前言電子游戲如今成了廣大年輕人休閑娛樂活動的首選，隨著科技的進步和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，各式各樣的游戲也如雨后春筍般出現(xiàn)在應(yīng)用市場中。尤其是電子競技為代表的競技類游戲，完美結(jié)合了傳統(tǒng)體育和現(xiàn)代藝術(shù)，打破了以往人們對游戲的固有認知?，F(xiàn)在，電子游戲也成為了一項重要的產(chǎn)業(yè)，繼續(xù)促進著經(jīng)濟增長，帶來更多的就業(yè)崗位。疫情當中，在人身自由大幅度受到限制的時候，電子游戲不可謂不是消遣時光的最佳選擇，只需要一臺電腦或游戲機，甚至一部手機就可以足不出戶地享受在自己的虛擬世界里。貪吃蛇是一款經(jīng)典的移動游戲，從最開始諾基亞手機里基礎(chǔ)的像素風(fēng)格到如今智能手機里豐富有趣玩法，它已經(jīng)伴隨了許多人的童年和青春，是幾代人共同的記憶，同時現(xiàn)在依舊保持著相當龐大的玩家群體。所以這一次是我用Python語言設(shè)計一款貪吃蛇小游戲來完成我的畢業(yè)設(shè)計。Python作為一個解釋型的高級語言非常適合來編寫一些小型游戲，它有著豐富的類庫，尤其是Python當中的pygame模塊庫，就是專門為2D游戲設(shè)計的，它具有良好的跨平臺性，包含圖像、聲音等等。一、概述（一）游戲產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀隨著人民生活水平的不斷提高，以及對生活品質(zhì)要求的增加，人們在日常娛樂活動上有著更加多樣的選擇，電子游戲便是其中之一，游戲產(chǎn)業(yè)作為近幾年來的新興產(chǎn)業(yè)已然成了最耀眼的一顆明珠，游戲行業(yè)也備受廣大年輕人的青睞。數(shù)據(jù)顯示，2021年度全球游戲市場收入高達1758億美元，全球玩家總數(shù)超過30億，其中以移動玩家為主組成的龐大的移動游戲市場以907億的收入占據(jù)了全球市場的半壁江山。亞太地區(qū)擁有著世界上最多的玩家，占全球玩家總數(shù)的55%，這很大一部分得因于中國龐大的人口基數(shù)，同時也包含印度和東南亞的新興地區(qū)。來自歐洲和北美市場的玩家消費占比極高，合計占游戲市場收入的40%以上。同時值得注意的是，2021年，這兩個市場的玩家在全球玩家總數(shù)中占比不到四分之一。據(jù)《2022中國游戲產(chǎn)業(yè)趨勢及潛力分析報告》統(tǒng)計，2021年中國游戲產(chǎn)業(yè)實際銷售收入預(yù)計超過2900億元。二次元移動游戲市場規(guī)模超過200億元；IP改編移動游戲市場收入從2017年745億元增至2021年近1300億元；SLG頭部市場的符合增長率超過25%等等。此外諸如主機游戲、國外市場、云游戲，甚至元宇宙也都是報告長期看好的潛力領(lǐng)域。圖1-1中國二次元游戲市場實際銷售收入（二）游戲產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展趨勢直至2022年，電子游戲已經(jīng)發(fā)展了50余年，游戲市場依舊具有很大的發(fā)展空間。過去18個月是全球游戲市場增速最高的一段時間，2020年全球游戲市場增速達到23.1%，為近十年來的增長最高速。在不斷變化的疫情及其他全球趨勢的影響之下，游戲市場爆發(fā)出巨大的潛力，同時也經(jīng)歷著震蕩和起伏。但有一點不會改變，游戲市場的潛力仍未被開發(fā)殆盡。2022年的游戲市場將持續(xù)保持增長，全球近30億玩家將為這一市場不斷注入活力。到2021年底，全球?qū)⒂薪?0億玩家，其中超過一半來自泛太平洋地區(qū)(APAC)。而他們也成為驅(qū)動全球游戲市場增長的主要力量。玩家數(shù)量及游戲收入不斷增長之下，是不斷變化的市場發(fā)展方向及玩家與游戲互動方式的變革。游戲內(nèi)容的重要性不斷凸顯，而玩家更多地、或者也是更習(xí)慣地將游戲視為社交平臺。更重要的是，游戲市場的最新變革給游戲未來的設(shè)計及開發(fā)提供了許多新的主題及焦點。玩家參與游戲內(nèi)容及互動的方式將不斷創(chuàng)新，玩家更習(xí)慣于訂閱內(nèi)容的支付方式，也更在意游戲作為社交平臺的體驗，甚至一些成功的產(chǎn)品會將游戲社交體驗的優(yōu)先級置于游戲玩法之上。而有一些最新趨勢則是在全球疫情之下催生并得到不斷發(fā)展，例如用戶對于直播及視頻類游戲內(nèi)容的消費及參與。綜合來看所有地區(qū)和類型的玩家，會發(fā)現(xiàn)一個主要趨勢，那就是除“玩游戲”之外的其他與游戲互動的方式將推動未來游戲市場的大規(guī)模發(fā)展。游戲中的演唱會、直播內(nèi)容、電競以及身份探索，又或者僅僅是在游戲世界中與好友會面、閑逛等參與方式，都將是未來游戲里不可或缺的一部分，當然，傳統(tǒng)的游戲體驗也并不會因此受到冷落，只是與游戲互動的方式將變得更加多樣化。（三）貪吃蛇的過去和現(xiàn)在貪吃蛇起源于1976年的街機游戲Blockade，不過這款游戲并沒有引入“蛇”的概念，而是兩個像素小人，一邊向前走，一邊在走過的路上砌墻。當然，這只是在界面的表現(xiàn)形式不同。規(guī)則是一樣的，誰先撞到墻，或者撞到對方，誰就輸了。1997年，一位芬蘭軟件工程師TaneliArmanto為諾基亞6110機型開發(fā)出一款名為Snake的小游戲，中文譯名“貪吃蛇”。沒想到在25年之后，他創(chuàng)作的《貪吃蛇》居然被視作科技和娛樂行業(yè)的一大重要轉(zhuǎn)折點。事實上，以《貪吃蛇》為代表的一批手游在當年一款極具商業(yè)潛力，甚至可以說為如今價值上千億美元的手機游戲行業(yè)奠定了發(fā)展根基。2016年，一款名為《貪吃蛇大作戰(zhàn)》的手機游戲憑借簡潔的界面、優(yōu)秀的手感、特色的聯(lián)機系統(tǒng)以及各種創(chuàng)新新穎的玩法模式一經(jīng)推出便迅速火爆中國游戲市場，成為當時幾個下載量最高的手游之一。近幾年來，各式各樣的貪吃蛇游戲也出現(xiàn)在各大平臺上，玩法模式也層出不窮。二、開發(fā)工具和過程（一）Python3.9在本次畢業(yè)設(shè)計過程中，系統(tǒng)開發(fā)平臺是Windows10專業(yè)版(64位)，程序設(shè)計語言為Python，運行環(huán)境為Python3.9。Python3是Python2的功能升級版本，語法更為完善簡潔，也擁有更龐大的函數(shù)庫，而Python3.9就是Python3的最新版本。（二）SpyderSpyder是一個Python的集成開發(fā)平臺，與其他編譯器不同的是，Spyder可以自由調(diào)整界面窗口的大小。作為一個重點是數(shù)據(jù)分析的開發(fā)環(huán)境來說，它也有著和著名的MATLAB數(shù)學(xué)軟件一樣的優(yōu)點，就是能夠直接觀察并修改數(shù)組的值。此外，Spyder可以通過在控制臺中按Tab鍵自動補全，另外還有特定的窗口進行變量顯示。三、需求分析（一）條件分析1.技術(shù)條件Python作為一個面向?qū)ο蟮慕忉屝途幊陶Z言，具備了高級語言和低級語言的優(yōu)點。它有著簡單的語法和豐富的庫，pygame模塊可以幫助我們構(gòu)建完成游戲界面框架以及演示算法。Python的跨平臺特性也適用于目前主流平臺的開發(fā)，代碼的模塊化也非常便于今后新系統(tǒng)的迭代而來進行修改或擴展?？偠灾敬蔚南到y(tǒng)設(shè)計貪吃蛇游戲開發(fā)符合現(xiàn)有的技術(shù)條件和硬件要求。2.經(jīng)濟條件本次所開發(fā)實現(xiàn)的貪吃蛇是一個小型的單機游戲，整體系統(tǒng)代碼編寫到測試和運行全程只通過一臺個人筆記本電腦來實現(xiàn)，在開發(fā)過程中也并沒有消耗多少的資金，所以經(jīng)濟條件完全得以滿足。3.運行條件作為一個小型單機游戲，無需網(wǎng)絡(luò)連接，對設(shè)備的硬件要求也比較低。無論是家里的臺式電腦，還是自己的筆記本電腦，都可以輕松運行這款小游戲，而且并不會占用計算機的后臺資源，所以完全滿足運行條件。（二）功能分析1.簡單性貪吃蛇之所以能像俄羅斯方塊等經(jīng)典游戲流傳至今并仍然受到廣大玩家歡迎的原因就是它的游戲規(guī)則的簡單卻又不乏挑戰(zhàn)，這也是為什么貪吃蛇會經(jīng)常出現(xiàn)在移動游戲市場上。由于它的簡單并且不消耗太多時間，非常適合人們利用短暫的空閑時光來娛樂自己，比如在上班休息時或下班的通勤路上。這類人整日忙碌于生活或工作，休閑時間比較短暫，貪吃蛇這種小型游戲成了打發(fā)無聊時間的不錯選擇。2.趣味性單純的規(guī)則簡單并不能吸引廣大玩家，貪吃蛇同樣具有那些經(jīng)典游戲的趣味性和挑戰(zhàn)性，你只需要在一個固定的范圍內(nèi)上下左右控制小蛇不斷地通過吃果實來使自己變長，避免碰到障礙或“咬”到自己的身體，小蛇的生存空間也會因為自己的身體慢慢變長而受到擠壓。隨著游戲時間的推移，玩家為了獲得更高的分數(shù)，就不得不快速進行走位和拐彎，同時游戲的緊張感與刺激性也在慢慢增加。四、玩法介紹和概要設(shè)計（一）玩法介紹貪吃蛇的游戲規(guī)則非常簡單，玩家需要通過鍵盤上的方向鍵來控制小蛇不停地游動，然后不斷地獲取食物來使其變長從而取得更高的得分，過程當中玩家需要避免碰到四周的墻壁，更不能碰到自己的身體，否則游戲結(jié)束。食物在被吃掉后會刷新在不同的地點。（二）概要設(shè)計圖4-2概念設(shè)計圖1.畫面設(shè)計游戲畫面主要由背景、邊界，小蛇主體和食物組成。其中墻壁就是游戲的邊界。小蛇主要由頭部和身體組成，頭部是一個黑色實心的圓形，身體是有一個個小空心圓形排列而成，隨著不斷獲取食物，矩陣漸漸增多，這也意味著小蛇的身體慢慢變長。食物是有一個個不同顏色的小圓形構(gòu)成，每當小蛇吃掉一個食物時，下一個食物就會隨機出現(xiàn)在任意位置。這次設(shè)計還增添了開始界面、歡迎界面和死亡(結(jié)束)界面。每個界面上都會有相應(yīng)的文字提示。其中歡迎界面有正常模式和無邊界模式讓玩家選擇。此外，在游戲結(jié)束時界面會顯示最終的統(tǒng)計得分，結(jié)束后游戲會自動退出。2.過程設(shè)計游戲過程有開始、進行和結(jié)束。選擇模式開始游戲后，小蛇在隨機地點開始移動，這時玩家需要操作鍵盤上的上下左右按鍵來控制小蛇移動，當玩家按下指定方向鍵時，小蛇會進行對應(yīng)方向的移動。碰撞檢查分為三種：第一種是在正常模式下當小蛇碰到墻壁時，小蛇會死亡，游戲結(jié)束；第二種是當小蛇碰到自己身體的時候，小蛇也會死亡；第三種是當小蛇碰到食物時，小蛇的身體會增加一個圓形塊，即小蛇變長，游戲繼續(xù)進行。當小蛇碰到邊界或自己身體時，小蛇死亡，然后游戲會跳轉(zhuǎn)到結(jié)束界面并統(tǒng)計分數(shù)。3.功能設(shè)計開始：游戲開始界面會有正常/無邊界兩種模式供玩家選擇，還有退出游戲按鍵；音樂：玩家在進入游戲后會一直伴隨著背景音樂直至游戲結(jié)束；結(jié)束：當玩家控制的小蛇死亡時游戲結(jié)束，程序退出；分數(shù)記錄：當小蛇吃到食物時會取得一定的分數(shù)，總分會在游戲結(jié)束界面顯示。五、詳細設(shè)計（一）程序整體實現(xiàn)與分析1.定義貪吃蛇對象，包括蛇頭和蛇身兩個部分，蛇頭單獨設(shè)置，蛇身使用列表來存儲；2.定義食物對象，包括食物對象的初始化、隨機顏色和隨機位置的設(shè)置；3.定義初始化界面，在該界面中設(shè)置文本為“正常模式”、“無邊界模式”和“退出”的三個按鈕供玩家選擇；4.定義正常模式，包括游戲窗口顯示、主循環(huán)和判斷貪吃蛇死亡的設(shè)置；5.定義無邊界模式，包括游戲窗口顯示、主循環(huán)和判斷貪吃蛇死亡的設(shè)置；6.定義游戲結(jié)束窗口，包括窗口顯示和最后得分顯示的設(shè)置。圖5-1程序設(shè)計流程圖（二）主要函數(shù)和庫文件1.主要函數(shù)(1)new_food()食物對象初始化函數(shù)，傳入形參為貪吃蛇蛇頭坐標。當貪吃蛇吃掉食物后，通過該函數(shù)生成新的食物。通過傳入形參判斷新生成的食物坐標是否與蛇頭坐標相同，若相同則重新生成新的坐標。(2)start_game()正常模式的主循環(huán)函數(shù)，通過該函數(shù)進行正常模式下貪吃蛇和食物的初始化、玩家控制貪吃蛇運動、蛇頭和蛇身的判斷更新和得分統(tǒng)計實現(xiàn)。(3)die_snake()正常模式下貪吃蛇死亡判斷函數(shù)，傳入形參為貪吃蛇蛇頭和蛇身坐標數(shù)據(jù)。在該函數(shù)中設(shè)置布爾型變量die_flag，若死亡設(shè)置為Ture并返回，沒有死亡為False。通過遍歷蛇身存儲列表，判斷蛇身坐標是否與蛇頭坐標相同，若相同則判定貪吃蛇咬到自身，死亡。同時，判斷貪吃蛇是否撞墻，及判斷蛇頭的x和y坐標是否窗體的寬高，若超過則死亡。(4)start_kgame()無邊界模式的主循環(huán)函數(shù)，通過該函數(shù)進行無邊界模式下貪吃蛇和食物的初始化、玩家控制貪吃蛇運動、蛇頭和蛇身的判斷更新和得分統(tǒng)計實現(xiàn)。(5)through_snake()無邊界模式下貪吃蛇死亡判斷函數(shù)，傳入形參為貪吃蛇蛇頭和蛇身坐標數(shù)據(jù)。在該函數(shù)中設(shè)置布爾型變量die_flag，若死亡設(shè)置為Ture并返回，沒有死亡為False。通過遍歷蛇身存儲列表，判斷蛇身坐標是否與蛇頭坐標相同，若相同則判定貪吃蛇咬到自身，死亡。(6)show_end()游戲結(jié)束時，結(jié)束界面設(shè)置函數(shù)。在該函數(shù)中進行結(jié)束界面窗體的初始化，在窗體中顯示玩家的最終得分，并在改函數(shù)中調(diào)用pygame庫quit方法，使該庫停止工作。(7)into_game()游戲初始界面實現(xiàn)函數(shù)，在該函數(shù)中進行游戲初始界面窗體的初始化。在該界面窗體中設(shè)置文本為“正常模式”、“無邊界模式”和“退出”的三個點擊按鈕，通過設(shè)置循環(huán)，調(diào)用button函數(shù)監(jiān)聽玩家的點擊。(8)button()游戲初始界面按鈕監(jiān)聽函數(shù)，在該函數(shù)中實現(xiàn)對玩家鼠標點擊事件和鍵盤輸入事件的監(jiān)聽。并根據(jù)玩家選擇，運行按鈕對應(yīng)的觸發(fā)函數(shù)。即點擊“正常模式”按鈕，運行正常模式的主循環(huán)函數(shù)，以此類推。2.主要庫文件(1)pygamePygame是Python的一個模塊庫。Pygame包含圖像、聲音。建立在SDL基礎(chǔ)上，允許實時電子游戲研發(fā)而無需被低級語言(如機器語言和匯編語言)束縛?；谶@樣一個設(shè)想，所有需要的游戲功能和理念(主要是圖像方面)都完全簡化為游戲邏輯本身，所有的資源結(jié)構(gòu)都可以由高級語言提供，如Python。(2)randomrandom是產(chǎn)生隨機數(shù)的庫，即隨機數(shù)發(fā)生器，random產(chǎn)生的是偽隨機數(shù)或者說是用一種復(fù)雜的方法計算得到的序列值，因此每次運算時需要一個不同的種子值。種子值不同，得到的序列值也不同。(3)timetime庫是Python中處理時間的標準庫，用于計算機時間的表達，提供獲取系統(tǒng)時間并格式化輸出功能，提供系統(tǒng)級精確計時功能，也可用于程序性能分析。(4)syssys.exit([arg])用于程序的退出，sys.exit(n)退出程序，正常退出時exit(0)。這是通過引發(fā)SystemExit異常來實現(xiàn)的，因此遵循finally語句的子句所指定的清理操作try，并且可以攔截外層的退出嘗試?？蛇x參數(shù)arg可以是一個整數(shù)，給出退出狀態(tài)(默認為零)或其他類型的對象。如果它是整數(shù)，則零被認為是“成功終止”，并且任何非零值等視為“異常終止”。六、運行和測試（一）運行程序1.開始界面這是貪吃蛇游戲的歡迎界面，可以看到有文字提示，玩家可以選擇正常模式或者無邊界模式進入游戲，還可以點擊退出鍵退出游戲。圖6-1-1開始界面2.正常模式這是正常模式下的游戲過程界面，此模式下小蛇不可碰到邊界，否則游戲結(jié)束，旁邊也有實時的分數(shù)統(tǒng)計情況。圖6-1-2正常模式界面3.無邊界模式這是無邊界模式下的游戲界面，此模式下小蛇可以自由穿過四周邊界，其余和正常模式一樣。圖6-1-3無邊界模式界面4.結(jié)束界面這是游戲的結(jié)束界面，有文字提示并會統(tǒng)計顯示你的最終得分情況。游戲結(jié)束后，程序自動退出。圖6-1-4結(jié)束界面（二）游戲測試123645圖6-2游戲測試統(tǒng)計表格七、優(yōu)點和不足（一）優(yōu)點(1)游戲整體設(shè)計完整，游玩過程流暢；(2)無邊界模式和分數(shù)統(tǒng)計功能成為亮點；(3)代碼簡短精煉無報錯，運行流暢。（二）不足(1)玩法單調(diào)，畫面設(shè)計過于簡單；(2)沒有暫停功能成為痛點；(3)代碼排版布置稍顯雜亂。八、結(jié)語歷時半年的畢業(yè)設(shè)計作品加論文終于完成了。在這半年的時間里，我從一開始確定開題報告，接著搜集Python的基礎(chǔ)資料來學(xué)習(xí)，筑牢設(shè)計作品相關(guān)的語言基礎(chǔ)，再著手實現(xiàn)一些書上的小程序，由部分到整體，然后開始設(shè)計自己的貪吃蛇小游戲，這其中遇到過不少