Python 3 Curses Terminal Tetris

Question

He estado aprendiendo a programar por mi cuenta durante un par de años principalmente usando python, y he creado un juego de línea de comandos similar a tetris usando la biblioteca Curses de Python. El juego parece funcionar según lo previsto; pero no tengo experiencia escribiendo código orientado a objetos. Entonces, me gustaría recibir comentarios sobre la estructura del código y, suponiendo que la estructura esté bien, el estilo del código.

from copy import deepcopy
import time
import curses
import random


class TetrisPiece:
    def __init__(self, indices, center_of_rotation, color):
        self.indices = indices
        self.center_of_rotation = center_of_rotation
        self.last_move_overlap = False
        self.color = color


class TetrisBoard:
    def __init__(self, num_rows, num_columns):
        self.num_rows = num_rows
        self.num_columns = num_columns

        self.array = [[0] * self.num_columns for _ in range(self.num_rows)]
        self.active_piece = None

    def in_bounds(self, temp_active_piece_indices):
        return all(0 <= i < self.num_rows and 0 <= j < self.num_columns
                   for i, j in temp_active_piece_indices)

    def no_overlap(self, temp_active_piece_indices):
        return all(self.array[i][j] == 0 for i, j in
                   set(temp_active_piece_indices) - set(self.active_piece.indices))

    def add_piece(self, piece):
        # try to place Piece near top center of board
        new_active_piece_indices = [(i, j + int(self.num_columns / 2) - 1)
                                    for i, j in piece.indices]

        if all(self.array[i][j] == 0 for i, j in new_active_piece_indices):
            self.active_piece = piece
            self.update_array(new_active_piece_indices)
            piece.indices = new_active_piece_indices
            piece.center_of_rotation[1] += int(self.num_columns / 2) - 1
            piece.last_move_overlap = False
        else:
            piece.last_move_overlap = True

    def rotate_active_piece(self):
        # rotates active piece indices 90 degrees counter clockwise about it's
        # center of a rotation

        x, y = self.active_piece.center_of_rotation

        # this translates the active piece so that it's center is
        # the origin, then rotates each point in indices about the origin,
        # then translates the piece so that it's center is at it's
        # original position
        temp_active_piece_indices = [(int(-j + y + x), int(i - x + y))
                                     for i, j in self.active_piece.indices]

        if (self.in_bounds(temp_active_piece_indices)
                and self.no_overlap(temp_active_piece_indices)):
            self.update_array(temp_active_piece_indices)
            self.active_piece.indices = temp_active_piece_indices

    def translate_active_piece(self, direction):
        if direction == 'right':
            x, y = 0, 1
        elif direction == 'left':
            x, y = 0, -1
        elif direction == 'down':
            x, y = 1, 0

        temp_active_piece_indices = [(i + x, j + y)
                                     for i, j in self.active_piece.indices]
        if (self.in_bounds(temp_active_piece_indices)
                and self.no_overlap(temp_active_piece_indices)):
            self.update_array(temp_active_piece_indices)
            self.active_piece.indices = temp_active_piece_indices
            self.active_piece.center_of_rotation[0] += x
            self.active_piece.center_of_rotation[1] += y

            self.active_piece.last_move_overlap = False

        elif (self.in_bounds(temp_active_piece_indices)
              and not self.no_overlap(temp_active_piece_indices)):
            self.active_piece.last_move_overlap = True

        # this is necessary to tell when a piece hits the bottom of the
        # board
        elif not self.in_bounds(temp_active_piece_indices) and direction == 'down':
            self.active_piece.last_move_overlap = True

    def update_array(self, new_indices):
        for i, j in self.active_piece.indices:
            self.array[i][j] = 0
        for i, j in new_indices:
            self.array[i][j] = self.active_piece.color


class CursesWindow:
    def __init__(self, game):
        self.game = game
        self.window = None

    def update(self):
        pass

    def refresh(self):
        self.window.refresh()

    def addstr(self, y, x, string):
        self.window.addstr(y, x, string)


class BoardWindow(CursesWindow):
    def __init__(self, game):
        CursesWindow.__init__(self, game)

        # the window's border adds two extra rows and two extra columns
        self.num_rows = game.board.num_rows + 2
        self.num_columns = game.board.num_columns + 2

        self.window = curses.newwin(
            self.num_rows,
            self.num_columns
        )

        self.window.border('*', '*', '*', '*', '*', '*', '*', '*')
        self.update()

    def update(self):
        # only update the interior of the window
        for i in range(self.num_rows - 2):
            for j in range(self.num_columns - 2):
                if self.game.board.array[i][j] != 0:
                    self.window.addstr(
                        i + 1,
                        j + 1,
                        '1',
                        curses.color_pair(self.game.board.array[i][j])
                    )
                else:
                    self.window.addstr(i + 1, j + 1, '.')
        self.window.refresh()

    def keypad(self, flag):
        self.window.keypad(flag)

    def nodelay(self, flag):
        self.window.nodelay(flag)

    def getch(self):
        return self.window.getch()


class ScoreWindow(CursesWindow):
    def __init__(self, game, board_window):
        CursesWindow.__init__(self, game)
        self.num_items_to_display = 3

        # the window's border adds two extra rows
        self.num_rows = self.num_items_to_display + 2

        # 6 digits for the string 'score:' + max_num_score_digits + 2 for border
        self.num_columns = 6 + game.max_num_score_digits + 2

        self.window = curses.newwin(
            self.num_rows,
            self.num_columns,
            0,
            board_window.num_columns + 1
        )

        self.update()

    def update(self):
        self.window.erase()
        self.window.border('*', '*', '*', '*', '*', '*', '*', '*')
        self.window.addstr(1, 1, f'Score:{self.game.score}')
        self.window.addstr(2, 1, f'Lines:{self.game.lines_completed}')
        self.window.addstr(3, 1, f'Level:{self.game.level}')
        self.window.refresh()


class PiecePreviewWindow(CursesWindow):
    def __init__(self, game, board_window, score_window):
        CursesWindow.__init__(self, game)

        # the window's border adds two extra rows and two extra columns
        self.num_rows = game.max_piece_length + 2
        self.num_columns = game.max_piece_length + 2

        self.window = curses.newwin(
            self.num_rows,
            self.num_columns,
            score_window.num_rows,
            board_window.num_columns + 1
        )

        self.window.border('*', '*', '*', '*', '*', '*', '*', '*')
        self.update()

    def update(self):
        self.window.erase()

        # only update the interior of the window
        for i in range(self.num_rows - 2):
            for j in range(self.num_columns - 2):
                if (i, j) in self.game.next_piece.indices:
                    self.window.addstr(
                        i + 1,
                        j + 1,
                        '1',
                        curses.color_pair(self.game.next_piece.color)
                    )

        self.window.refresh()


class GUI:
    def __init__(self, game):
        self.game = game

        curses.initscr()
        curses.start_color()
        curses.noecho()
        curses.cbreak()
        curses.curs_set(0)

        curses.init_pair(1, curses.COLOR_RED, curses.COLOR_BLACK)
        curses.init_pair(2, curses.COLOR_GREEN, curses.COLOR_BLACK)
        curses.init_pair(3, curses.COLOR_YELLOW, curses.COLOR_BLACK)
        curses.init_pair(4, curses.COLOR_BLUE, curses.COLOR_BLACK)
        curses.init_pair(5, curses.COLOR_MAGENTA, curses.COLOR_BLACK)
        curses.init_pair(6, curses.COLOR_CYAN, curses.COLOR_BLACK)
        curses.init_pair(7, curses.COLOR_WHITE, curses.COLOR_BLACK)

        self.board_window = BoardWindow(game)
        self.score_window = ScoreWindow(game, self.board_window)
        self.piece_preview_window = PiecePreviewWindow(game, self.board_window,
                                                       self.score_window)

        self.board_window.keypad(True)
        self.board_window.nodelay(True)


class Game:
    def __init__(self, board_num_rows, board_num_columns):
        self.board = TetrisBoard(board_num_rows, board_num_columns)

        self.score = 0
        self.max_num_score_digits = 8
        self.lines_completed = 0
        self.level = 0

        self.SPACE_KEY_VALUE = 32

        # approximate frame rate
        self.frame_rate = 60

        self.pieces = [
            TetrisPiece([(0, 1), (1, 1), (2, 1), (3, 1)], [1.5, 1.5], 1),  # I
            TetrisPiece([(0, 1), (1, 1), (2, 1), (2, 2)], [1, 1], 2),  # J
            TetrisPiece([(0, 1), (1, 1), (2, 1), (2, 0)], [1, 1], 3),  # L
            TetrisPiece([(0, 0), (0, 1), (1, 0), (1, 1)], [.5, .5], 4),  # O
            TetrisPiece([(1, 0), (1, 1), (0, 1), (0, 2)], [1, 1], 5),  # S
            TetrisPiece([(1, 0), (1, 1), (1, 2), (0, 1)], [1, 1], 6),  # T
            TetrisPiece([(0, 0), (0, 1), (1, 1), (1, 2)], [1, 1], 7)  # Z
        ]

        self.max_piece_length = 4
        
        self.next_piece = deepcopy(random.choice(self.pieces))

        self.GUI = GUI(self)

    def points(self, number_of_lines):
        coefficients = [0, 40, 100, 300, 1200]
        return coefficients[number_of_lines] * (self.level + 1)

    def main_loop(self):
        self.board.add_piece(self.next_piece)
        self.next_piece = deepcopy(random.choice(self.pieces))
        self.GUI.piece_preview_window.update()

        loop_count = 0
        while True:
            keyboard_input = self.GUI.board_window.getch()

            loop_count += 1

            force_move = (loop_count % max(self.frame_rate - self.level, 1) == 0)
            hard_drop = (keyboard_input == self.SPACE_KEY_VALUE)
            if force_move or hard_drop:
                if hard_drop:
                    while not self.board.active_piece.last_move_overlap:
                        self.board.translate_active_piece('down')

                    self.GUI.board_window.update()
                    time.sleep(.5)

                elif force_move:
                    self.board.translate_active_piece('down')

                if self.board.active_piece.last_move_overlap:
                    # try to clear lines one at a time starting from the top of
                    # the screen
                    line_count = 0
                    for row_number, row in enumerate(self.board.array):
                        if all(row):
                            # highlight row to be deleted
                            # add 1 to row_number because of board_window's border
                            self.GUI.board_window.addstr(
                                row_number + 1, 1, '=' * self.board.num_columns
                            )

                            self.GUI.board_window.refresh()
                            time.sleep(.5)

                            # delete row
                            del self.board.array[row_number]
                            self.board.array.insert(0, [0] * self.board.num_columns)

                            self.GUI.board_window.update()
                            time.sleep(.5)

                            line_count += 1

                    self.score += self.points(line_count)
                    self.lines_completed += line_count
                    self.level = self.lines_completed // 2

                    # Basically, reset the game to prevent the strings
                    # corresponding to the score, lines_completed, or level
                    # variables from exceeding the dimensions the score_window
                    if len(str(self.score)) > self.max_num_score_digits:
                        self.score = 0
                        self.level = 0
                        self.lines_completed = 0

                    self.GUI.score_window.update()

                    # try to add nextPiece to Board
                    self.board.add_piece(self.next_piece)

                    # if unsuccessful, gameover
                    if self.next_piece.last_move_overlap:
                        break

                    self.next_piece = deepcopy(random.choice(self.pieces))
                    self.GUI.piece_preview_window.update()

            else:
                if keyboard_input == ord('w'):
                    self.board.rotate_active_piece()
                if keyboard_input == ord('d'):
                    self.board.translate_active_piece('right')
                if keyboard_input == ord('s'):
                    self.board.translate_active_piece('down')
                if keyboard_input == ord('a'):
                    self.board.translate_active_piece('left')
                # exit game
                if keyboard_input == ord('e'):
                    break

            self.GUI.board_window.update()

            # delay after a rotation
            if keyboard_input == ord('w'):
                time.sleep(.25)

            time.sleep(1 / self.frame_rate)

        # Reset terminal window before exiting the game.
        curses.nocbreak()
        self.GUI.board_window.keypad(False)
        self.GUI.board_window.nodelay(False)
        curses.echo()
        curses.endwin()
        curses.curs_set(1)

        print('Game Over')
        exit()


# Run the game
game = Game(board_num_rows=16, board_num_columns=10)
game.main_loop()

Answer 1

En general, parece estructurado, usa buenos nombres, se divide en funciones, etc. Esas son cosas buenas.

Tengo algunos comentarios, pero recuerde que estas son mis opiniones, no puedo decir que sea correcto o incorrecto y no me referiré a ningún estándar o estilo de código.

1

def in_bounds(self, temp_active_piece_indices):
    return all(0 <= i < self.num_rows and 0 <= j < self.num_columns
               for i, j in temp_active_piece_indices)

Este fragmento de código es muy corto y compacto. Pocas líneas, y usando Python cosas como la comprensión de doble lista. Se hace mucho con pocos bytes de código.

Sin embargo, me resulta difícil leer y no querría cooperar contigo en este proyecto si escribieras mucho código como este, porque tendría que pasar mucho tiempo desenredando y tratando de entender qué hace algo, antes de modificar o ampliarlo. Y si es necesario modificarlo, es posible que deba reescribirse por completo.

Una sugerencia sobre cómo escribirlo de manera diferente, que encuentro más fácil de entender (nuevamente, esto es subjetivo, por supuesto).

def in_bounds(self, x, y):
    return x >= 0 and x < self.num_columns and y >= 0 and y < self.num_rows
        

Esta función solo maneja una pieza y toma las coordenadas directamente, no le "importa" lo que representan esas coordenadas (una pieza, pero ahora también podría usarse para cualquier otra cosa).

Creo que usar xy yes natural ya que las filas y columnas funcionan como coordenadas en un juego de tetris. Esto es más específico que iy jque a menudo se usa como iteradores para cualquier bucle interno, que no se relaciona necesaria o naturalmente con las coordenadas.

Además, estoy mirando cada caso uno a la vez, no es necesario usar ally "recordar" las piezas simultáneamente. Este es el cambio más importante para que sea legible y fácil de entender pieza por pieza.

Al llamar a la función desde el exterior, ahora tiene sentido usarla all.

if all([in_bounds(x,y) for (y,x) in pieces]):

2

def translate_active_piece(self, direction):
    if direction == 'right':
        x, y = 0, 1
    elif direction == 'left':
        x, y = 0, -1
    elif direction == 'down':
        x, y = 1, 0

Esto es todo lo contrario. Nadie malinterpretará este código ni tendrá que mirar más de unos segundos para entenderlo. Prefiero un código como este cuando reviso algo. Podría reescribirse y complicarse para que sea mucho más corto, pero eso no es necesario y no facilitaría el trabajo.

Sin embargo, si tuviera más opciones, digamos 4 o más, usaría un dict para reducir la repetición de if elifyx,y=

3

    curses.init_pair(1, curses.COLOR_RED, curses.COLOR_BLACK)
    curses.init_pair(2, curses.COLOR_GREEN, curses.COLOR_BLACK)
    curses.init_pair(3, curses.COLOR_YELLOW, curses.COLOR_BLACK)
    curses.init_pair(4, curses.COLOR_BLUE, curses.COLOR_BLACK)
    curses.init_pair(5, curses.COLOR_MAGENTA, curses.COLOR_BLACK)
    curses.init_pair(6, curses.COLOR_CYAN, curses.COLOR_BLACK)
    curses.init_pair(7, curses.COLOR_WHITE, curses.COLOR_BLACK)

Demasiada repetición aquí. Esto se puede mejorar.

colors = [curses.COLOR_RED, curses.COLOR_GREEN, curses.COLOR_YELLOW, ...]
for i, x in enumerate(colors, start=1):
    curses.init_pair(i, x, curses.COLOR_BLACK)