手把手教你用Python写一个俄罗斯方块
C
Crossin先生约 8 分钟
Crossin先生约 8 分钟大家好，欢迎来到 Crossin 的编程教室。
今天我们来尝试用 Python 写一个《俄罗斯方块》游戏。
底层原理
在写代码之前，我们先把这个经典游戏拆解一下。其实，俄罗斯方块在计算机眼里，根本不是什么炫酷的动画，它只是一个“Excel表格”。
游戏场景 = Excel表格：别把游戏画面想得太复杂，它本质上就是一个大的数字表格，就像你平常在 Excel 里用的那种。有固定方块的地方，格子数值就是 1；空着的地方，格子数值就是 0。
方块下落 = 盖章：所谓的“方块下落”，其实就是程序每隔一段时间，把方块的形状（一个小范围的数字矩阵）“贴”在网格的不同位置上。
消除一行 = 删掉Excel里全是1的行：当某一行被塞满了（全都是 1 ），就把这一行删掉，并在顶部补上一行全 0 的空行，让上面的所有行往下移一格。
接下来，我们就用 Python 的游戏神器 pygame 库，把这些逻辑一步步实现出来。
代码实现
为了让大家看得更明白，我们将游戏的核心逻辑拆分成 4 个关键部分。
1. 方块与地图初始化
原版的俄罗斯方块一共有 7 种，我们用 0 和 1 的矩阵把它们全部定义出来，同时初始化一个 20 x 10 填满 0 的游戏大地图。
# 游戏网格大小COLS, ROWS = 10, 20# 补全 7 种传统方块形状SHAPES = [[[1, 1, 1, 1]], # I[[1, 1, 1], [0, 1, 0]], # T[[1, 1], [1, 1]], # O (田字)[[1, 1, 0], [0, 1, 1]], # Z[[0, 1, 1], [1, 1, 0]], # S[[1, 1, 1], [1, 0, 0]], # L[[1, 1, 1], [0, 0, 1]] # J]# 初始化大地图：20行10列的二维列表，初始全为0game_field = [[0 for _ in range(COLS)] for _ in range(ROWS)]
2. 方块旋转与碰撞检测
方块旋转的本质就是矩阵翻转（将行变成列，并反转顺序）。
而方块在移动或旋转时，绝对不能穿墙或者穿过已经固定好的旧方块。因此，每次动作前都要进行“预判”。
# 碰撞检测函数：判断方块在指定位置是否合法def check_collision(shape, offset_x, offset_y):for r_idx, row in enumerate(shape):for c_idx, val in enumerate(row):if val:new_x = offset_x + c_idxnew_y = offset_y + r_idx# 检查是否越界（左右边界、底部）或撞到已有方块if new_x < 0 or new_x >= COLS or new_y >= ROWS:return Trueif new_y >= 0 and game_field[new_y][new_x]:return Truereturn False# 顺时针旋转矩阵def rotate_shape(shape):return [list(x) for x in zip(*shape[::-1])]
3. 消行并得分
当某一行没有 0 的时候，说明被填满了。我们将其剔除，并在大地图最前面（顶部）塞入一行全新的 0。
def clear_lines():global game_field, score# 过滤掉全是1的行，只保留没满的行new_field = [row for row in game_field if any(val == 0 for val in row)]cleared = ROWS - len(new_field) # 删掉了几行# 补齐上方空行for _ in range(cleared):new_field.insert(0, [0 for _ in range(COLS)])game_field = new_fieldscore += cleared * 100 # 每消一行加100分
4. 游戏结束与重玩
当新生成的方块在刚出生的地方就发生碰撞，说明堆积的高度已经到顶，游戏结束。此时按下回车键（`K_RETURN`）可以清空分数和地图，重新开始。
# 每次生成新方块时检测if check_collision(current_shape, block_x, block_y):game_over = True # 触发游戏结束开关# 重置游戏函数def reset_game():global game_field, score, game_over, current_shape, block_x, block_ygame_field = [[0 for _ in range(COLS)] for _ in range(ROWS)]score = 0game_over = Falsecurrent_shape = random.choice(SHAPES)block_x, block_y = 3, 0
完整游戏代码
把上面的逻辑组装起来，加上画面的绘制和键盘事件响应，就得到了下面这个完整版程序：
import pygameimport random# 初始化 pygamepygame.init()GRID_SIZE = 30COLS, ROWS = 10, 20SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT = COLS * GRID_SIZE, ROWS * GRID_SIZE + 50 # 底部留白显示分数screen = pygame.display.set_mode((SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT))pygame.display.set_caption("Crossin的俄罗斯方块")# 颜色定义BLACK = (0, 0, 0)WHITE = (255, 255, 255)GRAY = (50, 50, 50)RED = (255, 87, 34)BLUE = (33, 150, 243)# 7 种经典方块SHAPES = [[[1, 1, 1, 1]], # I[[1, 1, 1], [0, 1, 0]], # T[[1, 1], [1, 1]], # O[[1, 1, 0], [0, 1, 1]], # Z[[0, 1, 1], [1, 1, 0]], # S[[1, 1, 1], [1, 0, 0]], # L[[1, 1, 1], [0, 0, 1]] # J]game_field = [[0 for _ in range(COLS)] for _ in range(ROWS)]score = 0game_over = Falsecurrent_shape = random.choice(SHAPES)block_x, block_y = 3, 0clock = pygame.time.Clock()fall_time = 0fall_speed = 500 # 方块每 500 毫秒下落一格def check_collision(shape, offset_x, offset_y):for r_idx, row in enumerate(shape):for c_idx, val in enumerate(row):if val:new_x = offset_x + c_idxnew_y = offset_y + r_idxif new_x < 0 or new_x >= COLS or new_y >= ROWS:return Trueif new_y >= 0 and game_field[new_y][new_x]:return Truereturn Falsedef rotate_shape(shape):return [list(x) for x in zip(*shape[::-1])]def clear_lines():global game_field, scorenew_field = [row for row in game_field if any(val == 0 for val in row)]cleared = ROWS - len(new_field)for _ in range(cleared):new_field.insert(0, [0 for _ in range(COLS)])game_field = new_fieldscore += cleared * 100def reset_game():global game_field, score, game_over, current_shape, block_x, block_ygame_field = [[0 for _ in range(COLS)] for _ in range(ROWS)]score = 0game_over = Falsecurrent_shape = random.choice(SHAPES)block_x, block_y = 3, 0running = Truewhile running:screen.fill(BLACK)delta_time = clock.tick(60) # 游戏主循环每秒运行60次fall_time += delta_time# 1. 事件处理for event in pygame.event.get():if event.type == pygame.QUIT:running = Falseif event.type == pygame.KEYDOWN:if game_over:if event.key == pygame.K_RETURN: # 游戏结束时按回车重玩reset_game()else:if event.key == pygame.K_LEFT:if not check_collision(current_shape, block_x - 1, block_y):block_x -= 1if event.key == pygame.K_RIGHT:if not check_collision(current_shape, block_x + 1, block_y):block_x += 1if event.key == pygame.K_DOWN:if not check_collision(current_shape, block_x, block_y + 1):block_y += 1if event.key == pygame.K_UP: # 上方向键旋转rotated = rotate_shape(current_shape)if not check_collision(rotated, block_x, block_y):current_shape = rotated# 2. 自动下落逻辑if not game_over:if fall_time >= fall_speed:fall_time = 0if not check_collision(current_shape, block_x, block_y + 1):block_y += 1else:# 触底锁定方块for r_idx, row in enumerate(current_shape):for c_idx, val in enumerate(row):if val and block_y + r_idx >= 0:game_field[block_y + r_idx][block_x + c_idx] = 1clear_lines()# 重新生成新方块current_shape = random.choice(SHAPES)block_x, block_y = 3, 0if check_collision(current_shape, block_x, block_y):game_over = True# 3. 画面渲染# 绘制固定的地图方块for r in range(ROWS):for c in range(COLS):if game_field[r][c]:pygame.draw.rect(screen, BLUE, (c * GRID_SIZE, r * GRID_SIZE, GRID_SIZE - 1, GRID_SIZE - 1))else:pygame.draw.rect(screen, GRAY, (c * GRID_SIZE, r * GRID_SIZE, GRID_SIZE, GRID_SIZE), 1)# 绘制当前下落的方块if not game_over:for r_idx, row in enumerate(current_shape):for c_idx, val in enumerate(row):if val:x = (block_x + c_idx) * GRID_SIZEy = (block_y + r_idx) * GRID_SIZEpygame.draw.rect(screen, RED, (x, y, GRID_SIZE - 1, GRID_SIZE - 1))# 4. UI 文本显示font = pygame.font.SysFont("SimHei", 24) # mac改为 "songti"score_text = font.render(f"得分: {score}", True, WHITE)screen.blit(score_text, (10, SCREEN_HEIGHT - 40))if game_over:over_text = font.render("游戏结束! 按回车重新开始", True, RED)screen.blit(over_text, (SCREEN_WIDTH // 2 - over_text.get_width() // 2, SCREEN_HEIGHT // 2 - 20))pygame.display.flip()pygame.quit()
新手建议
开发过程中有一些新手常会踩到的坑，这里列一下，大家注意“避坑”：
1. 方块一晃眼就掉到底，根本反应不过来
忘记写 clock.tick(5)。如果没有这个限速器，Python 会以极快的速度运行循环。你也可以根据实际运行的速度调节这个参数值。
2. 旋转时方块有时候会卡进墙里或者报错
没有在旋转之前做碰撞检测的预判。必须先用 check_collision 判断返回 False 后才能执行旋转操作。
3. 中文显示不正确或代码报错 SyntaxError
中文的问题包括两种，一种是游戏中的中文显示，一种是代码中的中文。
游戏中显示中文需要有相应的字体支持。Win 和 Mac 系统自带的字体不一样，要做不同设置。
而代码里的逗号、括号、引号必须是英文半角。新手经常在打完中文之后忘了切换输入法而导致输错了符号，这里尤其要注意。
看到这里，相信你已经理解了开发《俄罗斯方块》的思路。但看懂不等于学会，不如现在就打开电脑，把这段代码复制进去跑一下，然后在此基础上做一些优化吧。这样既玩到了游戏，又提升了代码水平，还收获了成就感，一举多得，何乐而不为？
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