两百行代码搞定！使用Python面向对象做个小游戏

大家好，欢迎来到Python实战专题。

我们今天同样实现一个小游戏，这个小游戏非常有名，我想大家都应该玩过。它就是tic tac toe，我们打开chrome搜索一下就可以直接找到游戏了。

由于我们使用Python来实现，并且不会制作UI界面，所以不会这么好看。虽然不够好看，但是逻辑却是一样的。并且和之前我们做的那些小游戏相比，今天做的这个游戏有一个非常大的特点就是非常适合设计AI。我们只需要用很简单的算法就可以做出一个还不错的ai来。当然我们循序渐进，先从最简单的游戏功能本身开始。

课题

今天的课题就是使用Python编写一个不带UI界面的tic tac toe的小游戏。

这一次，游戏当中会涉及两方，所以我们需要有判断游戏胜负手的相关逻辑。除此之外，由于涉及两个玩家，所以我们需要设计一个AI，让我们可以和电脑进行游戏。最后实现的效果差不多应该是这样的：

也就是在游戏一开始的时候，支持玩家选择参与游戏的两方。这里我们先把AI算法的设计放一放，可以先做出随机选择的弱智AI。

游戏开始之后，双方交替行动，每次执行都会在屏幕上输出相应的具体信息，以及棋盘当前的情况。

知识点

面向对象

tic tac的游戏虽然简单，但是它涉及的内容还是挺多的。需要棋盘，还需要玩家，还需要添加玩家以及执行步骤等等操作。这些逻辑如果不加以封装，全部都写成面向过程的话，会使得代码非常的混乱。很明显的，我们需要使用面向对象，对这些逻辑进行抽象和封装，来达到简化编码以及思考的目的。

我们目前的设计比较简单，也不需要用到继承以及抽象类等等高端的用法，就使用最基本的面向对象定义类就可以了。在Python当中定义一个类非常简单，通过关键字class完成。

比如：

class Game:
    pass

构造函数

一般来说当我们定义一个类的时候都需要为它设计构造函数，构造函数就是当我们创建这个类的实例的时候调用的方法。它会替我们完成一些初始化的工作。Python当中类的构造函数是__init__，我们直接在类当中实现它即可。

class Game:
    def __init__(self):
        self.board = Board()
        self.players = []
        self.markers = ['O', 'X']
        self.numbers = [1, -1]

比如在上面这个例子当中，我们就为Game这个类做了一些初始化的设定。比如给它赋予一个board以及players等等变量。

类方法

既然是类，自然会有属于类的类方法。类方法的定义和普通函数的定义是一样的，唯一不同的是它写在类的内部，并且第一个参数默认是self。self这个关键字相当于Java当中的this，指代的就是运行的时候调用方法的实例。

比如我们给Game这个类实现一个添加玩家的方法：

class Game:
    def __init__(self):
        self.board = Board()
        self.players = []
        self.markers = ['O', 'X']
        self.numbers = [1, -1]


    def add_player(self, player):
        if player == 'h' or player == 'human':
            self.players.append(HumanPlayer())
        elif player == 'r' or player == 'random':
            self.players.append(RandomPlayer())

我们看下add_player这个方法内部的逻辑，我们在这个方法当中通过self关键字调用了类实例当中的变量。这就是为什么我们需要设定一个self参数的原因，当我们调用的时候，并不需要理会self这个参数，它是Python自动为我们填充的。

当然我们定义类方法的时候也可以定义没有self参数的方法，只不过这样的方法不再属于类的实例，而属于类本身。我们想要调用的话，只能通过类名来访问。

比如：

class Test:
    def say():
        print("hello world")

在Test这个类当中我们实现了一个没有self关键字的say方法，如果我们通过Test的实例去调用它一定会出错。因为我们在通过实例调用方法的时候，Python会自动为我们把实例作为第一个参数传入。这样就导致了接受和传输的参数对应不上，于是引发报错，如果我们想要调用这个say方法，应该这样：

Test.say()

也就是说这个方法不再属于类创建的实例，而属于类本身。可以理解成Java类当中的static关键字修饰的方法。

方法的方法

Python当中对于方法的定义是比较灵活的，我们可以给一个类创建方法，同样也可以在一个方法的内部创建另外一个方法。比如下面这个例子：

def outer(arg1, arg2):
    
    def inner(arg1, arg2):
        return arg1 + arg2
    
    return inner(arg1, arg2)

由于Python支持函数式编程，所以方法内部的方法还可以实现像是闭包、 装饰器等等功能。不过这里我们用不到那么高端的用法，只需要会最基本的就可以了。最基本的也就是在函数内部定义一个函数，主要在这个inner函数当中是可以使用outer当中的定义的变量的。比如:

def outer(arg1):
    
    arg2 = 10
    def inner(arg1):
        return arg1 + arg2
    
    return inner(arg1)

上述的代码没有问题，不过还有一点需要注意。在inner当中虽然可以访问到outer中定义的参数和变量，但是它是不可以修改的。如果想要修改，需要使用nonlocal关键字声明这是一个外层变量。

比如：

def outer(arg1):
    
    arg2 = 10
    def inner(arg1):
        nonlocal arg2
        arg2 += 1
        return arg1 + arg2
    
    return inner(arg1)

通过在方法内实现方法，可以进一步简化函数内部代码的逻辑，把一些很复杂的函数功能进行进一步的拆分和简化。了解这个用法，也是后面学习闭包、函数式编程等进阶内容的基础。

尾声

这一次的课题相比之前的，整体的实现难度相差不大，主要是涉及的Python文件变多了，之前都是单文件运行的Python程序。这一次需要编写多个文件，以及这一次引入了面向对象的概念，需要对一些功能进行抽象。所以总体上还是有一定难度的，如果大家做不出来的话，可以点击查看原文，获取我的github地址。

在这一次的项目当中，我们创建的是最简单的随机选择的AI，完全没有任何难度。在接下来的课题当中，我们将会使用一些ai算法，给它加上一些ai，让它变得聪明起来，甚至变得不可战胜。

感兴趣的同学不妨小小期待一下，今天的文章就到这里，感谢你的阅读。如果喜欢本文的话，不妨给个三连吧~