# 150行代码实现图形化数独游戏
[Github地址](https://github.com/NemoHoHaloAi/Sudoku--)，欢迎各位大佬们fork、star啥的，感谢；
今天闲着没事干，以前做过html+js版的数独，这次做个python版本的，界面由pygame完成，数独生成由递归算法实现，由shuffle保证每次游戏都是不一样的情况，have fun；
功能列表：
- 图形化的数独游戏；
- python实现，依赖pygame库；
- 随机生成游戏，每次运行都不一样；
- 数字填入后的正确性判断以及颜色提示；
- 显示剩余需填入的空格，已经操作的次数；
- 难度可选，通过修改需要填入的空的数量；
## 游戏界面
### 初始界面
### 过程中界面
## 运行方式
```python
python main.py 15
```
这里的15表示需要填入的空格数量为15，理论上这个值越大，难度就越高，大家可以随机调整，或者设置容易、简单、困难、地狱等对应不同的值即可，很方便修改；
## 程序分析
### 界面部分
这部分很简单的通过pygame来实现，主要使用了其中的主循环、鼠标键盘监听、画矩形线条、字体、颜色控制等，理解起来很容易，对于这部分不太熟悉的同学，这样理解就好：**pygame的主循环中一方面负责接收用户输入，一般就是鼠标和键盘，另一方面负责实时更新界面显示内容**；
#### 对于界面上各部分内容的绘制的函数封装
```python
# 绘制背景部分，这里就是9*9的九宫格
def draw_background():
# white background
screen.fill(COLORS['white'])
# draw game board
pygame.draw.rect(screen,COLORS['black'],(0,0,300,900),5)
pygame.draw.rect(screen,COLORS['black'],(300,0,300,900),5)
pygame.draw.rect(screen,COLORS['black'],(600,0,300,900),5)
pygame.draw.rect(screen,COLORS['black'],(0,0,900,300),5)
pygame.draw.rect(screen,COLORS['black'],(0,300,900,300),5)
pygame.draw.rect(screen,COLORS['black'],(0,600,900,300),5)
# 将用户选中的各自背景改为蓝色块表示选中
def draw_choose():
pygame.draw.rect(screen,COLORS['blue'],(cur_j*100+5,cur_i*100+5,100-10,100-10),0)
# 绘制九宫格中的数字，包括本来就有的，以及用户填入的，本来就在的用灰色，用户填入的如何合法则为绿色，否则为红色，是一种提示
def draw_number():
for i in range(len(MATRIX)):
for j in range(len(MATRIX[0])):
_color = check_color(MATRIX,i,j) if (i,j) in BLANK_IJ else COLORS['gray']
txt = font80.render(str(MATRIX[i][j] if MATRIX[i][j] not in [0,'0'] else ''),True,_color)
x,y = j*100+30,i*100+10
screen.blit(txt,(x,y))
# 绘制最下方的当前空格子数量以及用户的操作数量
def draw_context():
txt = font100.render('Blank:'+str(cur_blank_size)+' Change:'+str(cur_change_size),True,COLORS['black'])
x,y = 10,900
screen.blit(txt,(x,y))
```
#### 主循环中对上述函数的调用以及鼠标键盘事件处理
```python
# 主循环，负责监听鼠标键盘时间，以及刷新界面内容，以及检查是否赢得了游戏
running = True
while running:
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
running = False
break
elif event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
cur_j,cur_i = int(event.pos[0]/100),int(event.pos[1]/100)
elif event.type == event.type == pygame.KEYUP:
if chr(event.key) in ['1','2','3','4','5','6','7','8','9'] and (cur_i,cur_j) in BLANK_IJ:
MATRIX[cur_i][cur_j] = int(chr(event.key))
cur_blank_size = sum([1 if col==0 or col=='0' else 0 for row in MATRIX for col in row])
cur_change_size +=1
# background
draw_background()
# choose item
draw_choose()
# numbers
draw_number()
# point
draw_context()
# flip
pygame.display.flip()
# check win or not
if check_win(MATRIX_ANSWER,MATRIX):
print('You win, smarty ass!!!')
break
pygame.quit()
```
### 生成表示数独的二维数组
相对于界面部分，这部分在逻辑上要难一些，思路以递归为核心，辅以随机性，得到一个每次生成都不一致的数独游戏，生成思路简单描述如下：
1. 遍历每个空格，填入目前为止合法的数字；
2. 如果有数字可以填入，则继续向下一个空格；
3. 如果没有数字可以填入，表示之前的数字有问题，则结束递归；
4. 当递归到最后一个格子的下一个时，表示已经生成完毕，返回即可；
5. 这个过程中对1~9这九个数字的遍历数字会经过shuffle处理，保证随机性而不是每次都得到同一个合法的数独数组；
#### 生成过程代码
递归的一个优势是通常代码都很短，当然阅读性不强，欢迎大佬们改为循环；
```python
def shuffle_number(_list):
random.shuffle(_list)
return _list
def check(matrix,i,j,number):
if number in matrix[i]:
return False
if number in [row[j] for row in matrix]:
return False
group_i,group_j = int(i/3),int(j/3)
if number in [matrix[i][j] for i in range(group_i*3,(group_i+1)*3) for j in range(group_j*3,(group_j+1)*3)]:
return False
return True
def build_game(matrix,i,j,number):
if i>8 or j>8:
return matrix
if check(matrix,i,j,number):
_matrix = [[col for col in row] for row in matrix]
_matrix[i][j] = number
next_i,next_j = (i+1,0) if j==8 else (i,j+1)
for _number in shuffle_number(number_list):
__matrix = build_game(_matrix,next_i,next_j,_number)
if __matrix and sum([sum(row) for row in __matrix])==(sum(range(1,10))*9):
return __matrix
return None
```
#### 随机覆盖数独数组中的N个位置
- matrix_all表示整个数独数组
- matrix_blank表示部分被替换为0的用于显示的数组
- blank_ij表示被覆盖位置的i和j
```python
def give_me_a_game(blank_size=9):
matrix_all = build_game(matrix,0,0,random.choice(number_list))
set_ij = set()
while len(list(set_ij))
8 or j>8:
return matrix
if check(matrix,i,j,number):
_matrix = [[col for col in row] for row in matrix]
_matrix[i][j] = number
next_i,next_j = (i+1,0) if j==8 else (i,j+1)
for _number in shuffle_number(number_list):
#_matrixs.append(build_game(_matrix,next_i,next_j,_number))
__matrix = build_game(_matrix,next_i,next_j,_number)
if __matrix and sum([sum(row) for row in __matrix])==(sum(range(1,10))*9):
return __matrix
#return _matrixs
return None
def give_me_a_game(blank_size=9):
matrix_all = build_game(matrix,0,0,random.choice(number_list))
set_ij = set()
while len(list(set_ij))
