Projekt:2021/LightsOut

Seite zum Projekt LightsOut des Informatik 9 Diff im Schuljahr 2021/22.

Projektziel

Programmiert das Spiel LightsOut mit Python. Nutzt TigerJython als Entwicklungsumgebung und orientiert euch an eurer Implementierung von Tic Tac Toe (unten findest ihr auch eine Musterlösung).

Benutze die Vorlage für den Start des Projektes.

GameGrid

TigerJython kommt mit verschiedenen Modulen, zum Beispiel dem bekannten gturtle Modul, das Du bisher mit from gturtle import * eingebunden hast. Für die Entwicklung von Spielen gibt es die Bibliothek gamegrid, die mit from gamegrid import * importiert wird.

Die folgende Programmvorlage kannst du als Startpunkt für dein Spiel benutzen:

from gamegrid import *

def mausklick(e):
    loc = toLocation(e.getX(), e.getY())

    aendereZelle(loc)
    
    # Nutze aendereZelle um die Zellen links, rechts, ober- und 
    # unterhalb der geklickten Zelle zu ändern.
    aendereZelle(Location(loc.x-1,loc.y))  # Zelle links
    
    bg.drawGridLines(getGridColor())
    refresh()
    return True

# Ändert die Zelle "loc" von schwarz nach grün 
# oder von grün nach schwarz
def aendereZelle(loc):
    pass

makeGameGrid(5, 5, 80, Color.gray, False, mousePressed = mausklick)
setTitle("LightsOut")

bg = getBg()
bg.clear(Color.green)
bg.drawGridLines(getGridColor())
show()

Wichtige Funktionen

Du kannst dir die Hilfe zu GameGrid in TigerJython anzeigen lassen (wie die Hilfe zu GTurtle). Um "LightsOut" zu implementieren, reichen aber theoretisch diese Funktionen:

makeGameGrid(Spaltenzahl, Zeilenzahl, Kantenlänge, Color, Steuerung, mousePressed=Funktionsname)

Erzeugt ein Spielfenster mit Spaltenzahl mal Zeilenzahl Quadraten der Größe Kantenlänge . Das Gitternetz wird in der Farbe Color gezeichnet (um kein Gitter zu zeichnen, kann None angegeben werden). Steuerung ist ein Wahrheitswert (True oder False) der angibt, ob im Spielfenster Steuerungselement angezeigt werden. Mit mousePressed wird eine Funktion angegeben, die aufgerufen wird, wenn mit der Maus in das Fenster geklickt wird.

bg = getBg()

Speichert den Hintergrund in der Variablen bg. Der Hintergrund hat verschiedene Funktionen, die mit bg.funktionsname() aufgerufen werden können:

bg.fillCell(Location, Color)

Färbt das Quadrat an der Position Location in der Farbe Color ein.

bg.drawGridLines(Color)

Zeichnet die Gitternetzlinien in der Farbe Color.

bg.getColor(Location)

Ermittelt die Farbe des Quadrats an der Position Location.

loc = Location(i, j)

Speichert eine Position (Zelle) mit der Spaltennummer i und der Zeilennummer y in der Variablen loc. Positionen können für verschiedene andere Funktionen als Parameter benutzt werden.

loc.x

Die Spaltennummer der Zelle.

loc.y

Die Zeilennummer der Zelle.

toLocation(x, y)

Ermittelt für das Pixel an der Koordinate x, y die Position, in der der Pixel liegt.

refresh()

Aktualisiert den Zeichenbereich und zeichnet alle Elemente neu.

Color.green

Die Farbe "Grün". green kann durch andere (englische) Farbnamen ersetzt werden (red, blue, ...). Farben können wie gewohnt mit == verglichen werden (z.B. Color.green == Color.red ist False).

getGridColor()

Die Farbe der Gitternetzlinien (die zu Beginn an makeGamegrid übergeben wurden).

Mögliche Erweiterungen

1. Der Spieler kann die Größe des Spielfeldes zu Beginn wählen (erinnere dich an die input() Funktion).
2. Führe eine zweite Farbe ein, auf die die Zellen zunächst wechseln, bevor sie ausgehen. (Wie eine Ampel mit drei Phasen.)

Tic-Tac-Toe Musterlösung

from gamegrid import *

player = 1

def mausklick(e):
    global player
    loc = toLocation(e.getX(), e.getY())
    
    # Zelle des Mausklicks prüfen und ggf. Farbe setzen
    if bg.getColor(loc) == Color.black:
        if player == 1:
            bg.fillCell(loc, Color.green)
        else:
            bg.fillCell(loc, Color.blue)
            
    # Sieg prüfen und ggf. Feld einfärben
    if pruefeSieg():
        if player == 1:
            bg.clear(Color.green)
        else:
            bg.clear(Color.blue)
    # ... sonst Unentschieden prüfen und ggf. färben
    elif pruefeUnentschieden():
        bg.clear(Color.yellow)
    
    # Spieler wechseln
    if player == 1:
        player = 2
    else:
        player = 1
    
    refresh()
    return True

def pruefeSieg():
    # Zeilen und SPalten prüfen
    for i in range(3):
        if pruefeZeile(i):
            return True
        elif pruefeSpalte(i):
            return True
    # Diagonalen prüfen
    return pruefeDiagonalen()

# prüft beide Diagonalen
def pruefeDiagonalen():
    if bg.getColor(Location(0,0)) != Color.black and bg.getColor(Location(0,0)) == bg.getColor(Location(1,1)) and bg.getColor(Location(1,1)) == bg.getColor(Location(2,2)):
        return True
    if bg.getColor(Location(2,0)) != Color.black and bg.getColor(Location(2,0)) == bg.getColor(Location(1,1)) and bg.getColor(Location(1,1)) == bg.getColor(Location(0,2)):
        return True
    return False

# Prüft genau eine Zeile
def pruefeZeile(y):
    return bg.getColor(Location(0,y)) != Color.black and bg.getColor(Location(0,y)) == bg.getColor(Location(1,y)) and bg.getColor(Location(1,y)) == bg.getColor(Location(2,y))

# Prüft genau eine Spalten
def pruefeSpalte(x):
    return bg.getColor(Location(x,0)) != Color.black and bg.getColor(Location(x,0)) == bg.getColor(Location(x,1)) and bg.getColor(Location(x,1)) == bg.getColor(Location(x,2))

# Prüft, ob noch schwarze (freie) Felder existieren
def pruefeUnentschieden():
    for i in range(3):
        for j in range(3):
            if bg.getColor(Location(i,j)) == Color.black:
                return False
    return True

makeGameGrid(3, 3, 100, Color.gray, False,
    mousePressed = mausklick)
setTitle("TicTacToe")

bg = getBg()

show()