了解贪吃蛇游戏扩展逻辑

Question

有一个“扩展”功能按预期运行，但我不明白如何。代码的编写者使用 -1 作为项目在列表“段”中的位置。这不应该在其最后一段的位置向已创建的蛇添加额外的元素吗？如果是这样，那将如何延长蛇，因为最后创建的段将与已经存在的段重叠？相关文件的完整代码在文末说明。

def extend(self):
        self.add_segment(self.segments[-1].position())

main.py 的代码如下：

from turtle import Screen
from snake import Snake
from food import Food
from scoreboard import ScoreBoard
import time

screen = Screen()
screen.setup(width=600, height=600)
screen.bgcolor("black")
screen.title("My Snake Game")
screen.tracer()

scoreboard = ScoreBoard()
snake = Snake()
food = Food()

screen.listen()
screen.onkey(snake.up, "Up")
screen.onkey(snake.down, "Down")
screen.onkey(snake.left, "Left")
screen.onkey(snake.right, "Right")

game_is_on = True

while game_is_on:
    screen.update()

    snake.move()

    if snake.head.distance(food) < 15:
        food.refresh()
        scoreboard.increase_score()
        snake.extend()

    #Detect collision with wall
    if snake.head.xcor() > 280 or snake.head.xcor() < -280 or snake.head.ycor() > 280 or snake.head.ycor() < -280:
        game_is_on = False
        scoreboard.game_over()

    #Detect collision with tail
    for segment in snake.segments:
        if segment == snake.head:
            pass
        elif snake.head.position() == segment.position():
            game_is_on = False
            scoreboard.game_over()

screen.exitonclick()

snake.py 的代码如下：

from turtle import Turtle

STARTING_POSITIONS = [(0, 0), (-20, 0), (-40, 0)]
MOVE_DISTANCE = 20
UP = 90
DOWN = 270
LEFT = 180
RIGHT = 0

class Snake:

    def __init__(self):
        self.segments = []
        self.create_snake()
        self.head = self.segments[0]

    def create_snake(self):
        for position in STARTING_POSITIONS:
            self.add_segment(position)

    def add_segment(self, position):
        new_segment = Turtle("square")
        new_segment.color("white")
        new_segment.penup()
        new_segment.goto(position)
        self.segments.append(new_segment)

    ################
    def extend(self):
        self.add_segment(self.segments[-1].position())
    ################

    def move(self):
        for seg_num in range(len(self.segments) - 1, 0, -1):
            new_x = self.segments[seg_num - 1].xcor()
            new_y = self.segments[seg_num - 1].ycor()
            self.segments[seg_num].goto(new_x, new_y)
        self.segments[0].forward(MOVE_DISTANCE)

    def up(self):
        if self.head.heading() != DOWN:
            self.head.setheading(UP)

    def down(self):
        if self.head.heading() != UP:
            self.head.setheading(DOWN)

    def left(self):
        if self.head.heading() != RIGHT:
            self.head.setheading(LEFT)

    def right(self):
        if self.head.heading() != LEFT:
            self.head.setheading(RIGHT)

Answer 1

这不应该在其最后一段的位置向已创建的蛇添加额外的元素吗？如果是这样，那将如何延长蛇，因为最后创建的段将与已经存在的段重叠？

一个好问题：直觉上，它似乎应该如此。但是检查移动代码：

def move(self):
    for seg_num in range(len(self.segments) - 1, 0, -1):
        new_x = self.segments[seg_num - 1].xcor()
        new_y = self.segments[seg_num - 1].ycor()
        self.segments[seg_num].goto(new_x, new_y)
    self.segments[0].forward(MOVE_DISTANCE)

这会从尾部到头部迭代蛇段，将每个段移动到它前面的段的位置，然后最后将头部向蛇前进的任何方向向前移动一步。

很明显，这在正常运动下工作正常。蛇的尾巴将腾出其先前的位置，并且没有任何东西可以填充它，留下一个空白空间，而头部将占据一个新的、以前是空白的空间。这是一个正常的 move 调用示例，长度为 5 的蛇向右移动一步：

4 3 2 1 H
-------->

  4 3 2 1 H
^
|
empty

现在，在调用 extend 之后，我们得到了这个看似无效的情况（想象一下，两个 4 在 1-d 轴上共享完全相同的正方形/位置，而不是在其上方垂直放置一个正方形）：

4
4 3 2 1 H
-------->

但是下一个 move 调用就很好地解决了这种情况。即使有两个 4 共享同一个位置，蛇也会在向右移动一格后如下移动：

4 4 3 2 1 H
^
|
filled in by new segment

虽然我仍然使用 4，但它确实是第 5 个尾段，具有其独特的位置：

5 4 3 2 1 H
^
|
filled in by new segment

蛇已经向右移动了，但最后一个元素自然落到了位，因为它被分配到它前面的段所占据的坐标空间，self.segments[seg_num - 1]，在正常移动下它会留空。

这个空白空间正是第 length - 2 元素的先前位置，而这正是 extend 设置的新（看似）重复的尾元素。

简明扼要地总结一下：

• 在正常运动下，没有段分配给尾部的旧位置，留下空白空间。
• 在蛇长大时调用extend后，复制的尾巴被分配到旧尾巴本应腾出的空白空间，并填充它。