通过构建一个简单的掷骰子游戏学习如何使用 Python 编程

Python 是一种通用的编程语言，可用于创建桌面应用程序、3D 图形、视频游戏，甚至网站。它是一门很棒的入门编程语言，因为它易于学习，并且比 C、C++ 或 Java 等复杂语言更简单。即便如此，Python 依然强大且足够健壮，可以创建高级应用程序，并且几乎在每个使用计算机的行业中都有应用。这使得 Python 对于年轻人和老年人来说都是一门很好的语言，无论他们是否有任何编程经验。

安装 Python

在学习 Python 之前，您可能需要安装它。

Linux：如果您使用 Linux，则已包含 Python，但请确保您安装的是 Python 3。要检查已安装的版本，请打开终端窗口并键入

python --version

如果显示您安装的是版本 2，或者根本没有安装任何版本，请尝试指定 Python 3

python3 --version

如果找不到该命令，则必须从您的软件包管理器或软件中心安装 Python 3。您的 Linux 发行版使用的软件包管理器取决于发行版。最常见的是 Fedora 上的 dnf 和 Ubuntu 上的 apt。例如，在 Fedora 上，您键入以下内容

sudo dnf install python3

MacOS：如果您使用的是 Mac，请按照 Linux 的说明查看是否已安装 Python 3。MacOS 没有内置的软件包管理器，因此如果找不到 Python 3，请从 python.org/downloads/mac-osx 安装。尽管您的 macOS 版本可能已安装 Python 2，但您应该学习 Python 3。

Windows：Microsoft Windows 当前未附带 Python。请从 python.org/downloads/windows 安装。请务必在安装向导中选择将 Python 添加到 PATH。有关 Microsoft Windows 的具体说明，请阅读我的文章如何在 Windows 上安装 Python。

运行 IDE

要使用 Python 编写程序，您真正需要的只是一个文本编辑器，但拥有集成开发环境 (IDE) 会更方便。IDE 将文本编辑器与一些友好且有用的 Python 功能集成在一起。IDLE 3 和 PyCharm (Community Edition) 是众多选项中的两个，您可以考虑一下。

IDLE 3

Python 自带一个名为 IDLE 的基本 IDE。

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它具有关键字高亮显示功能，可帮助检测输入错误，代码完成提示，以及用于快速轻松地测试代码的“运行”按钮。要使用它，请执行以下操作

• 在 Linux 或 macOS 上，启动终端窗口并键入 idle3。
• 在 Windows 上，从“开始”菜单启动 Python 3。
  • 如果您在“开始”菜单中看不到 Python，请通过在“开始”菜单中键入 cmd 来启动 Windows 命令提示符，然后键入 C:\Windows\py.exe。
  • 如果这不起作用，请尝试重新安装 Python。请务必在安装向导中选择将 Python 添加到 PATH。有关详细说明，请参阅 docs.python.org/3/using/windows.html。
  • 如果仍然不起作用，只需使用 Linux。它是免费的，并且只要将您的 Python 文件保存到 USB 拇指驱动器，您甚至无需安装即可使用它。

PyCharm Community Edition

PyCharm (Community Edition) IDE 是一款出色的开源 Python IDE。它具有关键字高亮显示功能，可帮助检测错别字，引号和括号完成功能可避免语法错误，行号（调试时很有用），缩进标记以及用于快速轻松地测试代码的“运行”按钮。

 

要使用它，请执行以下操作

1. 安装 PyCharm (Community Edition) IDE。在 Linux 上，最简单的方法是使用 Flatpak 安装。或者，从 PyCharm 网站下载正确的安装程序版本，并手动安装。在 MacOS 或 Windows 上，从 PyCharm 网站下载并运行安装程序。
2. 启动 PyCharm。
3. 创建一个新项目。

告诉 Python 做什么

关键字告诉 Python 您希望它做什么。在您的新项目文件中，将以下内容键入到您的 IDE 中

print("Hello world.")

• 如果您使用的是 IDLE，请转到“运行”菜单并选择“运行模块”选项。
• 如果您使用的是 PyCharm，请单击左侧按钮栏中的“运行文件”按钮。

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关键字 print 告诉 Python 打印出您在括号和引号中给出的任何文本。

但这不是很令人兴奋。在其核心，Python 只能访问基本关键字，例如 print、help、基本数学函数等等。

您可以使用 import 关键字加载更多关键字。

在 Python 中使用 turtle 模块

Turtle 是一个有趣的模块。将此代码键入到您的文件中（替换旧代码），然后运行它

import turtle

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()

看看您可以使用 turtle 模块绘制什么形状。

要清除您的 turtle 绘图区域，请使用 turtle.clear() 关键字。您认为关键字 turtle.color("blue") 有什么作用？

高级 turtle

您可以尝试一些更复杂的代码以获得类似的结果。您可以使用 while 循环，告诉 Python 执行四次：画一条线，然后转弯，而不是手动编码每一行和每个转弯。Python 能够使用名为 counter 的变量来跟踪它执行这些操作的次数。您很快将了解有关变量的更多信息，但现在看看您是否可以分辨出 counter 和 while 循环是如何交互的。

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(2)

运行脚本后，就该探索一个更好的模块了。

通过制作游戏学习 Python

要了解有关 Python 工作原理的更多信息，并为更高级的图形编程做准备，让我们专注于游戏逻辑。在本教程中，我们还将通过制作一个基于文本的游戏来学习计算机程序的结构，在这个游戏中，计算机和玩家掷一个虚拟骰子，点数最高者获胜。

规划您的游戏

在编写代码之前，重要的是要考虑您打算编写什么。许多程序员在开始编写代码之前编写简单的文档，以便他们有一个要编程的目标。以下是骰子程序可能的样子，如果您将文档与游戏一起发布

1. 启动骰子游戏并按 Return 或 Enter 键掷骰子。
2. 结果将打印到屏幕上。
3. 系统会提示您再次掷骰子或退出。

这是一个简单的游戏，但文档告诉您很多您需要做的事情。例如，它告诉您您需要以下组件来编写此游戏

• 玩家：您需要一个人来玩游戏。
• AI：计算机也必须掷骰子，否则玩家就没有输赢的对象。
• 随机数：一个普通的六面骰子会产生一个介于 1 到 6 之间的随机数。
• 运算符：简单的数学运算可以将一个数字与另一个数字进行比较，以查看哪个更高。
• 输赢消息。
• 再次玩游戏或退出的提示。

制作骰子游戏 alpha 版

很少有程序一开始就具备所有功能，因此第一个版本将仅实现基本功能。首先是一些定义

变量是一个可能会更改的值，它们在 Python 中被大量使用。每当您需要程序“记住”某些内容时，您都会使用变量。实际上，代码处理的几乎所有信息都存储在变量中。例如，在数学方程式 x + 5 = 20 中，变量是 x，因为字母 x 是一个值的占位符。

整数是一个数字；它可以是正数或负数。例如，1 和 -1 都是整数。14、21 甚至 10,947 也是如此。

Python 中的变量易于创建且易于使用。此骰子游戏的初始版本使用两个变量：player 和 ai。

将以下代码键入到名为 dice_alpha 的新项目中

import random

player = random.randint(1,6)
ai = random.randint(1,6)

if player > ai :
    print("You win")  # notice indentation
else:
    print("You lose")

启动您的游戏以确保它正常运行。

这个基本版本的骰子游戏运行良好。它实现了游戏的基本目标，但感觉不太像游戏。玩家永远不知道他们掷了什么或计算机掷了什么，并且即使玩家想再次玩游戏，游戏也会结束。

这在软件的第一个版本（称为 alpha 版本）中很常见。现在您确信可以完成主要部分（掷骰子），是时候向程序添加内容了。

改进游戏

在此游戏的第二个版本（称为 beta 版）中，一些改进将使其感觉更像游戏。

1. 描述结果

与其只是告诉玩家他们是否赢了，不如让他们知道他们掷了什么更有趣。尝试对您的代码进行以下更改

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

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

如果您现在运行游戏，它将崩溃，因为 Python 认为您正在尝试进行数学运算。它认为您正在尝试添加字母“You rolled”和当前存储在 player 变量中的任何数字。

您必须告诉 Python 将 player 和 ai 变量中的数字视为句子中的单词（字符串），而不是数学方程式中的数字（整数）。

对您的代码进行以下更改

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

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

现在运行您的游戏以查看结果。

2. 减慢速度

计算机速度很快。人类有时可能很快，但在游戏中，建立悬念通常更好。您可以使用 Python 的 time 函数在悬念部分减慢您的游戏速度。

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")

启动您的游戏以测试您的更改。

3. 检测平局

如果您玩足够多的游戏，您会发现即使您的游戏看起来运行正常，但实际上它有一个错误：它不知道在玩家和计算机掷出相同的数字时该怎么办。

要检查一个值是否等于另一个值，Python 使用 ==。那是两个等号，而不仅仅是一个。如果您只使用一个，Python 会认为您正在尝试创建一个新变量，但实际上您正在尝试进行数学运算。

当您想要有多个选项（即，赢或输）时，您可以使用 Python 的关键字 elif，这意味着否则如果。这允许您的代码检查某些结果中的任何一个是否为真，而不是仅检查一个事物是否为真。

像这样修改您的代码

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

多次启动您的游戏，尝试与计算机掷出的点数打成平手。

编程最终版本

您的骰子游戏的 beta 版本是功能性的，并且比 alpha 版本更像一个游戏。对于最终版本，创建您的第一个 Python 函数。

函数是可以作为不同单元调用的代码集合。函数很重要，因为大多数应用程序中都有大量代码，但并非所有代码都必须同时运行。函数使启动应用程序并控制发生什么以及何时发生成为可能。

将您的代码更改为以下内容

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(ai) )

    if player > ai :
        print("You win")  # notice indentation
    else:
        print("You lose")

    print("Quit? Y/N")
    continue = input()

    if continue == "Y" or continue == "y":
        exit()
    elif continue == "N" or continue == "n":
        pass
    else:
        print("I did not understand that. Playing again.")

此版本的游戏会在玩家玩完游戏后询问他们是否要退出游戏。如果他们回复 Y 或 y，则会调用 Python 的 exit 函数，并且游戏退出。

更重要的是，您创建了自己的函数，名为 dice。dice 函数不会立即运行。实际上，如果您在此阶段尝试您的游戏，它不会崩溃，但它也完全不会运行。要使 dice 函数实际执行某些操作，您必须在代码中调用它。

将此循环添加到现有代码的底部。前两行仅用于上下文，并强调哪些内容缩进，哪些内容不缩进。请密切注意缩进。

    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 代码块首先运行。由于根据定义 True 始终为真，因此此代码块始终运行，直到 Python 告诉它退出。

while True 代码块是一个循环。它首先提示用户开始游戏，然后调用您的 dice 函数。这就是游戏的启动方式。当 dice 函数结束后，您的循环会再次运行或退出，具体取决于玩家如何回答提示。

使用循环来运行程序是编码应用程序最常见的方式。循环确保应用程序保持打开状态足够长的时间，以便计算机用户可以使用应用程序内的函数。

下一步

现在您已经了解了 Python 编程的基础知识。本系列中的下一篇文章介绍了如何使用 PyGame 编写视频游戏，PyGame 是一个比 turtle 具有更多功能的模块，但也复杂得多。

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本文最初发表于 2017 年 10 月，并已由作者更新。