从零实现Python自动扫雷（一）：基础游戏搭建

前言

扫雷作为Windows经典的益智游戏，承载了许多人的童年回忆。最近我突发奇想，决定用Python从零开始实现一个扫雷游戏，并在此基础上开发一个能自动玩扫雷的AI。这个系列将记录我的完整开发过程，今天先分享基础扫雷游戏的实现。

游戏设计思路

扫雷游戏的核心逻辑可以分解为以下几个部分：

1. 游戏地图生成：随机布置地雷并计算每个格子的数字
2. 用户交互界面：显示游戏界面并处理鼠标点击
3. 游戏逻辑处理：处理点击事件，判断胜负
4. 递归展开：实现点击空白格子时的自动展开功能

图1：游戏主界面

关键技术实现

1. 数据结构设计

我使用了五个二维数组来管理游戏状态：

control_list = [[0 for i in range(16)] for j in range(16)]  # 存储雷和数字分布
show_list = [[0 for i in range(16)] for j in range(16)]    # 控制格子显示状态
button_list = [[0 for i in range(16)] for j in range(16)]  # 按钮对象数组
label_list = [[0 for i in range(16)] for j in range(16)]   # 标签对象数组
mark_list = [[0 for i in range(16)] for j in range(16)]    # 标记状态数组

这种设计将游戏数据与显示元素分离，便于管理和维护。

2. 地雷随机分布

randomization()函数负责随机布置地雷并计算每个格子的数字：

def randomization(c_list):
    num = 0
    while num < 40:  # 布置40个地雷
        x = random.randint(0,15)
        y = random.randint(0,15)
        if c_list[x][y] == 0:
            num += 1
            c_list[x][y] = -1  # -1表示地雷
    
    # 计算每个非雷格子周围的雷数
    for i in range(16):
        for j in range(16):
            if c_list[i][j] > -1:
                # 检查8个相邻格子
                ...

3. 递归展开算法

当玩家点击空白格子时，游戏会自动展开所有相邻的空白区域，直到遇到数字边界。这是通过rec()递归函数实现的：

def rec(r,c):
    global t
    if control_list[r][c] > 0 and show_list[r][c] == 0:
        # 显示数字格子
        ...
    elif control_list[r][c] == 0 and show_list[r][c] == 0:
        # 显示空白格子并递归检查相邻8个格子
        ...
        if r > 0 and c > 0:
            rec(r-1,c-1)
        if r > 0:
            rec(r-1,c)
        # 其他6个方向的检查...

4. 游戏界面搭建

使用Tkinter构建游戏窗口，包含以下关键组件：

• 16×16的格子矩阵（使用Button和Label实现）
• 顶部状态栏（地雷计数器、笑脸按钮、计时器）
• 底部状态提示文字

# 创建主窗口
root = Tk()
root.title("扫雷小游戏")
root.geometry("360x410")

# 创建游戏画布
cv1 = Canvas(root, bd=15, bg="#FFFFFF", relief=RIDGE, cursor="cross", width=321, height=350)
cv1.create_line(15,45,337,45)
cv1.place(x=0,y=0)

# 添加状态标签
w = Label(root, text="你所作的选择，决定你的命运！", font=("楷体",12))
w.place(x=60,y=385)

游戏特色功能

1. 右键标记：玩家可以右键点击格子标记可疑的地雷位置
2. 计时系统：记录游戏用时
3. 地雷计数器：显示剩余未标记的地雷数
4. 重新开始：通过笑脸按钮一键重置游戏

遇到的问题与解决

在开发过程中，我遇到了一些典型问题：

1. 递归深度限制：最初递归展开算法会导致堆栈溢出，后来通过优化递归条件解决
2. 游戏状态同步：多个数组之间的状态同步容易出错，通过封装操作函数降低复杂度
3. 界面闪烁：频繁更新界面导致闪烁，合理使用place_forget()和place()方法解决

总结

通过这个基础扫雷游戏的实现，我巩固了Python GUI编程和递归算法的应用。完整的代码已上传至GitHub仓库，欢迎参考。

在下一篇文章中，我将介绍如何实现游戏界面的截图和识别功能，为自动扫雷AI打下基础。

小贴士：扫雷游戏的核心算法其实并不复杂，关键在于如何优雅地处理用户交互和游戏状态的同步。Tkinter虽然简单，但足以实现一个功能完整的游戏。