通过游戏编程学Python

通过游戏编程学Python（1）— 猜数字

---

---

前言

很多人使用Python来编写游戏，然而问哥作为一个非专业选手，却是为了编写游戏而从零开始学习了Python。在这个过程中，临摹与研习别人的代码必不可少。其中的收获不可谓不丰，但也走了不少弯路，有时候为了搞懂其中某个知识点，需要四处搜索相关资料。于是问哥想把一些学习的经验总结并分享出来，一方面，可以巩固自己薄弱的编程功底，另一方面，如果同时能够帮助到同样零基础的你，那就再好不过了。

本系列文章使用Al Sweigart编写的《Python游戏编程快速上手》为教程，所以也可以说是一系列学习笔记。同时，为了易懂易记，我将代码中的注释和变量都换成了中文。笔记重点在代码分析，自然也略过了前面较为简单且基础的环境安装部分。如果问哥以后能够坚持写完本系列的话，再考虑补全这部分（笑）。

兴趣是最好的老师，愿我们学有所成。

---

一、知识点

1. 模块的导入
2. 输入与输出
3. 缩进与代码块
4. 基本变量类型及类型转换
5. 流程控制语句while, if, break

二、第一个游戏 —— 猜数字

1. 玩法简介

电脑随机“想”一个数字（1到20之间的整数），玩家共有6次机会进行猜测。如果猜的数字比电脑的数字小，电脑提示“低了哦”，反之则提示“高了哦”。如果在6次以内猜中，则祝贺玩家并显示实际猜了几次。如果6次机会用完，电脑公布正确数字。

2. 游戏流程

三、程序代码

全部代码如下：

# 这是一个猜数字的游戏
import random次数 = 0print('你好，你叫什么名字？')
姓名 = input()随机数 = random.randint(1, 20)
print('好的，' + 姓名 + '，猜猜看我想的数字是多少？提示：1到20之间的整数')while 次数 < 6:print('猜猜看')	# 注意前面有4个空格，同一列的代码都处于while代码块数字 = input()数字 = int(数字)次数 = 次数 + 1if 数字 < 随机数:print('低了哦')	# 注意前面有8个空格，同一列的代码都处于if代码块if 数字 > 随机数:print('高了哦')if 数字 == 随机数:breakif 数字 == 随机数:次数 = str(次数)print('干得好，' + 姓名 + '！你用了' + 次数 + '次就猜对了！')if 数字 != 随机数:随机数 = str(随机数)print('很遗憾，我想的数字是' + 随机数)

三、代码详细分析

1. import语句

# 这是一个猜数字的游戏
import random
随机数 = random.randint(1, 20)

Python有很多内置的函数可以直接调用，但是也有一些更为常用和强大的函数保存在某些外部模块文件中。当用到这些函数时，需要先使用import语句调用相应的模块。其实这些模块也是Python程序，系统自带的模块都可以在C:\Python安装目录\Lib\子文件夹下找到。

本例中需要随机生成一个整数，作为计算机“想”的数字。于是用到了random模块中的randint()函数。该函数接收两个参数（例子中为1和20），表示在1和20之间（包括1和20）随机得出一个数，然后赋值给一个名叫“随机数”的变量中。

有时候为了调用方便，我们也可以只导入某个模块中的特定函数，这样后面在使用函数的时候就不用指定模块名了。比如以下语句实现的效果与示例中相同，但不需要在函数randint前写出模块的名称random。

from random import randint
随机数 = randint(1, 20)

2.输入与输出

使用input()与print()函数可以向电脑输入信息，或将信息显示（打印）在屏幕上。这样就可以实现与电脑互动的效果。

print('你好，你叫什么名字？')
姓名 = input()

当运行这两条语句时，电脑会先在屏幕上显示字符串“你好，你叫什么名字？”，然后默认换行，再通过input()函数等待用户的键盘输入，并将用户输入的文本以字符串的形式赋值给变量“姓名”。

然后电脑使用“姓名”这个变量，打印出欢迎语句。

print('好的，' + 姓名 + '，猜猜看我的数字是多少？提示：1到20之间的整数')

这里的加号“+”用来拼接字符串，表示将前后的字符串（变量“姓名”的值也是字符串）连接在一起，形成一个新的字符串。

Python既可以使用双引号" "，也可以使用单引号’ '表示一串字符串，之所以如此，是为了方便在字符串中正常使用单双引号。如果字符串中既含有单引号，也含有双引号，则需要使用符号“\”将字符串中的引号转义。参考以下示例。

3.While循环

增加一个变量“次数”，用来计算玩家猜了多少次。然后使用While循环使玩家不停地猜。在游戏开始之前，“次数”为0。

次数 = 0
while 次数 < 6:# 省略部分代码次数 = 次数 + 1

上面语句中当（While）次数小于6的时候，冒号（:）后面同一代码块的语句会反复执行。注意：必须在代码块中改变变量“次数”的值，不然“次数”永远为0，程序也将会陷入死循环。该代码中，每循环一次（用户猜一次数字），“次数”变量的值加1。

变量自身进行数学运算，再赋值给自身的操作可以使用简化写法。比如上面的赋值语句可以简写如下：

	次数 += 1

其他数学运算符号同理。

4.代码段

Python使用缩进来标记代码所在的段落。连续、同一缩进的语句为一个代码段。默认使用4个空格，或Tab来缩进。

while 次数 < 6:print('猜猜看')数字 = input()数字 = int(数字)次数 = 次数 + 1if 数字 < 随机数:print('低了哦')if 数字 > 随机数:print('高了哦')if 数字 == 随机数:break

本例中while语句后面所有循环体的语句均缩进4个空格，表示包括if语句在内的所有语句均属于while代码段。而if语句后面缩进了8个空格，以表示这些语句属于if代码段。

在IDE以及各种编程环境（Pycharm，VSCode等）中，电脑会在循环、判断、函数、类等语句后面自动缩进代码段，所以大部分情况下无须担心。但仍需小心检查某些语句属于哪个代码段，以免造成逻辑错误。

5.变量类型转换

游戏开始后，电脑在屏幕中显示“猜猜看”，然后使用input()等待用户输入一个整数，以字符串的形式赋值给变量“数字”。但是后面要用该整数与电脑得到的随机数进行比较大小，而字符串是不能直接与数字比较大小的，于是使用int()函数将用户输入的字符串整数转换为整数类型。

while 次数 < 6:print('猜猜看')数字 = input()数字 = int(数字)次数 = 次数 + 1

在程序的后半部分，需要进行拼接字符串操作的时候，同样又使用了另一个类型转换函数str()将整数转换成了字符串。

    次数 = str(次数)随机数 = str(随机数)

这里也可以发现，Python中同一变量的类型可以自由变化，在某些时候保存的是整数，在需要的时候，又可以改变类型，保存字符串。原因是Python的变量中保存的其实是实际数值的内存地址，至于那个地址里保存的是整数还是字符串还是其他类型，变量自身不做限制。可以随时通过赋值语句“=”改变变量中保存的内存地址，从而指向不同的数据类型。

6.判断语句与比较操作符

为了判断用户猜的数字（储存在变量“数字”中）是否就是电脑产生的“随机数”，使用了三条if判断语句，依次判断数字是否小于、大于、等于随机数：

    if 数字 < 随机数:print('低了哦')if 数字 > 随机数:print('高了哦')if 数字 == 随机数:break

但是上面语句即使满足了第一个条件，还是会继续比下去，显然没有意义。所以其实可以转换为以下if…elif…else的格式，在本例中实现的功能相同。

    if 数字 < 随机数:print('低了哦')elif 数字 > 随机数:print('高了哦')else:break

当猜中正确的数字（“数字”等于“随机数”）时，程序使用了break语句跳出while循环，即不用再循环到“次数”为0，即可继续执行while后面的语句。

在while和if关键字后面使用了比较运算符连接的表达式。比较运算符共有6种。

比较符	意义
>	大于
<	小于
==	等于
>=	大于等于
<=	小于等于
!=	不等于

如果等式成立，则返回一个布尔（Bool）类型的True，反之返回False。

换句话说，while和if其实是判断后面的比较运算式返回的结果是True还是False。如果是True，则继续向下运行，反之则跳过。

7.输出结果

当玩家猜中数字、或猜错次数达到6次后，程序自动跳出循环，继续执行后面的语句。并通过比较“数字”与“随机数”（运算符==或!=），判断玩家是否猜对，再执行相应的代码，拼接字符串以显示不同的结果。

if 数字 == 随机数:次数 = str(次数)print('干得好，' + 姓名 + '！你用了' + 次数 + '次就猜对了！')if 数字 != 随机数:随机数 = str(随机数)print('很遗憾，我的数字是' + 随机数)

---

总结与思考

通过一个简单的游戏，我们学习了Python编程的一些基本语句和规范，如代码块、字符串拼接、比较运算符、变量的类型转换等等。

Python本身的编程哲学也是追求简洁易懂，所以很多语句比如while循环、if判断都可以直接读出意思。而放在游戏中，我们更要考虑的是如何实现游戏的过程。当读到他人的代码时，借鉴别人如果简洁高效地实现我们想要的效果，这一点尤为重要。

当然，也许出于教学的目的，一些程序还留有很大的优化空间，以及潜在的bug。大家可以想一想，有没有更简洁的代码可以实现本例中的猜数字的游戏呢？

另外，示范代码并没有对用户猜的数字进行格式上的要求，而是默认用户会“听话”地输入1到20的整数。而如果用户输入的不是整数，而是其他类型的文本，比如小数、中文数字，甚至是任意的字符串，程序都是报错并退出。原因便是其中用到的int()函数无法应用到除了整数型之外的字符串类型上。我们怎样才能在输入的时候加上一个判断语句，来辨别出这些“非法”字符，并要求用户重新输入呢？

这些都是值得思考的，我们可以带着问题继续学习，相信有一天，我们一定可以写出更加完美、好玩的游戏。

下次再见！