今天来分析一个益智游戏，数字华容道。

当初对这个游戏颇有印象还是在最强大脑节目上面，何猷君以几十秒就完成了这个游戏。前几天写2048的时候，又想起了这个游戏，想着来研究一下。

游戏玩法

用尽量少的步数，尽量短的时间，将棋盘上的数字方块，按照从左到右、从上到下的顺序重新排列整齐。

效果图

游戏操作方式

第一种是通过键盘的按键来移动数字，比如按上键，需要做的操作是把13移上去。

第二种是通过鼠标点击13，13移上去。不论采取哪种操作方式，可移动数字只能往固定的方向移动，做的操作都是把13和0位置互换即可。考虑到操作性，我们选用鼠标点击这种更为简单的操作方式。

自定义棋盘

定义棋盘的大小：4 * 4， 当然我把这个棋盘的大小做成了可自定义的属性，如果你觉得4*4没有挑战性， 还可以5 * 5 、6 * 6等等，下面以4 * 4为例做介绍。

看过我之前2048那篇文章的，一定明白接下来应该怎么做。没错，忽略棋盘背景，把棋盘看作一个4*4的二维矩阵，空白格用数字0填充：

接下来，我们应该考虑的问题是，数字的移动该怎么做？看上图的状态，此时只有0的上，右，下三格可以移动，别的都不能动。这里大家可以停顿一下考虑考虑，看看能不能找到一个移动的算法方案？

数字移动

通过数字在二维矩阵中的下标来表示数字的位置，比如8的位置是第一行、第一列即（0，0）(列表元素的下标从0开始), 第二行、第一列是(1, 0)。可以看下图：

图中，13的坐标是(3，0)。当鼠标点击13时，13和0交换位置，13的位置变成（2，0）。从（3，0）到（2，0）可以看作加了一个矢量（-1，0）。那如果点击不是13， 而是（1，0）位置的3，发生的变化就是（1，0）变成（2，0）,矢量是（1，0），同理(2,1)位置移到(2, 0) 矢量是(0, -1)，我们得到了一个上下左右的矢量集合， 上(-1, 0), 下(1, 0), 左(0, -1), 右(0, 1) 。

游戏逻辑

游戏的逻辑就变成了，当我们随便点击一个数字时，判断该数字的位置分别在加上4个矢量后的位置上的数字是否为0，是0，就把两个位置的数字交换，不是0，不做任何变动即可。

为什么会变成这样，因为一个数字可移动的方向只有0个或者1个。

数据矩阵存放

缕清了游戏的逻辑，那在记录数据二维矩阵时，就需要记录每个数字在矩阵中的位置下标。所以我们不打算采用2048中的矩阵的记录方式，而是采用python中的dict, 把位置作为key，把数字作为value。

整个操作的逻辑就是，当我们鼠标点击时，首先获取点击的坐标(x, y)，通过坐标(x, y)，获取到点击了哪一行，哪一列，得到(row_index, col_index)。然后把(row_index, col_index)分别加四个矢量， 判断加矢量后的位置(row_index+vector, col_index+vector) 在不在上图中的dict中且值是否等于0, 如果等于0, 使(row_index, col_index) 和 (row_index+vector, col_index+vector)的值互换。

如何判断游戏胜利？

判断dict中的最后一位是否为0，且0之前的所有值，是否按照顺序排序， 即为胜利。字典考虑到需要顺序，所以可以采用collections库中的OrderedDict 有序字典的数据格式。

代码开撸

1. 定义全局变量

2. 定义逻辑，初始化棋盘数据

在初始化过程中，首先要生成一个已胜利的数据顺序，然后随机移动一千次。如果是随机生成数据，有可能数据无解。

3. 初始化点击数据，和移动逻辑

4. 点击移动和判断游戏胜利的逻辑

5. 监控事件，自定义了定时器，记录游戏时间。监控鼠标点击事件，获取坐标，移动数字。

6. 主函数

不到两百行，代码完成。完整源代码私信回复 华容道 即可获取。

游戏运行

2048文章链接：用python写游戏之 2048