py_stepik/mod_graph/maze.py

"""
    Создание лабиринтов в игре
    https://stepik.org/lesson/502494/step/3?unit=494196
    и https://stepik.org/lesson/569367/step/2?unit=563878

    Задача: 
    Сделайте "догонялку" в лабиринте. Придумайте дизайн лабиринта, рисунки для стенки и проходов. Через стенки Ваш герой не должен
    передвигаться.
    И ещё задача:
    Попробуйте создать свою игру на основе знаний, которые Вы получили на предыдущих уроках.

    Решение:
    Игра за призрака, нужно из входа в лабиринт "догнать" выход, по пути собирая монетки.
    Управление стрелками и WASD, выход по Esc или Q.
    Чтобы пройти игру, нужно дойти до выхода, для хорошей концовки - собрать все монетки.

    Картинки берутся из папки assets, если их нет то автоматически скачиваются из репозитория.
    Если скачать не получилось то будут нарисованы заглушки.
    Зависимости: graph pillow

    Библиотека graph: https://kpolyakov.spb.ru/download/pygraph.zip
"""

import os
import shutil
import tempfile
import urllib.request
from contextlib import contextmanager
from random import choice, randrange, sample
from typing import NamedTuple

import PIL
from graph import (
    bbox,
    canvasSize,
    changeFillColor,
    changeProperty,
    close,
    deleteObject,
    image,
    killTimer,
    moveObjectTo,
    onKey,
    onTimer,
    penColor,
    run,
    text,
)
from PIL import Image, ImageDraw


def download_asset(asset, path):
    """
    Загрузка картинок из репозитория
    """
    prefix = "https://gitea.b4tman.ru/temp/py_stepik/raw/branch/master/assets/"
    print("Качаю картинку", asset, end=" ... ", flush=True)
    try:
        urllib.request.urlretrieve(prefix + asset, path)
    except Exception:
        print("не смог :(")
        return False
    print("скачал!")
    return True


def make_stub_image(path, name):
    """Создание пустой картинки, на случай если скачать не получилось"""

    img = PIL.Image.new("RGBA", (200, 200))
    draw = ImageDraw.Draw(img)
    draw.rectangle([(50, 50), (150, 150)], outline="black", width=2)
    draw.line((50, 50, 150, 150), fill="red", width=2)
    draw.line((50, 150, 150, 50), fill="red", width=2)
    draw.text((50, 170), name, fill="blue")
    img.save(path)


@contextmanager
def get_assets():
    """Получение соответствия с расположением файлов картинок

    Размер картинок нужно менять поэтому они всегда сохраняются во временные файлы.
    """

    assets_dir = "assets"
    assests = [
        "bg1k.png",
        "ghost.png",
        "brick.png",
        "coin.png",
        "win.png",
    ]
    files = {}
    # поиск файлов (загрузка если их нет) и создание временных
    for asset in assests:
        _, ext = os.path.splitext(asset)
        temppath = tempfile.mktemp(suffix=ext)
        filepath = os.path.join(assets_dir, asset)
        if os.path.isfile(filepath):
            shutil.copyfile(filepath, temppath)
        else:
            if not download_asset(asset, temppath):
                make_stub_image(temppath, asset)
        files[asset] = temppath

    # передача управления
    yield files
    # очистка
    for _, filename in files.items():
        try:
            os.remove(filename)
        except FileNotFoundError:
            pass


class Coords(NamedTuple):
    """
    Вспомогательный класс для упрощения работы с координатами
    """

    x: int | float
    y: int | float

    def __add__(self, other):
        if isinstance(other, self.__class__):
            return self.__class__(self.x + other.x, self.y + other.y)
        if isinstance(other, (int, float)):
            return self.__class__(self.x + other, self.y + other)
        return NotImplemented

    def __sub__(self, other):
        if isinstance(other, self.__class__):
            return self.__class__(self.x - other.x, self.y - other.y)
        if isinstance(other, (int, float)):
            return self.__class__(self.x - other, self.y - other)
        return NotImplemented

    def __floordiv__(self, other):
        if isinstance(other, self.__class__):
            return self.__class__(self.x // other.x, self.y // other.y)
        if isinstance(other, (int, float)):
            return self.__class__(self.x // other, self.y // other)
        return NotImplemented

    def __mul__(self, other):
        if isinstance(other, self.__class__):
            return self.__class__(self.x * other.x, self.y * other.y)
        if isinstance(other, (int, float)):
            return self.__class__(self.x * other, self.y * other)
        return NotImplemented

    def transform(self, ref: "Coords"):
        return self * ref


# состояние игры
data = {
    "hero_pos": Coords(0, 0),
    "finished": False,
    "hero_moved": False,
    "right": True,
    "last_right": True,
    "maze": [],
    "callbacks": [],
    "box_sz": Coords(0, 0),
    "coins": {},
    "coins_collected": 0,
    "got_coin": False,
}


def resize_img(assets: dict, name: str, sz: Coords):
    """
    Изменение размера картинки и сохранение в файл
    """
    img = PIL.Image.open(assets[name])
    if img.size != sz:
        img = img.resize(sz)
        img.save(assets[name])


def choose_plural(amount, declensions):
    """Возвращает количество объектов в виде строки
    например 5 копеек, 1 копейка и т.д.
    """
    a = amount % 100
    i = 2
    if 10 < a < 20:
        pass
    elif a % 10 == 1:
        i = 0
    elif 1 < a % 10 < 5:
        i = 1
    return f"{amount} {declensions[i]}"


def move_to_center(obj, scene_sz):
    """Перемещает объект к центру"""
    x1, y1, x2, y2 = bbox(obj)
    obj_sz = Coords(x2, y2) - Coords(x1, y1)
    p = scene_sz // 2 - obj_sz // 2
    moveObjectTo(obj, *p)


def make_level(scene_sz, assets):
    """Создание уровня"""

    data["maze"] = maze_gen(6, 6)

    # размер ячейки
    maze_sz = Coords(len(data["maze"][0]), len(data["maze"]))
    box_sz = scene_sz // maze_sz
    data["box_sz"] = box_sz

    # установка начальной позиции
    data["hero_pos"] = find_start(data)
    data["hero_moved"] = True

    resize_img(assets, "ghost.png", box_sz)
    resize_img(assets, "brick.png", box_sz)
    resize_img(assets, "coin.png", box_sz)

    # загрузка изображения героя
    hero_img = PIL.Image.open(assets["ghost.png"])
    # создаём зеркальную копию
    hero_img_right = hero_img.transpose(Image.FLIP_LEFT_RIGHT)
    # записываем изображения
    hero_img_right = PIL.ImageTk.PhotoImage(hero_img_right)
    hero_img_left = PIL.ImageTk.PhotoImage(hero_img)
    hero = image(0, 0, assets["ghost.png"])
    # сразу поворачиваем героя на право
    changeProperty(hero, image=hero_img_right)

    # отрисовка стен и добавление мест для монеток
    free_points = []
    for i, row in enumerate(data["maze"]):
        for j, item in enumerate(row):
            p = Coords(j, i)
            if item < 1:
                if data["hero_pos"] != p:
                    free_points.append(p)
                continue
            image(*p.transform(box_sz), assets["brick.png"])

    # расстановка монеток
    all_coins = 10
    coin_points = sample(free_points, all_coins)
    for point in coin_points:
        data["coins"][point] = image(*point.transform(box_sz), assets["coin.png"])

    # надпись со счетчиком монет
    penColor("#1e11ce")
    coins_label = text("", 0, 5, font=("Arial", 20, "bold"))
    coin_forms = ("монетку", "монетки", "монет")

    def update():
        # отрисовка счетчика монеток
        if data["got_coin"]:
            collected = data["coins_collected"]
            if collected == all_coins:
                coins_text = "Молодец, собрал вообще все монетки!"
                changeFillColor(coins_label, "#062706")
            else:
                coins_text = f"Собрал {choose_plural(collected, coin_forms)}"
            changeProperty(coins_label, text=coins_text)
            data["got_coin"] = False

        # отрабатываем изменение направления
        if data["right"] != data["last_right"]:
            img = hero_img_right if data["right"] else hero_img_left
            changeProperty(hero, image=img)
            data["last_right"] = data["right"]
        # отрисовка движения
        if data["hero_moved"]:
            new_pos = data["hero_pos"].transform(box_sz)
            moveObjectTo(hero, *new_pos)
            data["hero_moved"] = False
        # конец лабиринта|игры
        if data["finished"]:
            data["callbacks"].remove(update)
            if data["coins_collected"] == all_coins:  # победа
                move_to_center(image(0, 0, assets["win.png"]), scene_sz)
                penColor("blue")
                move_to_center(text("Победа!", 0, 0, font=("Arial", 30)), scene_sz)
            else:  # плохая концовка
                move_to_center(text("Конец игры!", 0, 0, font=("Arial", 40)), scene_sz)

    data.setdefault("callbacks", []).append(update)


def find_start(data):
    for i in range(len(data["maze"])):
        if data["maze"][i][0] == 0:
            return Coords(0, i)
    raise Exception("Не найдено начальное положение")


def move_hero(data, delta):
    """проверка и выполнение движения героя в лабиринте"""
    maze_sz = Coords(len(data["maze"]), len(data["maze"][0]))
    new_pos = data["hero_pos"] + delta
    # проерка границ карты
    if (
        new_pos.x < 0
        or new_pos.y < 0
        or new_pos.x >= maze_sz.x
        or new_pos.y >= maze_sz.y
    ):
        return
    # проверка на наличие стен
    if data["maze"][new_pos.y][new_pos.x] > 0:
        return
    # применение новой позиции
    data["hero_pos"] = new_pos
    data["hero_moved"] = True

    # сбор монеток
    if new_pos in data["coins"]:
        data["coins_collected"] += 1
        deleteObject(data["coins"][new_pos])
        del data["coins"][new_pos]
        data["got_coin"] = True

    # проверка на конец лабиринта
    if new_pos.x >= maze_sz.x - 1:
        data["finished"] = True


def keyPressed(event):
    dx = dy = 0
    match event.keysym:
        case "Left" | "a":
            dx = -1
            data["right"] = False
        case "Right" | "d":
            dx = 1
            data["right"] = True
        case "Up" | "w":
            dy = -1
        case "Down" | "s":
            dy = 1
        case "Escape" | "q":
            killTimer(data["update_timer"])
            close()
    if dx or dy:
        move_hero(data, Coords(dx, dy))


def update():
    for callback in data["callbacks"]:
        callback()
    data["delta"] = Coords(0, 0)


def maze_gen(row=4, col=4):
    """генератор карты
    взял с коментария
    https://stepik.org/lesson/502494/step/3?discussion=6527620&unit=494196
    """
    row = max(2 * row + 1, 3)
    col = max(2 * col + 1, 3)
    maze = [[2] * col]
    maze.extend([[2] + [1] * (col - 2) + [2] for _ in range(row - 2)])
    maze.append(maze[0])

    curr = (randrange(1, len(maze) - 1, 2), randrange(1, len(maze[0]) - 1, 2))
    path = [curr]
    maze[curr[0]][curr[1]] = 0

    while path:
        nexts = [
            (r1, c1, r2, c2)
            for r, c in zip((1, 0, -1, 0), (0, 1, 0, -1))
            if (
                (r1 := curr[0] + r) is None
                or (c1 := curr[1] + c) is None
                or (r2 := curr[0] + 2 * r) is None
                or (c2 := curr[1] + 2 * c) is None
                or 1 == maze[r1][c1] == maze[r2][c2]
            )
        ]
        if len(nexts):
            r1, c1, r2, c2 = choice(nexts)
            maze[r1][c1] = maze[r2][c2] = 0
            path.append((r2, c2))
        else:
            curr = path.pop()

    upd = {
        ("22", "20"): (None, "00"),
        ("02", "22"): ("00", None),
        ("11101", "00101", "11111", "10100", "10111"): (
            None,
            None,
            None,
            "10001",
            None,
        ),
        ("10111", "10100", "11111", "00101", "11101"): (
            None,
            "10001",
            None,
            None,
            None,
        ),
    }
    for key in upd:
        for i in range(len(maze) - len(key) + 1):
            for j in range(len(maze[0]) - len(key[0]) + 1):
                if all(
                    maze[i + k][j : j + len(v)] == list(map(int, v))
                    for k, v in enumerate(key)
                ):
                    for k, v in filter(lambda x: x[1], enumerate(upd[key])):
                        maze[i + k][j : j + len(v)] = list(map(int, v))

    return maze


def app(assets):
    # рисуем фон
    scene_sz = Coords(1000, 1000)
    canvasSize(*scene_sz)
    resize_img(assets, "bg1k.png", scene_sz)
    image(0, 0, assets["bg1k.png"])

    # создаём уровень
    make_level(scene_sz, assets)

    # цепляем обработчики событий
    data["update_timer"] = onTimer(update, 40)
    onKey(keyPressed)

    # запускаем
    run()


def main():
    with get_assets() as assets:
        app(assets)


main()