前提：本文实现AI贪吃蛇自行对战，加上人机对战，读者可再次基础上自行添加电脑VS电脑和玩家VS玩家（其实把人机对战写完，这2个都没什么了，思路都一样）
实现效果：
具体功能：
1.智能模式：电脑自己玩（自己吃食物）
2.人机对战：电脑和人操作（在上步的基础上加一个键盘控制的贪吃蛇即可）
实现环境：
Pycharm + Python3.6 + Curses + Win10
具体过程：
1.配置环境：
Curses: 参考链接 (Cp后面代表本地Python环境，别下错了) ( Stackoverflow 真的是个非常好的地方)
2.灵感来源+参考链接：
http://www.hawstein.com/posts/snake-ai.html （Chrome有时候打不开，Firefox可以打开）
算法思路：
AI算法：https://www.cnblogs.com/21207-iHome/p/6048969.html （本人之前接触过，当时讲课老师说是自动寻路算法，我感觉和BFS+DFS一样，结果没想到居然是AI算法）
BFS+DFS(略)
第一步是能制作一个 基本的贪吃蛇 ，熟悉Curses的相关环境(最好别对蛇和食物使用特殊字符，在windows环境下会导致像素延迟，非常丑)
#curses官方手册：
https://docs.python.org/3.5/library/curses.html#module-curses
#curses参考手册：
https://blog.csdn.net/chenxiaohua/article/details/2099304
具体思路：
熟悉Curses中相关指令后基本就没什么了， 保证按的下一个键不导致蛇死亡，保证蛇吃食物后食物不在蛇身上，保证蛇碰到自己和边框就死亡,如果按其他键，会导致头被插入2次，从而让蛇死亡。(具体见代码分析)
#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- # @Time : 2018/11/5 17:08 # @Author : Empirefree # @File : 贪吃蛇-01.py # @Software: PyCharm Community Edition #curses官方手册：https://docs.python.org/3.5/library/curses.html#module-curses #curses参考手册：https://blog.csdn.net/chenxiaohua/article/details/2099304 # 基本思路：while循环,让蛇一直右走（直到按键,如果按了其他键就会导致蛇头被重复插入1次到snake中， # 继而第二次循环就会退出）,蛇是每次自动增长，但是每次没吃到食物就会pop尾部(snake放在dict中，类似链表),按键检查就是只能按方向键 # 按方向键也存在判别是否出错（按了up后又按down）,然后对于死亡情况就是碰到周围和自己 # 1.蛇的移动和吃食物后的变化 # 2.按键:按其他键和方向键 # 3.死亡判断 import curses import random # 开启curses def Init_Curse(): global s s = curses.initscr() curses.curs_set(0) #能见度光标,写错了哇 curses.noecho() curses.cbreak() #立即得到响应 s.keypad(True) #特殊处理键位，返回KEY_LEFT #关闭并回到终端 def Exit_Curse(): curses.echo() curses.nocbreak() s.keypad(False) curses.endwin() def Start_Game(): # 窗口化操作 y, x = s.getmaxyx() # curses中是y,x w = curses.newwin(y, x, 0, 0) w.keypad(1) w.timeout(100) # 初始化蛇的位置,并用dict存储 snake_x = int(x / 4) snake_y = int(y / 2) snake = [[snake_y, snake_x], [snake_y, snake_x - 1], [snake_y, snake_x - 2]] # 初始化食物 food_pos = [int(y / 2), int(x / 2)] w.addch(food_pos[0], food_pos[1], '@') # 用@显示食物字元 key = curses.KEY_RIGHT # 得到右方向键 # 开始,为什么我感觉True比1看的爽一些 while True: next_key = w.getch() # 等待输入，传回整数 print(next_key, 'QAQ') # 防止Error if next_key != -1: if key == curses.KEY_RIGHT and next_key != curses.KEY_LEFT or key == curses.KEY_LEFT and next_key != curses.KEY_RIGHT or key == curses.KEY_DOWN and next_key != curses.KEY_UP or key == curses.KEY_UP and next_key != curses.KEY_DOWN: key = next_key # 蛇死亡, 当蛇头碰到蛇身或墙壁 if snake[0][0] in [0, y] or snake[0][1] in [0, x] or snake[0] in snake[1:]: # print(snake[0], snake[1]) 按下其他键就会导致,new_head被插入2次，从而退出 curses.endwin() print('!!!游戏结束!!!') quit() #按键移动 tempy = snake[0][0] tempx = snake[0][1] new_head = [tempy, tempx] if key == curses.KEY_RIGHT: new_head[1] += 1 elif key == curses.KEY_LEFT: new_head[1] -= 1 elif key == curses.KEY_UP: new_head[0] -= 1 elif key == curses.KEY_DOWN: new_head[0] += 1 snake.insert(0, new_head) #保留蛇头，根据按键更新蛇头 #食物位置 if snake[0] == food_pos: food_pos = None while food_pos is None: new_food = [random.randint(1, y - 1), random.randint(1, x - 1)] if new_food not in snake: food_pos = new_food w.addch(food_pos[0], food_pos[1], '@') #再次添加食物，保证食物不在蛇上 else: tail = snake.pop() #dict直接pop尾部 w.addch(tail[0], tail[1], ' ')`` w.addch(snake[0][0], snake[0][1], 'Q')`` if __name__ == '__main__': Init_Curse() Start_Game()`` print('QAQ') Exit_Curse()``基本贪吃蛇
代码剖析：
[红色为代码所需函数]
（蛇每走一步，就更新snake距离food的board距离，涉及 board_rest (更新每个非snake元素距离food的距离)和 board_refresh （本文这里采用BFS算法）），寻找到best_move，然后让蛇移动即可
如果吃的到食物( find_safe_way )：----> 放出虚拟蛇( virtual_shortest_move )（防止蛇吃完食物就被自己绕死）
如果虚拟蛇吃完食物还可以找到 蛇尾（出的去）( is_tail_inside )
直接吃食物( choose_shortest_safe_move )
反之，出不去：
就跟着尾巴走( follow_tail )就好比一直上下绕，就绝对不会死，但是蛇就完全没有灵性
如果吃不到食物
跟着尾巴(走最远的路( choose_longest_safe_move ))，四个方向走（如果是A*算法需要将8个方向改成4个方向）
如果上诉方法都不行，就涉及到a ny_possible_move ，挑选距离最小的走(这里就会涉及到将自己吃死,有待改进)
（通过以上方法，就可以制造一个基本AI贪吃蛇了，当然，还有很多细节方面东西需要考虑）
报错：
win = curses.newwin(HEIGHT, WIDTH, 0, 0)
_curses.error: curses function returned NULL
原因：Pycharm下面（或者cmd、exe太小，需要拉大点）
#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- # @Time : 2018/11/16 14:26 # @Author : Empirefree # @File : 贪吃蛇-03.py # @Software: PyCharm Community Edition import curses from curses import KEY_RIGHT, KEY_LEFT, KEY_UP, KEY_DOWN from random import randint # 必须要弄成全局哇，不然需要用到的数据太多了 # 1.初始化界面 # 2.更新地图，判断是否可以吃到食物 # 3.如果可以吃到，放出虚拟蛇(这里又设计到地图更新(board_reset)，记录距离(board_refresh)操作) # 3.1虚拟蛇若吃食物距离蛇尾有路径（直接吃），否则，追蛇尾 # 3.2若吃不到，则追蛇尾 # 4.更新best_move，改变距离 ########################################################################################### #作者： print('**************************************************************************') print('*****************！！！欢迎使用AI贪吃蛇 ！！！*************************') print('*****************作者：胡宇乔 *********************') print('*****************工具: Pycharm *********************') print('*****************时间: 2018/11/16 14:26 ********************') print('***************** (按Esc结束贪吃蛇游戏) **********************') print('**************************************************************************') # 场地 HEIGHT, WIDTH = map(int, input('请输入长度长宽[20 40]：').split()) FIELD_SIZE = HEIGHT * WIDTH #蛇和食物 HEAD = 0 FOOD = 0 UNDEFINED = (HEIGHT + 1) * (WIDTH + 1) SNAKE = 2 * UNDEFINED # 四个方向的移动 LEFT = -1 RIGHT = 1 UP = -WIDTH DOWN = WIDTH # 错误码 ERR = -1111 # 用一维数组来表示二维的东西 # board表示蛇运动的矩形场地 # 初始化蛇头在(1,1)的地方，第0行，HEIGHT行，第0列，WIDTH列为围墙，不可用 # 初始蛇长度为1 board = [0] * FIELD_SIZE snake = [0] * (FIELD_SIZE + 1) snake[HEAD] = 1 * WIDTH + 1 snake_size = 1 # tmpsnake即虚拟蛇 tmpboard = [0] * FIELD_SIZE tmpsnake = [0] * (FIELD_SIZE + 1) tmpsnake[HEAD] = 1 * WIDTH + 1 tmpsnake_size = 1 # food:食物位置(0~FIELD_SIZE-1),初始在(3, 3) # best_move: 运动方向 food = 3 * WIDTH + 3 best_move = ERR # 运动方向数组 mov = [LEFT, RIGHT, UP, DOWN] # 接收到的键 和 分数 key = KEY_RIGHT score = 1 # 分数也表示蛇长 #cueses初始化 curses.initscr() win = curses.newwin(HEIGHT, WIDTH, 0, 0) win.keypad(1) curses.noecho() curses.curs_set(0) win.border(0) win.nodelay(1) win.addch(food // WIDTH, food % WIDTH, '@') ########################################################################################### #判断是否为空（可走） def is_cell_free(idx, psize, psnake): return not (idx in psnake[:psize]) # 检查某个位置idx是否可向move方向运动 def is_move_possible(idx, move): flag = False if move == LEFT: flag = True if idx % WIDTH > 1 else False elif move == RIGHT: flag = True if idx % WIDTH < (WIDTH - 2) else False elif move == UP: flag = True if idx > (2 * WIDTH - 1) else False # 即idx/WIDTH > 1 elif move == DOWN: flag = True if idx < (FIELD_SIZE - 2 * WIDTH) else False # 即idx/WIDTH < HEIGHT-2 return flag`` `` # 计算出board中每个非SNAKE元素到达食物的路径长度,并判断是否可以找到食物 def board_reset(psnake, psize, pboard): for i in range(FIELD_SIZE): if i == food: pboard[i] = FOOD elif is_cell_free(i, psize, psnake): # 该位置为空 pboard[i] = UNDEFINED else: # 该位置为蛇身 pboard[i] = SNAKE`` `` # 广度优先搜索遍历整个board， # 计算出board中每个非SNAKE元素到达食物的路径长度 def board_refresh(pfood, psnake, pboard): queue = [] queue.append(pfood) inqueue = [0] * FIELD_SIZE found = False # while循环结束后，除了蛇的身体， # 其它每个方格中的数字代码从它到食物的路径长度 while len(queue) != 0: idx = queue.pop(0) if inqueue[idx] == 1: continue inqueue[idx] = 1 for i in range(4): if is_move_possible(idx, mov[i]): if idx + mov[i] == psnake[HEAD]: found = True if pboard[idx + mov[i]] < SNAKE: # 如果该点不是蛇的身体`` if pboard[idx + mov[i]] > pboard[idx] + 1: pboard[idx + mov[i]] = pboard[idx] + 1 if inqueue[idx + mov[i]] == 0: queue.append(idx + mov[i])`` return found`` `` #蛇头开始，根据蛇的4个领域选择最远路径(安全一点) def choose_shortest_safe_move(psnake, pboard): best_move = ERR min = SNAKE for i in range(4): if is_move_possible(psnake[HEAD], mov[i]) and pboard[psnake[HEAD] + mov[i]] < min: min = pboard[psnake[HEAD] + mov[i]] best_move = mov[i] return best_move`` `` # 从蛇头开始，根据board中元素值， # 从蛇头周围4个领域点中选择最远路径 def choose_longest_safe_move(psnake, pboard): best_move = ERR max = -1 for i in range(4): if is_move_possible(psnake[HEAD], mov[i]) and pboard[psnake[HEAD] + mov[i]] < UNDEFINED and pboard[psnake[HEAD] + mov[i]] > max: max = pboard[psnake[HEAD] + mov[i]] best_move = mov[i] return best_move`` `` # 检查是否可以追着蛇尾运动，即蛇头和蛇尾间是有路径的 # 为的是避免蛇头陷入死路 # 虚拟操作，在tmpboard,tmpsnake中进行 def is_tail_inside(): global tmpboard, tmpsnake, food, tmpsnake_size tmpboard[tmpsnake[tmpsnake_size - 1]] = 0 # 虚拟地将蛇尾变为食物(因为是虚拟的，所以在tmpsnake,tmpboard中进行) tmpboard[food] = SNAKE # 放置食物的地方，看成蛇身 result = board_refresh(tmpsnake[tmpsnake_size - 1], tmpsnake, tmpboard) # 求得每个位置到蛇尾的路径长度 for i in range(4): # 如果蛇头和蛇尾紧挨着，则返回False。即不能follow_tail，追着蛇尾运动了 if is_move_possible(tmpsnake[HEAD], mov[i]) and tmpsnake[HEAD] + mov[i] == tmpsnake[ tmpsnake_size - 1] and tmpsnake_size > 3: result = False return result`` `` # 让蛇头朝着蛇尾运行一步 # 不管蛇身阻挡，朝蛇尾方向运行 def follow_tail(): global tmpboard, tmpsnake, food, tmpsnake_size tmpsnake_size = snake_size tmpsnake = snake[:] board_reset(tmpsnake, tmpsnake_size, tmpboard) # 重置虚拟board tmpboard[tmpsnake[tmpsnake_size - 1]] = FOOD # 让蛇尾成为食物 tmpboard[food] = SNAKE # 让食物的地方变成蛇身 board_refresh(tmpsnake[tmpsnake_size - 1], tmpsnake, tmpboard) # 求得各个位置到达蛇尾的路径长度 tmpboard[tmpsnake[tmpsnake_size - 1]] = SNAKE # 还原蛇尾`` return choose_longest_safe_move(tmpsnake, tmpboard) # 返回运行方向(让蛇头运动1步)`` `` # 在各种方案都不行时，随便找一个可行的方向来走(1步), def any_possible_move(): global food, snake, snake_size, board best_move = ERR board_reset(snake, snake_size, board) board_refresh(food, snake, board) min = SNAKE`` for i in range(4): if is_move_possible(snake[HEAD], mov[i]) and board[snake[HEAD] + mov[i]] < min: min = board[snake[HEAD] + mov[i]] best_move = mov[i] return best_move`` #虚拟蛇蛇移动 def shift_array(arr, size): for i in range(size, 0, -1): arr[i] = arr[i - 1]`` #产生新食物 def new_food(): global food, snake_size cell_free = False while not cell_free: w = randint(1, WIDTH - 2) h = randint(1, HEIGHT - 2) food = h * WIDTH + w cell_free = is_cell_free(food, snake_size, snake) win.addch(food // WIDTH, food % WIDTH, '@')`` `` # 真正的蛇在这个函数中，朝pbest_move走1步 def make_move(pbest_move): global key, snake, board, snake_size, score shift_array(snake, snake_size) snake[HEAD] += pbest_move`` # 按esc退出，getch同时保证绘图的流畅性，没有它只会看到最终结果 win.timeout(10) event = win.getch() key = key if event == -1 else event if key == 27: return`` p = snake[HEAD] win.addch(p // WIDTH, p % WIDTH, '*')`` # 如果新加入的蛇头就是食物的位置 # 蛇长加1，产生新的食物，重置board(因为原来那些路径长度已经用不上了) if snake[HEAD] == food: board[snake[HEAD]] = SNAKE # 新的蛇头 snake_size += 1 score += 1 if snake_size < FIELD_SIZE: new_food() else: # 如果新加入的蛇头不是食物的位置 board[snake[HEAD]] = SNAKE # 新的蛇头 board[snake[snake_size]] = UNDEFINED # 蛇尾变为空格 win.addch(snake[snake_size] // WIDTH, snake[snake_size] % WIDTH, ' ')`` `` #虚拟蛇最短移动 def virtual_shortest_move(): global snake, board, snake_size, tmpsnake, tmpboard, tmpsnake_size, food tmpsnake_size = snake_size tmpsnake = snake[:] # 如果直接tmpsnake=snake，则两者指向同一处 tmpboard = board[:] # board中已经是各位置到达食物的路径长度了，不用再计算 board_reset(tmpsnake, tmpsnake_size, tmpboard)`` food_eated = False while not food_eated: board_refresh(food, tmpsnake, tmpboard) move = choose_shortest_safe_move(tmpsnake, tmpboard) shift_array(tmpsnake, tmpsnake_size) tmpsnake[HEAD] += move # 在蛇头前加入一个新的位置 # 如果新加入的蛇头的位置正好是食物的位置 # 则长度加1，重置board，食物那个位置变为蛇的一部分(SNAKE) if tmpsnake[HEAD] == food: tmpsnake_size += 1 board_reset(tmpsnake, tmpsnake_size, tmpboard) # 虚拟运行后，蛇在board的位置 tmpboard[food] = SNAKE food_eated = True else: # 如果蛇头不是食物的位置，则新加入的位置为蛇头，最后一个变为空格 tmpboard[tmpsnake[HEAD]] = SNAKE tmpboard[tmpsnake[tmpsnake_size]] = UNDEFINED`` `` # 如果蛇与食物间有路径，则调用本函数 def find_safe_way(): global snake, board safe_move = ERR # 虚拟地运行一次，因为已经确保蛇与食物间有路径，所以执行有效 # 运行后得到虚拟下蛇在board中的位置，即tmpboard，见label101010 virtual_shortest_move() # 该函数唯一调用处 if is_tail_inside(): # 如果虚拟运行后，蛇头蛇尾间有通路，则选最短路运行(1步) return choose_shortest_safe_move(snake, board) safe_move = follow_tail() # 否则虚拟地follow_tail 1步，如果可以做到，返回true return safe_move`` if __name__ == '__main__':`` while key != 27: win.border(0) win.addstr(0, 2, '分数:' + str(score) + ' ') win.timeout(10) # 接收键盘输入，同时也使显示流畅 event = win.getch() key = key if event == -1 else event # 重置矩阵 board_reset(snake, snake_size, board)`` # 如果蛇可以吃到食物，board_refresh返回true # 并且board中除了蛇身(=SNAKE)，其它的元素值表示从该点运动到食物的最短路径长 if board_refresh(food, snake, board): best_move = find_safe_way() # find_safe_way的唯一调用处 else: best_move = follow_tail()`` if best_move == ERR: best_move = any_possible_move() # 上面一次思考，只得出一个方向，运行一步 if best_move != ERR: make_move(best_move) else: break`` curses.endwin() print(" 得分：" + str(score))``贪吃蛇-02
在以上基础上，还需要引入第一步制造的基本贪吃蛇
细节：
1.键盘蛇加入后如何与蛇抢分(只需要return即可，但是 new_food()里面是需要更改的)
# 产生新食物 def new_food(): global food, snake_size, myfood cell_free = False while not cell_free: food1 = [random.randint(1, HEIGHT - 2), random.randint(1, WIDTH - 2)] w = randint(1, WIDTH - 2) h = randint(1, HEIGHT - 2) myfood = [h, w] food = h * WIDTH + w if (is_cell_free(food, snake_size, snake) and [w, h] not in snake1): cell_free = True win.addch(food // WIDTH, food % WIDTH, '@')
2.一直没说，由于蛇加入后很多变量都需要global，导致变量看起来非常麻烦（读者要有心理准备）
3.curses里面的win.timeout()是控制蛇的速度
好像就没什么了，想起来了在更。我没加入2条蛇不能彼此碰撞（读者也可以弄成2个地图，然后看AI蛇和你自己的蛇如何操作跑，我是放在了一个地图里面）
当然还有很多很多细节，不过主要思路写下来了。其余就靠分析代码自行研究了。
以上就是“Python制作AI贪吃蛇，很多很多细节、思路都写下来了！”的全部内容，希望对你有所帮助。
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