
        hide[spot] = False
        hide[mark] = False
        state['mark'] = None


def draw():
    """Draw image and tiles."""
    clear()
    goto(0, 0)
    shape(car)
    stamp()

    for count in range(64):
        if hide[count]:
            x, y = xy(count)
            square(x, y)

    mark = state['mark']

    if mark is not None and hide[mark]:
        x, y = xy(mark)
        up()
        goto(x + 2, y)
        color('black')
        write(tiles[mark], font=('Arial', 30, 'normal'))

    update()
    ontimer(draw, 100)


shuffle(tiles)
setup(420, 420, 370, 0)
addshape(car)
hideturtle()
tracer(False)
onscreenclick(tap)
draw()
done()

代码核心组件分析

1. 初始化与数据结构

• 游戏素材：使用 freegames 库中的汽车图片作为背景
• 游戏数据：
  • tiles：存储64个数字（0 - 31各两个）
  • state：记录当前选中的卡片
  • hide：布尔数组，记录每张卡片是否隐藏

2. 图形绘制函数

• square(x, y)：绘制单个白色方块（卡片背面）
• index(x, y)：将屏幕坐标转换为卡片索引
• xy(count)：将卡片索引转换为屏幕坐标

3. 游戏逻辑函数

• tap(x, y)：处理鼠标点击事件
  • 计算点击位置对应的卡片索引
  • 判断是否形成匹配对
  • 更新卡片隐藏状态
• draw()：绘制游戏界面
  • 清除当前画面
  • 绘制背景图片
  • 绘制所有未匹配的卡片
  • 显示当前选中的卡片内容
  • 设置定时器，实现动画效果

4. 游戏控制流程

• 随机打乱卡片顺序
• 设置游戏窗口和画布
• 注册鼠标点击事件处理函数
• 启动游戏主循环

进阶改进方案

原代码中列出了5个练习，这些改进可以提升游戏体验：

1. 统计点击次数

# 添加点击计数器
tap_count = 0

def tap(x, y):
    global tap_count
    tap_count += 1  # 每次点击增加计数
    
    # 原有的点击处理逻辑...
    
    # 在draw()函数中添加显示计数
    up()
    goto(-190, 190)  # 左上角位置
    color('red')
    write(f'Taps: {tap_count}', font=('Arial', 16, 'normal'))

2. 缩小游戏板为4x4

# 修改初始化部分
tiles = list(range(8)) * 2  # 4x4需要8对数字
hide = [True] * 16          # 16张卡片

# 修改坐标转换函数
def index(x, y):
    return int((x + 100) // 50 + ((y + 100) // 50) * 4)

def xy(count):
    return (count % 4) * 50 - 75, (count // 4) * 50 - 75

# 修改窗口大小
setup(350, 350, 370, 0)

3. 检测游戏胜利条件

def is_game_over():
    return all(not h for h in hide)

def draw():
    # 原有绘制逻辑...
    
    # 检查游戏是否结束
    if is_game_over():
        up()
        goto(0, 0)
        color('blue')
        write('You Win!', align='center', font=('Arial', 36, 'bold'))
        return  # 停止绘制循环
    
    update()
    ontimer(draw, 100)

4. 居中显示数字

def draw():
    # 原有逻辑...
    
    if mark is not None and hide[mark]:
        x, y = xy(mark)
        up()
        # 根据数字位数调整位置
        num = tiles[mark]
        x_offset = 2 if num >= 10 else 15  # 两位数偏移2，一位数偏移15
        goto(x + x_offset, y + 10)  # 垂直方向也微调
        color('black')
        write(num, font=('Arial', 30, 'normal'))

5. 使用字母代替数字

# 修改tiles初始化
import string
tiles = list(string.ascii_uppercase[:8]) * 2  # 使用A - H的字母

总结

这个记忆配对游戏展示了如何利用Python的 turtle 库创建简单而有趣的交互式应用。通过分析代码结构，我们可以看到游戏开发的基本模式：

1. 数据结构设计（存储游戏状态）
2. 图形绘制（界面渲染）
3. 用户交互处理（鼠标/键盘事件）
4. 游戏逻辑控制（状态更新与判断）

通过实现进阶改进，我们不仅提升了游戏体验，还学习了如何扩展现有代码。这种逐步迭代的开发方式是游戏编程中的常见模式。

你可以进一步发挥创意，添加更多功能，如计时系统、难度级别、音效反馈等，让游戏更加丰富多彩！