Python——石头剪刀布（附源码+多模式二改优化版）

编程初学者通常会从简单的项目开始，以建立基础并增强信心。石头剪刀布游戏是一个很好的起点，因为它涉及到基本的逻辑判断、用户输入处理和随机数生成。本文将详细介绍如何使用Python编写一个石头剪刀布游戏，并提供完整的代码和解释。

目录

一、游戏介绍

二、基本代码解析与实现

2.1代码解释

三、多模式版代码实现与解析

3.1导入模块

3.2安装numpy模块的函数

3.3检查并安装numpy模块的函数

3.4显示选择的函数

3.5获取玩家选择的函数

3.6判断胜负的函数

3.7显示进度条的函数

3.8锦标赛模式的函数

3.9单局游戏模式的函数

3.10主函数

3.11程序入口

3.12完整代码

四、实现原理

五、总结

一、游戏介绍

石头剪刀布是一种两人游戏，玩家通过选择石头、剪刀或布来相互竞争。在这个Python实现的版本中，玩家将与计算机对战，计算机会随机选择一个手势，然后根据石头剪刀布的规则判断胜负。

二、基本代码解析与实现

以下是实现石头剪刀布游戏的Python代码，我们将逐步解析每个部分。

import subprocess
import sys
import random

def install(package):
    subprocess.check_call([sys.executable, "-m", "pip", "install", package])

def check_numpy():
    try:
        import numpy
    except ImportError:
        print("numpy 未安装，正在安装...")
        install("numpy")
        print("numpy 安装完成！")

def display_choices():
    print("请选择：")
    print("1. 石头")
    print("2. 剪刀")
    print("3. 布")
    print("输入 '0' 退出游戏")

def get_player_choice():
    while True:
        player_input = input("请输入你的选择（1/2/3）：")
        if player_input in ['0', '1', '2', '3']:
            return player_input
        print("无效的选择，请输入 '1'、'2' 或 '3'。")

def determine_winner(player_choice, computer_choice):
    if player_choice == computer_choice:
        return "平局！", 0
    elif (player_choice == "石头" and computer_choice == "剪刀") or \
         (player_choice == "剪刀" and computer_choice == "布") or \
         (player_choice == "布" and computer_choice == "石头"):
        return "你赢了！", 1
    else:
        return "你输了！", -1

def rock_paper_scissors():
    print("欢迎来到石头、剪刀、布游戏！")
    choices = ["石头", "剪刀", "布"]
    score = 0
    rounds = 0

    display_choices()

    while True:
        player_input = get_player_choice()

        if player_input == '0':
            print("感谢你玩这个游戏！再见！")
            print(f"你的总得分是：{score}")
            break
        
        player_choice = choices[int(player_input) - 1]
        computer_choice = random.choice(choices)
        
        print(f"你选择了：{player_choice}")
        print(f"计算机选择了：{computer_choice}")

        result, round_score = determine_winner(player_choice, computer_choice)
        score += round_score
        rounds += 1
        
        print(result)
        print(f"当前得分：{score}（共 {rounds} 轮）")
        print()  # 输出空行以便于可读性

if __name__ == "__main__":
    check_numpy()
    rock_paper_scissors()

2.1代码解释

1. 导入模块：我们导入了subprocess、sys和random模块。subprocess用于执行系统命令，sys用于获取Python解释器的路径，random用于生成随机数。

2. 安装依赖：install函数用于安装缺失的Python包，这里用于安装numpy库，虽然在本游戏中并未直接使用numpy，但这个函数展示了如何管理依赖。

3. 检查numpy库：check_numpy函数检查numpy库是否已安装，如果未安装，则自动安装。

4. 显示选择：display_choices函数显示游戏的选择菜单，告知玩家可以选择的手势和退出游戏的选项。

5. 获取玩家选择：get_player_choice函数获取玩家的输入，并检查输入是否有效。如果输入无效，会提示玩家重新输入。

6. 判断胜负：determine_winner函数根据石头剪刀布的规则判断玩家和计算机的胜负，并返回结果和本轮得分。

7. 游戏主函数：rock_paper_scissors函数是游戏的主函数，负责游戏流程的控制。它首先显示选择菜单，然后进入一个循环，直到玩家选择退出。在每一轮中，玩家输入他们的选择，计算机随机生成一个选择，然后判断胜负并更新得分。

8. 程序入口：if __name__ == "__main__":部分是程序的入口点，它首先检查numpy库是否安装，然后调用rock_paper_scissors函数开始游戏。

三、多模式版代码实现与解析

这段代码是一个简单的石头、剪刀、布游戏，它包含了两个模式：单局游戏和锦标赛模式。下面是对代码的解析和原理解释：

3.1导入模块

import subprocess
import sys
import random
import time

这段代码导入了四个Python模块：

• subprocess：用于执行外部命令。
• sys：提供了一些与Python解释器和它的环境有关的函数。
• random：用于生成随机数。
• time：提供了各种与时间相关的函数。

3.2安装numpy模块的函数

def install(package):
    subprocess.check_call([sys.executable, "-m", "pip", "install", package])

这个函数接受一个参数package，使用subprocess模块来调用pip安装指定的包。

3.3检查并安装numpy模块的函数

def check_numpy():
    try:
        import numpy
    except ImportError:
        print("numpy 未安装，正在安装...")
        install("numpy")
        print("numpy 安装完成！")

这个函数尝试导入numpy模块，如果导入失败（即numpy未安装），则调用install函数来安装numpy。

3.4显示选择的函数

def display_choices():
    print("请选择：")
    print("1. 石头")
    print("2. 剪刀")
    print("3. 布")
    print("输入 '0' 退出游戏")

这个函数打印出玩家可以选择的选项。

3.5获取玩家选择的函数

def get_player_choice():
    while True:
        player_input = input("请输入你的选择（1/2/3）：")
        if player_input in ['0', '1', '2', '3']:
            return player_input
        print("无效的选择，请输入 '1' 到 '3'。")

这个函数通过无限循环获取玩家的输入，并检查输入是否有效。如果输入是0、1、2或3，则返回输入值；否则，提示玩家重新输入。

3.6判断胜负的函数

def determine_winner(player_choice, computer_choice):
    rules = {
        "石头": ["剪刀"],
        "剪刀": ["布"],
        "布": ["石头"]
    }
    
    if player_choice == computer_choice:
        return "平局！", 0
    elif computer_choice in rules[player_choice]:
        return "你赢了！", 1
    else:
        return "你输了！", -1

这个函数根据游戏规则判断玩家和计算机的胜负，并返回结果和分数变化。

3.7显示进度条的函数

def show_progress_bar(total_rounds, current_round):
    progress = (current_round / total_rounds) * 100

    # 进度条样式
    bar_length = 30
    block = int(round(bar_length * progress / 100))
    
    # 使用 ANSI 转义序列来改变颜色
    bar = f"\033[92m{'█' * block}\033[0m" + '-' * (bar_length - block)  # 绿色的块
    sys.stdout.write(f"\r进度: |{bar}| {progress:.2f}%")
    sys.stdout.flush()
    time.sleep(0.1)  # 控制进度条的速度

这个函数显示一个进度条，用于锦标赛模式中显示当前轮次的进度。

3.8锦标赛模式的函数

def tournament_mode():
    print("欢迎来到锦标赛模式！")
    rounds = 8  # 固定轮次
    print("锦标赛共八轮")
    player_score = 0
    computer_score = 0

    # 显示进度条
    print("准备开始比赛，请稍等...")
    for round_num in range(1, rounds + 1):
        show_progress_bar(rounds, round_num)
    print("\n进度条完成，开始比赛！\n")

    for round_num in range(1, rounds + 1):
        print(f"\n第 {round_num} 轮：")
        display_choices()  # 在每轮中显示选项
        player_input = get_player_choice()
        
        if player_input == '0':
            print("感谢你玩这个游戏！再见！")
            break
        
        choices = ["石头", "剪刀", "布"]
        player_choice = choices[int(player_input) - 1]
        computer_choice = random.choice(choices)
        
        print(f"你选择了：{player_choice}")
        print(f"计算机选择了：{computer_choice}")

        result, round_score = determine_winner(player_choice, computer_choice)
        if round_score == 1:
            player_score += 1
        elif round_score == -1:
            computer_score += 1
        
        print(result)
        print(f"当前得分 - 你：{player_score}，计算机：{computer_score}")

    if player_score > computer_score:
        print("\n恭喜你，赢得了锦标赛！")
    elif player_score < computer_score:
        print("\n很遗憾，你输了锦标赛！")
    else:
        print("\n锦标赛平局！")

这个函数实现了锦标赛模式，玩家需要进行8轮游戏，每轮结束后更新得分，并在最后判断胜负。

3.9单局游戏模式的函数

def single_game_mode():
    print("欢迎来到单局游戏！")
    display_choices()
    
    player_input = get_player_choice()
    if player_input == '0':
        print("感谢你玩这个游戏！再见！")
        return
    
    choices = ["石头", "剪刀", "布"]
    player_choice = choices[int(player_input) - 1]
    computer_choice = random.choice(choices)
    
    print(f"你选择了：{player_choice}")
    print(f"计算机选择了：{computer_choice}")

    result, _ = determine_winner(player_choice, computer_choice)
    print(result)

这个函数实现了单局游戏模式，玩家和计算机进行一次石头、剪刀、布的对决，并判断胜负。

3.10主函数

def rock_paper_scissors():
    print("欢迎来到石头、剪刀、布游戏！")
    print("IT·小灰灰")

    while True:
        print("\n选择游戏模式：")
        print("1. 单局游戏")
        print("2. 锦标赛模式")
        print("输入 '0' 退出游戏")
        
        mode_input = input("请选择模式（1/2）：")
        if mode_input == '0':
            print("感谢你玩这个游戏！再见！")
            break
        elif mode_input == '1':
            single_game_mode()
        elif mode_input == '2':
            tournament_mode()
        else:
            print("无效的选择，请输入 '1' 或 '2'。")

这个函数是游戏的主函数，它提供了一个循环，允许玩家选择游戏模式，并根据选择调用相应的函数。

3.11程序入口

if __name__ == "__main__":
    check_numpy()
    rock_paper_scissors()

这是程序的入口点。首先检查numpy是否安装，如果未安装则安装它，然后调用rock_paper_scissors函数开始游戏。

3.12完整代码

import subprocess
import sys
import random
import time

def install(package):
    subprocess.check_call([sys.executable, "-m", "pip", "install", package])

def check_numpy():
    try:
        import numpy
    except ImportError:
        print("numpy 未安装，正在安装...")
        install("numpy")
        print("numpy 安装完成！")

def display_choices():
    print("请选择：")
    print("1. 石头")
    print("2. 剪刀")
    print("3. 布")
    print("输入 '0' 退出游戏")

def get_player_choice():
    while True:
        player_input = input("请输入你的选择（1/2/3）：")
        if player_input in ['0', '1', '2', '3']:
            return player_input
        print("无效的选择，请输入 '1' 到 '3'。")

def determine_winner(player_choice, computer_choice):
    rules = {
        "石头": ["剪刀"],
        "剪刀": ["布"],
        "布": ["石头"]
    }
    
    if player_choice == computer_choice:
        return "平局！", 0
    elif computer_choice in rules[player_choice]:
        return "你赢了！", 1
    else:
        return "你输了！", -1

def show_progress_bar(total_rounds, current_round):
    progress = (current_round / total_rounds) * 100

    # 进度条样式
    bar_length = 30
    block = int(round(bar_length * progress / 100))
    
    # 使用 ANSI 转义序列来改变颜色
    bar = f"\033[92m{'█' * block}\033[0m" + '-' * (bar_length - block)  # 绿色的块
    sys.stdout.write(f"\r进度: |{bar}| {progress:.2f}%")
    sys.stdout.flush()
    time.sleep(0.1)  # 控制进度条的速度

def tournament_mode():
    print("欢迎来到锦标赛模式！")
    rounds = 8  # 固定轮次
    print("锦标赛共八轮")
    player_score = 0
    computer_score = 0

    # 显示进度条
    print("准备开始比赛，请稍等...")
    for round_num in range(1, rounds + 1):
        show_progress_bar(rounds, round_num)
    print("\n进度条完成，开始比赛！\n")

    for round_num in range(1, rounds + 1):
        print(f"\n第 {round_num} 轮：")
        display_choices()  # 在每轮中显示选项
        player_input = get_player_choice()
        
        if player_input == '0':
            print("感谢你玩这个游戏！再见！")
            break
        
        choices = ["石头", "剪刀", "布"]
        player_choice = choices[int(player_input) - 1]
        computer_choice = random.choice(choices)
        
        print(f"你选择了：{player_choice}")
        print(f"计算机选择了：{computer_choice}")

        result, round_score = determine_winner(player_choice, computer_choice)
        if round_score == 1:
            player_score += 1
        elif round_score == -1:
            computer_score += 1
        
        print(result)
        print(f"当前得分 - 你：{player_score}，计算机：{computer_score}")

    if player_score > computer_score:
        print("\n恭喜你，赢得了锦标赛！")
    elif player_score < computer_score:
        print("\n很遗憾，你输了锦标赛！")
    else:
        print("\n锦标赛平局！")

def single_game_mode():
    print("欢迎来到单局游戏！")
    display_choices()
    
    player_input = get_player_choice()
    if player_input == '0':
        print("感谢你玩这个游戏！再见！")
        return
    
    choices = ["石头", "剪刀", "布"]
    player_choice = choices[int(player_input) - 1]
    computer_choice = random.choice(choices)
    
    print(f"你选择了：{player_choice}")
    print(f"计算机选择了：{computer_choice}")

    result, _ = determine_winner(player_choice, computer_choice)
    print(result)

def rock_paper_scissors():
    print("欢迎来到石头、剪刀、布游戏！")
    print("IT·小灰灰")

    while True:
        print("\n选择游戏模式：")
        print("1. 单局游戏")
        print("2. 锦标赛模式")
        print("输入 '0' 退出游戏")
        
        mode_input = input("请选择模式（1/2）：")
        if mode_input == '0':
            print("感谢你玩这个游戏！再见！")
            break
        elif mode_input == '1':
            single_game_mode()
        elif mode_input == '2':
            tournament_mode()
        else:
            print("无效的选择，请输入 '1' 或 '2'。")

if __name__ == "__main__":
    check_numpy()
    rock_paper_scissors()

无需手动安装库，代码中会自动安装。

四、实现原理

1. 用户交互：通过input函数获取用户输入，根据用户的选择执行不同的游戏模式。
2. 随机选择：使用random.choice函数让计算机随机选择石头、剪刀或布。
3. 游戏规则：通过一个字典rules定义了游戏的胜负规则。
4. 进度条：在锦标赛模式中使用进度条显示当前的进度。
5. 得分统计：在锦标赛模式中统计玩家和计算机的得分，并在最后判断胜负。

五、总结

通过这个详细的指南，我们不仅学习了如何用Python编写一个石头剪刀布游戏，还了解了如何处理用户输入、随机事件以及基本的程序逻辑。

当然，希望你喜欢这个简单的石头、剪刀、布游戏。它虽然简单，但包含了基本的游戏逻辑和用户交互。如果你对编程感兴趣，可以尝试自己修改和扩展这个游戏，比如添加新的游戏模式、改进用户界面或者增加网络对战功能。编程的世界充满无限可能，愿你在探索中找到乐趣！记得，无论你的代码多么复杂，始终保持代码的清晰和可维护性是非常重要的。祝你编程愉快！点我入群一起交流