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大家好，歡迎來到Python實戰專題。

我們今天同樣實現一個小游戲，這個小游戲非常有名，我想大家都應該玩過。它就是tic tac toe，我們打開chrome搜索一下就可以直接找到游戲了。

由于我們使用Python來實現，并且不會制作UI界面，所以不會這么好看。雖然不夠好看，但是邏輯卻是一樣的。并且和之前我們做的那些小游戲相比，今天做的這個游戲有一個非常大的特點就是非常適合設計AI。我們只需要用很簡單的算法就可以做出一個還不錯的ai來。當然我們循序漸進，先從最簡單的游戲功能本身開始。

課題

今天的課題就是使用Python編寫一個不帶UI界面的tic tac toe的小游戲。

這一次，游戲當中會涉及兩方，所以我們需要有判斷游戲勝負手的相關邏輯。除此之外，由于涉及兩個玩家，所以我們需要設計一個AI，讓我們可以和電腦進行游戲。最后實現的效果差不多應該是這樣的：

也就是在游戲一開始的時候，支持玩家選擇參與游戲的兩方。這里我們先把AI算法的設計放一放，可以先做出隨機選擇的弱智AI。

游戲開始之后，雙方交替行動，每次執行都會在屏幕上輸出相應的具體信息，以及棋盤當前的情況。

知識點

面向對象

tic tac的游戲雖然簡單，但是它涉及的內容還是挺多的。需要棋盤，還需要玩家，還需要添加玩家以及執行步驟等等操作。這些邏輯如果不加以封裝，全部都寫成面向過程的話，會使得代碼非常的混亂。很明顯的，我們需要使用面向對象，對這些邏輯進行抽象和封裝，來達到簡化編碼以及思考的目的。

我們目前的設計比較簡單，也不需要用到繼承以及抽象類等等高端的用法，就使用最基本的面向對象定義類就可以了。在Python當中定義一個類非常簡單，通過關鍵字class完成。

比如：

class Game: 
    pass 

構造函數

一般來說當我們定義一個類的時候都需要為它設計構造函數，構造函數就是當我們創建這個類的實例的時候調用的方法。它會替我們完成一些初始化的工作。Python當中類的構造函數是__init__，我們直接在類當中實現它即可。

class Game: 
    def __init__(self): 
        self.board = Board() 
        self.players = [] 
        self.markers = ['O', 'X'] 
        self.numbers = [1, -1] 

比如在上面這個例子當中，我們就為Game這個類做了一些初始化的設定。比如給它賦予一個board以及players等等變量。

類方法

既然是類，自然會有屬于類的類方法。類方法的定義和普通函數的定義是一樣的，唯一不同的是它寫在類的內部，并且第一個參數默認是self。self這個關鍵字相當于Java當中的this，指代的就是運行的時候調用方法的實例。

比如我們給Game這個類實現一個添加玩家的方法：

class Game: 
    def __init__(self): 
        self.board = Board() 
        self.players = [] 
        self.markers = ['O', 'X'] 
        self.numbers = [1, -1] 
 
 
    def add_player(self, player): 
        if player == 'h' or player == 'human': 
            self.players.append(HumanPlayer()) 
        elif player == 'r' or player == 'random': 
            self.players.append(RandomPlayer()) 

我們看下add_player這個方法內部的邏輯，我們在這個方法當中通過self關鍵字調用了類實例當中的變量。這就是為什么我們需要設定一個self參數的原因，當我們調用的時候，并不需要理會self這個參數，它是Python自動為我們填充的。

當然我們定義類方法的時候也可以定義沒有self參數的方法，只不過這樣的方法不再屬于類的實例，而屬于類本身。我們想要調用的話，只能通過類名來訪問。

比如：

class Test: 
    def say(): 
        print("hello world") 

在Test這個類當中我們實現了一個沒有self關鍵字的say方法，如果我們通過Test的實例去調用它一定會出錯。因為我們在通過實例調用方法的時候，Python會自動為我們把實例作為第一個參數傳入。這樣就導致了接受和傳輸的參數對應不上，于是引發報錯，如果我們想要調用這個say方法，應該這樣：

Test.say() 

也就是說這個方法不再屬于類創建的實例，而屬于類本身。可以理解成Java類當中的static關鍵字修飾的方法。

方法的方法

Python當中對于方法的定義是比較靈活的，我們可以給一個類創建方法，同樣也可以在一個方法的內部創建另外一個方法。比如下面這個例子：

def outer(arg1, arg2): 
     
    def inner(arg1, arg2): 
        return arg1 + arg2 
     
    return inner(arg1, arg2) 

由于Python支持函數式編程，所以方法內部的方法還可以實現像是閉包、 裝飾器等等功能。不過這里我們用不到那么高端的用法，只需要會最基本的就可以了。最基本的也就是在函數內部定義一個函數，主要在這個inner函數當中是可以使用outer當中的定義的變量的。比如:

def outer(arg1): 
     
    arg2 = 10 
    def inner(arg1): 
        return arg1 + arg2 
     
    return inner(arg1) 

上述的代碼沒有問題，不過還有一點需要注意。在inner當中雖然可以訪問到outer中定義的參數和變量，但是它是不可以修改的。如果想要修改，需要使用nonlocal關鍵字聲明這是一個外層變量。

比如：

def outer(arg1): 
     
    arg2 = 10 
    def inner(arg1): 
        nonlocal arg2 
        arg2 += 1 
        return arg1 + arg2 
     
    return inner(arg1) 

通過在方法內實現方法，可以進一步簡化函數內部代碼的邏輯，把一些很復雜的函數功能進行進一步的拆分和簡化。了解這個用法，也是后面學習閉包、函數式編程等進階內容的基礎。

尾聲

這一次的課題相比之前的，整體的實現難度相差不大，主要是涉及的Python文件變多了，之前都是單文件運行的Python程序。這一次需要編寫多個文件，以及這一次引入了面向對象的概念，需要對一些功能進行抽象。所以總體上還是有一定難度的，如果大家做不出來的話，可以點擊查看原文，獲取我的github地址。

在這一次的項目當中，我們創建的是最簡單的隨機選擇的AI，完全沒有任何難度。在接下來的課題當中，我們將會使用一些ai算法，給它加上一些ai，讓它變得聰明起來，甚至變得不可戰勝。

本文轉載自微信公眾號「TechFlow」，作者梁唐。轉載本文請聯系TechFlow公眾號。