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Python战舰游戏开发：构建核心游戏循环与命中逻辑

本教程旨在指导Python初学者构建一个完整的战舰游戏，重点解决游戏循环、玩家与电脑的交互、命中判定及游戏结束条件。我们将通过引入“虚拟板”来跟踪玩家对电脑船只的攻击，并使用命中计数器来管理游戏状态，最终实现一个功能完善的命令行版战舰游戏。1. 游戏基础结构回顾

在构建战舰游戏时，首先需要定义一些基本元素，如地图大小、船只类型以及用于显示和操作游戏板的函数。原始代码已经提供了这些基础：

ship_initial 和 ship_names: 定义了船只的缩写和全称。
get_username(): 获取玩家名称。
create_battlefield(map_size): 创建一个指定大小的空地图。
display_battlefield(board): 打印地图的当前状态。
player_ship_coordinate(player_board, occupied): 引导玩家放置船只。
comp_ship_coordinate(comp_board): 随机放置电脑的船只。

这些函数构成了游戏的骨架，但在实现完整的游戏流程（即玩家和电脑轮流攻击直到一方所有船只被击沉）时，还需要进一步完善。

2. 核心挑战：游戏循环与命中判定

原始代码的主要挑战在于缺乏一个持续的游戏循环来管理回合制攻击，以及有效的机制来跟踪船只的命中状态和判断游戏结束。为了解决这些问题，我们需要引入以下概念：

虚拟板 (Dummy Board): 玩家在攻击电脑时，不应看到电脑船只的真实位置。虚拟板作为玩家视角下的电脑地图，只显示玩家攻击的结果（命中或未命中）。
命中计数器 (Hit Counters): 分别为玩家和电脑维护一个计数器，当击中对方一艘船时，计数器增加。达到预设值（例如，所有船只数量）时，游戏结束。
主游戏循环 (Main Game Loop): 一个 while True 循环，用于交替执行玩家和电脑的回合，直到满足游戏结束条件。

3. 改进的命中判定函数

为了支持上述逻辑，我们需要修改 check_player_hit 和 check_comp_hit 函数，并引入一个虚拟板。

3.1 玩家攻击判定 (check_player_hit)

此函数将接收电脑的真实船只板 (comp_board) 和玩家视角的虚拟板 (dummy_board)。

def check_player_hit(comp_board, dummy_board, user):
    """
    函数用于玩家攻击敌方船只的命中或未命中判定。
    同时更新玩家视角的虚拟板。
    """
    print(f"\n{user}，请选择攻击坐标：")
    while True:
        try:
            row = int(input("输入行 (0-9): "))
            col = int(input("输入列 (0-9): "))
            if 0 <= row < map_size and 0 <= col < map_size:
                # 检查是否重复攻击
                if dummy_board[row][col] != '_' and dummy_board[row][col] != '*':
                    print("你已经攻击过这个位置了，请选择其他位置。")
                    continue
                break
            else:
                print("无效坐标，请重新输入。")
        except ValueError:
            print("输入无效，请输入整数。")

    hit = 0  # 默认未命中

    if comp_board[row][col] in ship_initial: # 如果是船只字母
        # 击中船只，将电脑板上的船只标记为小写表示已击中
        # 虚拟板上标记为'X'表示命中
        original_ship_char = comp_board[row][col]
        comp_board[row][col] = original_ship_char.lower()
        dummy_board[row][col] = "X"
        print(f"电脑：{ship_names[ship_initial.index(original_ship_char)]} 被击中了！")
        hit = 1 # 命中
    else:
        dummy_board[row][col] = "*" # 未命中，虚拟板上标记为'*'
        print("未命中！")

    return hit

关键改进点：

参数增加 dummy_board: 用于更新玩家对电脑板的视图。
命中标记: 电脑板上的船只被击中后，其字符变为小写（例如 'B' -> 'b'），这样可以区分未被击中的船只和已被击中的船只。
虚拟板更新: 命中时 dummy_board[row][col] 变为 'X'，未命中时变为 '*'。
返回命中状态: 函数返回 1 表示命中，0 表示未命中，以便更新总命中计数。
输入验证: 增加了对重复攻击同一位置的检查。

3.2 电脑攻击判定 (check_comp_hit)

电脑的攻击需要随机性，并且不能重复攻击已经攻击过的位置。

def check_comp_hit(player_board):
    """
    函数用于电脑攻击玩家船只的命中或未命中判定。
    """
    hit = 0  # 默认未命中

    while True:  # 随机选择一个尚未攻击过的位置
        row = randrange(0, map_size)
        col = randrange(0, map_size)
        # 检查该位置是否已被电脑攻击过（标记为小写船只或'*'）
        if player_board[row][col] not in ['*', 'a', 'b', 'c', 'f', 's']:
            break

    print(f"电脑选择了坐标 ({row}, {col}) 进行攻击。")

    if player_board[row][col] in ship_initial: # 如果是船只字母
        original_ship_char = player_board[row][col]
        player_board[row][col] = original_ship_char.lower() # 标记为小写表示已击中
        print(f"玩家：你的 {ship_names[ship_initial.index(original_ship_char)]} 被击中了！")
        hit = 1 # 命中
    else:
        player_board[row][col] = "*" # 未命中
        print("电脑未命中！")

    return hit

关键改进点：

随机不重复攻击: while True 循环确保电脑选择一个尚未被攻击过的有效位置。
命中标记: 玩家板上的船只被击中后，同样将其字符变为小写。
返回命中状态: 函数返回 1 表示命中，0 表示未命中。

4. 构建主游戏循环

现在，我们可以将所有组件整合到 if __name__ == "__main__": 块中，构建游戏的完整流程。

from random import randrange

ship_initial = ["B", "C", "F", "A", "S"]
ship_names = ["Battleship", "Cruiser", "Frigate", "Aircraft Carrier", "Submarine"] # 修正Sub为Submarine
map_size = 10

def get_username():
    """
    获取用户名的函数。
    """
    while True:
        user_name = input("请输入你的名字: ")
        if user_name:
            print(f"欢迎来到战舰游戏，{user_name}！")
            return user_name
        else:
            print("请不要留空，请输入你的名字。")

def create_battlefield(map_size):
    """
    根据指定大小创建地图的函数。
    """
    return [["_"] * map_size for _ in range(map_size)]

def display_battlefield(board, title=""):
    """
    显示当前地图状态的函数。
    """
    if title:
        print(f"\n--- {title} ---")
    # 打印列索引
    print("  " + " ".join(str(i) for i in range(map_size)))
    for i, row in enumerate(board):
        print(f"{i} " + " ".join(row))

def player_ship_coordinate(player_board, occupied):
    """
    玩家放置船只的函数。
    """
    print("\n请放置你的船只。")
    for i, ship_name in enumerate(ship_names):
        while True:
            try:
                row = int(input(f"请输入 {ship_name} 的行坐标 (0-9): "))
                col = int(input(f"请输入 {ship_name} 的列坐标 (0-9): "))
                if 0 <= row < map_size and 0 <= col < map_size and (row, col) not in occupied:
                    player_board[row][col] = ship_initial[i]
                    occupied.add((row, col))
                    break
                else:
                    print("无效坐标或该位置已被占用。请输入正确的值。")
            except ValueError:
                print("输入无效。请输入一个有效的整数。")
    return player_board, occupied

def comp_ship_coordinate(comp_board):
    """
    电脑放置船只的函数。
    """
    for ship in ship_initial:
        while True:
            row = randrange(0, map_size)
            col = randrange(0, map_size)
            if comp_board[row][col] == "_":
                comp_board[row][col] = ship
                break
    return comp_board

def check_player_hit(comp_board, dummy_board, user):
    """
    函数用于玩家攻击敌方船只的命中或未命中判定。
    同时更新玩家视角的虚拟板。
    """
    print(f"\n{user}，请选择攻击坐标：")
    while True:
        try:
            row = int(input("输入行 (0-9): "))
            col = int(input("输入列 (0-9): "))
            if 0 <= row < map_size and 0 <= col < map_size:
                if dummy_board[row][col] != '_': # 检查是否重复攻击
                    print("你已经攻击过这个位置了，请选择其他位置。")
                    continue
                break
            else:
                print("无效坐标，请重新输入。")
        except ValueError:
            print("输入无效，请输入整数。")

    hit = 0

    if comp_board[row][col] in ship_initial:
        original_ship_char = comp_board[row][col]
        comp_board[row][col] = original_ship_char.lower()
        dummy_board[row][col] = "X"
        print(f"电脑：{ship_names[ship_initial.index(original_ship_char)]} 被击中了！")
        hit = 1
    else:
        dummy_board[row][col] = "*"
        print("未命中！")

    return hit

def check_comp_hit(player_board):
    """
    函数用于电脑攻击玩家船只的命中或未命中判定。
    """
    hit = 0

    while True:
        row = randrange(0, map_size)
        col = randrange(0, map_size)
        # 检查该位置是否已被电脑攻击过（标记为小写船只或'*'）
        if player_board[row][col] not in ['*', 'a', 'b', 'c', 'f', 's']:
            break

    print(f"\n电脑选择了坐标 ({row}, {col}) 进行攻击。")

    if player_board[row][col] in ship_initial:
        original_ship_char = player_board[row][col]
        player_board[row][col] = original_ship_char.lower()
        print(f"玩家：你的 {ship_names[ship_initial.index(original_ship_char)]} 被击中了！")
        hit = 1
    else:
        player_board[row][col] = "*"
        print("电脑未命中！")

    return hit

if __name__ == "__main__":
    user = get_username()

    player_board = create_battlefield(map_size)
    comp_board = create_battlefield(map_size)
    dummy_board = create_battlefield(map_size) # 玩家视角下的电脑板

    occupied = set()

    # 玩家放置船只
    player_ship_coordinate(player_board, occupied)
    display_battlefield(player_board, f"{user} 的船只部署")

    # 电脑放置船只
    comp_ship_coordinate(comp_board)
    # display_battlefield(comp_board, "电脑的船只部署 (仅供测试)") # 实际游戏中不显示
    display_battlefield(dummy_board, f"{user} 的攻击目标板") # 显示玩家的攻击目标板

    player_hits = 0 # 玩家击中电脑船只的数量
    comp_hits = 0   # 电脑击中玩家船只的数量
    total_ships = len(ship_initial) # 总船只数量

    print("\n--- 游戏开始！ ---")

    while True:
        # 玩家回合
        print(f"\n--- {user} 的回合 ---")
        display_battlefield(dummy_board, f"{user} 的攻击目标板")
        player_hits += check_player_hit(comp_board, dummy_board, user)
        if player_hits == total_ships:
            print(f"\n恭喜你，{user}！你击沉了电脑所有船只，赢得了游戏！")
            break

        # 电脑回合
        print("\n--- 电脑的回合 ---")
        comp_hits += check_comp_hit(player_board)
        display_battlefield(player_board, f"{user} 的船只板") # 显示玩家自己的板，查看电脑攻击结果
        if comp_hits == total_ships:
            print("\n很遗憾，电脑击沉了你所有船只，电脑赢得了游戏！")
            break

        # 每回合结束显示双方板状态（玩家只看自己的船只板和攻击目标板）
        display_battlefield(player_board, f"{user} 的船只板")
        display_battlefield(dummy_board, f"{user} 的攻击目标板")

5. 运行与测试

运行上述代码，你将体验到一个完整的战舰游戏流程：

输入你的名字。
在提示下输入船只的行和列坐标来部署你的船只。
电脑会自动部署其船只。
游戏进入循环，你和电脑轮流输入攻击坐标。
每次攻击后，会显示命中或未命中信息，并更新相应的地图。
当一方的所有船只都被击沉时，游戏结束，并宣布获胜者。

6. 注意事项与潜在改进

船只大小与方向: 当前实现中，每艘船只占用一个格子。更真实的战舰游戏会包含不同长度的船只，并允许玩家选择水平或垂直放置。这需要更复杂的船只放置逻辑和命中判定。
输入验证: 尽管已添加了基本的坐标和重复攻击验证，但可以进一步增强，例如防止输入非数字字符时程序崩溃。
游戏界面: 这是一个命令行游戏。可以通过使用库（如 pygame 或 curses）来创建更具吸引力的图形用户界面。
电脑AI: 当前电脑只是随机攻击未命中/未被击中的位置。可以实现更复杂的AI策略，例如“搜索-摧毁”模式（当击中一艘船后，在其周围格子进行搜索）。
船只沉没判定: 当前游戏只计数总命中次数。更精细的实现会跟踪每艘船的命中情况，当一艘船的所有部分都被击中时，宣布该船沉没。

通过本教程，你已经掌握了构建一个基本战舰游戏的核心逻辑，包括游戏循环、命中判定和游戏状态管理。在此基础上，你可以继续探索更高级的功能和改进，使你的游戏更加完善和有趣。

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